Platinum: propriedades e aplicações

As substâncias que existem na natureza são um tema quase inesgotável para histórias. Além disso, nem todos são igualmente conhecidos. É imprescindível conhecer, pelo menos para o desenvolvimento geral, os principais pontos associados à platina, suas propriedades e características de aplicação.

Aqueles que se formaram na escola há várias décadas diriam com segurança que a platina é um metal de um subgrupo secundário do 8º grupo da Tabela Periódica dos Elementos de Mendeleiev. No entanto, esta classificação está desatualizada e agora a platina pertence ao 10º grupo de elementos.

É impossível dizer como esse metal se parece na natureza. Na verdade, em sua forma pura, ele só pode ser obtido artificialmente. Os minérios de platina têm apenas pequenas inclusões da substância principal. Do ponto de vista físico, são misturas isomórficas de Pt com:

• cobre;
• ferro;
• níquel;
• prata;
• vários metais do grupo da platina.

Os minérios de platina estão espalhados por toda parte. A maioria deles está concentrada no Novo Mundo. É por isso a honra da descoberta da platina pertence aos antigos índios... Mesmo os especialistas não sabem exatamente quando começaram a minerar esse metal. Mas, após a descoberta da platina pelos europeus, seu papel na economia acabou sendo bastante negativo.

Não é de admirar que em 1735 na Espanha eles decidiram proibir a importação de platina anteriormente extraída para a metrópole. O que foi novamente extraído na Colômbia foi ordenado a ser cuidadosamente separado da prata e inundado em rios. E tudo o que eles conseguiram importar para a própria Espanha foi mergulhado no mar em uma atmosfera solene.

Mas é curioso que menos de meio século se passou desde que Madrid, ao contrário, traçou um rumo para o aumento da importação de matérias-primas de platina. Então, eles começaram a usá-lo em escala nacional para falsificar moedas de outros metais preciosos. Em 1820, de acordo com várias fontes, havia de 3 a 7 toneladas de platina na Europa. Foi a partir dele que os padrões do metro e do quilograma foram feitos na França. Mas ainda não teve nenhuma aplicação séria por muito tempo.

A gravidade específica da platina pura é de 21,45 gramas por metro cúbico. veja Ele derrete a uma temperatura de cerca de 1768 graus Celsius. A ebulição (evaporação) ocorre a 3825 graus. São essas características de temperatura que por muito tempo não permitiram não isolar o metal puro, muito menos estabelecer seu uso. Além disso, a platina é mais dura do que o ouro e a prata, e é bastante difícil de usinar mecanicamente.

Este metal é maleável e dúctil. Sua resistência à tração é bastante impressionante.

Ele se dissolve apenas em:

• vodka real;
• bromo líquido;
• ácido sulfúrico aquecido (mas extremamente lento).

Portanto, não faz sentido trazê-lo para um ímã para separá-lo da prata ou do ouro. Você só precisa entender que não existem joias de platina pura. Eles podem conter várias concentrações de ferro e níquel, e são precisamente essas impurezas que reagem muito bem ao ímã.

Curioso que no microcosmo, a platina pode muito bem ter propriedades magnéticas. Os físicos do experimento conseguiram encontrá-los perto da camada atômica do metal; a inauguração foi anunciada em 2018. Para conferir propriedades ferromagnéticas a uma substância, um líquido iônico teve que ser usado - um novo tipo de substância criado especialmente durante a pesquisa. Quanto à cor da platina, na natureza ela é pintada em um tom branco prateado. Às vezes, também há espécimes cinza-escuros.

É importante extrair o minério de platina das entranhas da terra, para isso existem várias maneiras.

Apesar da descoberta original de depósitos de platina na América do Sul, o maior depósito do mundo no século 21 está localizado na África. Para ser mais preciso, na África do Sul. Complexo Bushveld - um acúmulo gigante de metais do grupo da platina; acredita-se que apareceu há 2 bilhões de anos como resultado de processos vulcânicos. Em forma, o campo sul-africano assemelha-se a uma "placa" com um diâmetro de 370 km. O complexo é composto por vários horizontes direcionados para o interior.

