Открытие платины. Что представляет собой платиновый слиток? Платиновое богатство России

Многие ли женщины, примеряя на палец очередное украшение, знают, что привлекающее их тускловатое мерцание платины - это весточка из космоса? Какой путь проделал прежде чем завоевать сердца любителей красоты и роскоши? Поговорим об истории и свойствах удивительной платины, которая стала источником вдохновения таких легендарных ювелиров, как Картье, Тиффани и Фаберже.

Благородные или драгоценные металлы

Известно, что металлы бывают разные. Чаще всего мы слышим о черных, цветных и благородных. К последним относятся всего восемь элементов - золото, серебро, платина, палладий, родий, иридий, рутений и осмий. Они не окисляются, устойчивы к воздействиям внешней среды, обладают пластичностью и легко образуют сплавы. Но не все из них безопасны для человека.

Для изготовления ювелирных украшений используются только золото, серебро, палладий и платина, которая из этой четверки является наиболее дорогостоящей. Но эти металлы редко применяются в чистом виде. Их концентрацию в полюбившемся изделии можно узнать, посмотрев на пробу. Разберемся, что такое платина с клеймом 950°. Это значит, что на 1 кг ювелирного сплава приходится 950 граммов драгоценного металла, остальное - легирующие компоненты. Платина - это самый прочный ювелирный металл. Тем не менее, без легирующих сплавов даже он не будет отличаться высокой износостойкостью.

Платина или белое золото?

Довольно часто можно услышать, что платина - это белое золото. Это не так. Их состав и свойства различны. Ответим на вопрос о том, что такое платина и белое золото. Для этого посмотрим на таблицу Менделеева. Под номером 078 есть элемент Pt. Теперь понятно, что такое платина, - металл в чистом виде. А белое золото - это ювелирная уловка, когда путем добавления серебра, никеля или других примесей нивелируется желтый цвет. Его высшая проба - 750.

Благодаря популярности белого золота, изделия из платины нашли своих поклонников и снова в моде. И хотя они намного дороже, прочность этого металла делает его незаменимым для обручальных колец, а также украшений с камнями, долговечность которых зависит от надежности оправы. Кстати, еще одно достоинство платины состоит в том, что она не вызывает аллергии, как это часто случается с белым золотом из-за дополнительных компонентов.

Все сказанное выше, конечно же, влияет на стоимость, но главным выступает способ добычи.

История Земли и драгоценные металлы

Несколько лет назад немецкие ученые, обнаружив в Pt (078), задумались о том, что такое платина и как она появилась на Земле. По мнению исследователей из Университета Майнц, на нашей планете не было естественных условий для образования металлов. Если их родиной является Земля, то они должны находиться в расплавленном ядре, а не в верхней части коры.

Физик Герхардт Шмидт полагает, что металлы были занесены к нам около 4 миллиардов лет назад, когда Землю атаковали метеориты, состоящие из железа. Зафиксирован наиболее древний небесный посланник, богатый платиной, который упал на Землю около 2 миллионов лет назад. По подсчетам ученых, для образования металлов на планете в существующем количестве понадобилось в среднем 160 космических тел диаметром около 20 км.

Можно сделать вывод о том, что ресурс является достаточно ограниченным. Именно из-за этого с каждым годом цена только растет.

Месторождения и добыча платины

Месторождения платиновой руды определяют по сопутствующим горным породам. Она встречается как в чистом виде, так и в соединениях, например, с никелем или золотом. Образования руды бывают как коренные, так и россыпные. Последние особенно тяжелы в добыче. В России во времена открытия металла труд на россыпях считался адским, хотя достаточно быстро были придуманы первые машинные установки.

Хотя сегодня техника геологических разработок упростилась, тем не менее, платина остается дорогостоящей в производстве. Чтобы достать (это около 31 грамма), необходимо переработать более 10 тонн сырьевой руды.

Главной страной, в которой обнаружены большие залежи платины, является ЮАР. Здесь ежегодно добывается около 151 тонн металла. На втором месте стоит Россия, производящая приблизительно 26 тонн платины. Далее следуют Зимбабве, США и Канада, вырабатывающие от 9 до 5 тонн в год. Платину находят также в землях Японии, Австралии и Колумбии. По большому счету, она есть практически в каждой стране, но в промышленных масштабах добывать ее не имеет смысла.

Интересно, что именно Урал является колыбелью двух самых крупных самородков платины в мире. Их вес - 5918,4 и 7860,5 г. Теперь мы примерно разобрались, что такое платина. Фото изделий из этого метала можно посмотреть в статье.