Ao mesmo tempo, a espessura dos depósitos em 2 horizontes de três é de apenas cerca de 1 m. O horizonte Platrif, que atualmente está sendo desenvolvido ativamente, tem uma espessura de 5-90 m em diferentes locais. É extraído de forma aberta. O complexo foi inaugurado em 1924. É daqui que ¾ de toda a platina extraída vai para o mercado mundial.

Mas ainda hoje nosso país está incluído na lista dos países líderes na extração de minério de platina. É verdade que já está em segundo lugar, 5,8 vezes atrás da África do Sul. O metal precioso também é exportado da Rússia. A terceira linha no ranking mundial é ocupada pelo Zimbábue, onde cerca de 3 vezes menos platina é extraída (9 toneladas).

E também a platina é extraída:

• EUA (6.000 kg);
• Canadá (aproximadamente 5000 kg);
• outros estados (6100 kg juntos).

Este metal pode ser extraído tanto por métodos a céu aberto quanto por mineração. As pedreiras estão localizadas principalmente onde são encontrados placares secundários. Nesses locais, a platina foi depositada após a destruição mecânica dos depósitos primários. Mas os geólogos descobriram há muito tempo que a maior parte dela está concentrada em camadas subterrâneas de minérios de níquel. A mineração em minas difere pouco do trabalho com outros minerais metálicos; vale ressaltar apenas uma proporção significativa de trabalho manual.

Após o enriquecimento, sua concentração aumenta em 3 ordens de magnitude. No complexo Bushveld, a extração de 1 kg de platina em última instância (levando-se em consideração as perdas tecnológicas) requer o levantamento de 500-1500 kg de minério. Em seguida, o produto semiacabado é processado em fornos metalúrgicos de refino e conversores especiais; mas o resultado final só é obtido após o refino, quando a concentração do metal é de 99,5%.

A platina é melhor do que o ouro porque é mais forte do que ele. Portanto, a vida útil dos produtos de platina é muito maior. É muito mais difícil arranhá-los. Como resultado, esses tipos de joias (e não apenas) têm menor probabilidade de serem consertados. A platina envelhecida é ainda mais diferente do ouro.

Graças à pátina, adquire uma cor cinza com brilho fosco. Muitos usuários tentam se livrar desse efeito e polir suas joias. De acordo com outras pessoas, a pátina torna o metal precioso, se não mais valioso, pelo menos mais interessante. Sem vê-lo ao vivo, dificilmente será possível tomar a decisão certa. A camada de ródio no ouro branco irá gradualmente se desgastar e ficará muito mais amarelo.

Eles também desbotam gradualmente e terão que ser limpos sistematicamente. Afinal a prata é quimicamente ativa e inevitavelmente reagirá com as substâncias mais comuns, até mesmo com o oxigênio atmosférico. No entanto, toda essa diferença em favor da platina é ofuscada pelo fato de que ela está visivelmente menos disponível do que o ouro e ainda mais da prata.

O tungstênio é semelhante à platina. Mas é significativamente mais barato, enquanto a resistência dos produtos de tungstênio também é alta. O problema é que o tungstênio é muito mais difícil de processar em sua forma normal. Redesenhar um anel de tungstênio, ajustando seu tamanho não é uma tarefa fácil, mesmo com a tecnologia do século XXI. As mesmas dificuldades surgem ao usar imitações de titânio.

Existem alguns tipos de ligas de platina. A maioria das joias é feita de metal 950, que contém 95% de platina pura. Às vezes você pode encontrar a liga 900. Suas desvantagens óbvias são a cor não muito saturada e o brilho inexpressivo. Portanto, em termos estéticos, perde muito para o metal 950.

As ligas de platina com irídio são comuns. Quanto mais este segundo componente, mais refratário será o composto. A faixa de cristalização das ligas de platina-irídio é relativamente estreita. A dureza e a resistência da substância também aumentam significativamente.

Para vários fins, a platina também pode ser ligada a:

• cobre;
• rutênio;
• paládio;
• níquel;
• ródio.

Uma grande proporção de platina é usada na indústria. Os tecnólogos apreciam muito a propriedade desse metal de acelerar várias reações químicas sem consumir. Hoje em dia, às vezes é usado na medicina, principalmente para próteses dentárias. Já em meados do século passado, esse uso era responsável por vários por cento de toda a platina extraída. Esse número está aumentando gradualmente.

Seu uso também é difundido na produção de ácido nítrico (como um oxidante de amônia). É verdade que, neste caso, uma liga de platina-ródio é usada com mais frequência, e não um metal puro. As razões para essa preferência interessam apenas aos tecnólogos e fogem ao escopo deste artigo.Outro metal precioso é usado na produção de ácido sulfúrico, hidrogenação de hidrocarbonetos, acetileno, cetonas.

Mas a platina também é amplamente utilizada na indústria de refino de petróleo. É um excelente catalisador para acelerar a produção de gasolina. Nas colunas de destilação, não é colocada uma malha, como às vezes se pensa, mas um pó de platina finamente disperso. É mais durável do que o molibdênio e o vanádio. E também a favor da platina é evidenciado pelo aumento da eficiência.

A platina pode ser usada em contatos de resistência de fornos elétricos. Você pode encontrá-lo em muitos outros contatos elétricos.

A liga de platina-cobalto é necessária para criar ímãs que combinem compacidade e excelente desempenho.

Muitos motoristas usam platina implicitamente para si próprios todos os dias. Nos automóveis, ele está contido principalmente em catalisadores. Este metal ajuda a reduzir a toxicidade dos gases de escape, melhorando assim as condições da atmosfera urbana. O revestimento de platina no catalisador é aplicado a um elemento de cerâmica monolítico.

Voltando à medicina, é importante notar que os instrumentos cirúrgicos únicos são feitos à base de platina. Eles podem ser desinfetados com queimadores de álcool sem a necessidade de reagentes especiais. Os dentistas adoram trabalhar com instrumentos revestidos com uma fina camada de platina. Eletrodos de platina-irídio são usados ​​para controlar o ritmo do coração e para próteses para problemas auditivos.

Mas não se pode deixar de mencionar o papel do "metal branco" em outras áreas.

Então, está em alta demanda na produção de vidro... Ou melhor, não são vidros de janela, mas vidros ópticos de alta qualidade. O composto de ródio-platina ajuda a fazer matrizes de fibra de vidro com menos de 1 mm de espessura. Tem funcionado por muitos milhares de horas a uma temperatura de 1400-1500 graus, que se desenvolve dentro de fornos de vidro.

O vidro checo de elite, que custa dinheiro quase fabuloso, é feito dentro de cadinhos de platina.

Claro, a indústria química não poderia deixar de lado tal substância tão resistente ao calor e aos reagentes mais cáusticos. É usado para fazer cadinhos de platina, outros utensílios para pesquisas e laboratórios especializados, especialmente para indústrias limpas.

Então, exatamente com base em Pt criar alguns dispositivos usados ​​na criação de cristais semicondutoresv. Somente dentro deles é possível criar tais condições quando a concentração de impurezas for inferior a 1 átomo por milhão. Mesmo em cadinhos de platina, são produzidos cristais necessários para a criação de lasers e para contatos em engenharia elétrica de baixa corrente.

Este metal vai mais além:

• espelhos usados ​​dentro de lasers;
• retortas para a produção de ácidos fluorídrico e perclórico;
• ânodos insolúveis para equipamentos de galvanoplastia;
• termômetros de resistência;
• partes separadas do equipamento de micro-ondas;
• drogas que suprimem algumas formas de câncer;
• produção de moedas e insígnias, medalhas e encomendas;
• equipamento para sintetizar vitaminas e algumas outras preparações farmacológicas.

Desde o início, você precisa se concentrar no preço. Platina com pureza idêntica será pelo menos três vezes mais cara que ouro... Além disso, não há tantos joalheiros trabalhando com isso. A esmagadora maioria desses artesãos trabalha na Europa Ocidental. É aconselhável focar nas joias a partir daí. Mas não confie no preço e nas palavras dos vendedores, mas exija certificados oficiais.

A adição de cobalto e rutênio pode aumentar a vida útil do produto. As joias com adição de irídio têm maior probabilidade de arranhar, mas economizam dinheiro. A amostra deve ser selecionada principalmente levando em consideração suas capacidades financeiras.

E mais algumas dicas:

• a platina é combinada visualmente com quaisquer pedras preciosas;
• a melhor opção (se houver fundos disponíveis) seria combiná-lo com diamantes;
• as pedras inseridas devem corresponder ao conceito geral;
• letras e designs gravados podem sair de moda rapidamente;
• e, claro, você precisa ir a uma joalheria oficial, e não ao primeiro ponto de venda que encontrar no caminho ou a um quiosque no meio de uma passagem subterrânea.

Não há requisitos específicos aqui. A limpeza geralmente é feita com preparações específicas para platina. Você pode comprá-los na maioria das joalherias. Algumas pessoas usam água com sabão insaturada ou amônia altamente diluída. Às vezes, também são usados ​​detergentes líquidos para a louça; no entanto, acredita-se que sabões e géis causem perda de brilho.

É realizado apenas por joalheiros experientes e com equipamento especial. Armazene o item de platina separadamente das joias feitas de outros metais. Isso os protegerá de deformação quando tocados com um objeto mais duro.

O alto valor da platina é devido não apenas às suas propriedades únicas, mas também à sua raridade comparativa. Estima-se que mesmo em depósitos (como em toda a crosta terrestre), a concentração de Pt é 30 vezes menor que a concentração de ouro. De 1828 a 1845 moedas de platina foram feitas em nosso país. Seu valor nominal era de 3, 6 e 12 rublos, e a quantidade total de metal consumido ultrapassava 14 toneladas. A platina entrou na categoria de metais preciosos apenas em 1751 - cerca de 200 anos se passaram desde que se tornou conhecida na Europa.

E em nosso país, nos primeiros 10 anos de mineração, foi extraída tanta platina quanto em toda a América durante os séculos que antecederam a descoberta dos depósitos dos Urais. E foi na Rússia que tanto a maior (geralmente fundida novamente) como a maior das pepitas existentes foram encontradas. A platina recebeu o status de elemento químico em 1735, quando o italiano D. Scaliger comprovou sua indissolubilidade; anteriormente, pensava-se que era uma substância simples.

A platina quimicamente pura foi isolada do minério apenas 68 anos depois, na Inglaterra. Em sua forma metálica, é completamente neutro do ponto de vista biológico. No entanto, compostos individuais (principalmente com flúor) podem ser extremamente fatais. E em 1867, todos os estoques russos de platina (imediatamente após o levantamento da moratória sobre as vendas) foram comprados pela Inglaterra. Mas ainda nos primeiros anos do século XX, nosso país respondia por pelo menos 90% da produção mundial (porque reservas fantásticas no sul da África foram encontradas apenas em meados da década de 1920).

Não é surpreendente, portanto, que em maio de 1918 um instituto especial para o estudo da platina tenha sido criado. Agora ele faz parte do Instituto de Química Geral e Inorgânica. Certos minerais contendo platina também contêm antimônio, arsênio ou enxofre, mas são menos comuns do que compostos com metais. Assim, o mineral Norilskite extraído no norte do Território de Krasnoyarsk contém 25% de ferro e 26% de níquel. É curioso que em uma das etapas da produção industrial da platina possa ser utilizada uma solução açucarada.

E os nomes desse metal são bastante diversos: ele é chamado de "ouro podre" e "ouro de sapo". Seus pequenos cristais têm forma cúbica. Inicialmente, na primeira metade do século 19, os anéis e argolas para barris eram feitos de platina em nosso país. Em termos de condutividade elétrica, esse metal é inferior ao cobre, alumínio e prata. A platina começa a se oxidar com o oxigênio atmosférico apenas em temperaturas acima de 200 graus.

Para obter mais informações sobre platina e suas propriedades, consulte o vídeo.