Древние цивилизации и использование платины

Первые изделия из золота со следами платины современные ученые находят в египетских захоронениях, датированных примерно 1200 годом до н. э. Документальные таблички с уже полностью сделанные из этого драгоценного металла, появляются около 700 лет до н. э. В Южноамериканской цивилизации инков церемониальные артефакты изготавливались как из желтого, так и белого металлов.

Незадачливая находка - и не золото, и не серебро

Знакомство европейцев с тугоплавким металлом произошло в 1590 году в Южной Америке. Что такое платина в то время? Всего лишь «гнилое золото». Испанские конкистадоры были настолько разочарованы находкой, что прозвали ее «серебрецом». Обнаружив сероватые пластинки в золотых россыпях, они посчитали, что платина - это примесь, портящая блеск добычи и абсолютно не годная из-за сложности обработки и тусклости. Так и прозвали ее - Plata, что значит «серебро», с уменьшительно-пренебрежительным окончанием ina. Когда в руки завоевателей новых земель попадалась платина, они просто выбрасывали ее в море.

Покорение Европы

В 1700 году серебристый элемент был обнаружен у берегов Европы. Он стал объектом изучения алхимиков, которые хотели разобраться, что такое платина. Они делали эксперименты, пытаясь определить ее свойства и превратить в золото. В 1751 году шведский ученый Теофил Шеффер (Theophil Scheffer) определил платину как великолепный металл. А в 1780 году король Франции Людовик XVI декларировал ее как предназначенную только для коронованных особ.

Его ювелир Марк Этьен Жанетти (Mark Etienne Janety) создал из платины несколько непревзойденных предметов роскоши, в том числе красивую сахарницу со сложным орнаментом. В 1788 году Франциско Алонсо создал по заказу испанского короля Карлоса III подсвечник высотой в 30 см, предназначенный в дар Папе. Это стало возможным благодаря открытиям в ковке платины Пьера Франсуа Шаболе и Жозефа Луи Пруста. Так французы установили в Испании новый век роскоши. Его вершиной является Платиновая комната в Арганьезе, двери которой открыты для всех желающих и в наши дни.

Но самым неоспоримым фактом покорения Европы серым металлом является его использование в создании эталонов измерительной системы. В 1799 году Марк Этьен Жанетти, который после Французской революции покинул Париж, был приглашен для создания платинового метра и килограмма. По сегодняшний день они хранятся в Международном Бюро Мер и Весов.

Платиновое богатство России

Обнаружение дорогостоящей руды в России, на Урале, произошло намного позже - в начале XIX века. К тому времени платина уже завоевала Европу и считалась «королевским» металлом. Ее залежи оказались в землях, принадлежащих роду Демидовых, которые, благодаря своему богатству, уже считались тайными хозяевами Империи. «Открывателями» месторождения были крепостные Ефим Копылов и Емельян Ростигаев.

Россыпи крупных зерен металла оказались лишь слегка прикрыты растительным слоем. Спустя короткое время уже тысячи демидовских крепостных трудились на «поддерниках», обработав практически вручную около 40 тонн платиновых пород. Говорят, что самый крупный из добытых самородков весил около 9 кг, однако достоверных доказательств этому нет.

Платина в руках ювелиров

Итак, к концу XIX века платина - это металл для избранных, взобравшийся на Олимп из-за своей редкости и устойчивости к механическим воздействиям. Он привлекает любителей блеска и шика также благодаря чистоте использования - на сегодняшний день это 950-я проба.

Главным популяризатором платины в ювелирном мире считается Луи-Франсуа Картье, основатель небезызвестной фирмы Cartier. Он считал ее незаменимым материалом с безграничными возможностями, благодаря гибкости и надежности. Знаменитый образ пантеры, созданный под вдохновением любви к Жанне Туссен, выполнен из платины с сапфирами и бриллиантами.

Однако он не единственный, кто оценил достоинства серебристого материала. Его главным конкурентом на то время был который также использовал платину в авторских изделиях. Кстати, многие цветочные композиции и животные мотивы были заимствованы Луи Картье именно у Фаберже.

Интерес к платине все возрастал, достигнув пика в начале XX века, и не спадал вплоть до Второй мировой войны. Немало этому успеху поспособствовали королевские особы и «звезды» Голливуда.

«Платиновая» болезнь от платиновых блондинок

В Америке в 1930 годы для простых людей средством от тревог и разочарований, вызванных Великой депрессией, стал кинематограф. На экраны вышли сотни лент про не знающих забот богачей и их спутниц. Иконой того времени стала Джин Харлоу, блистающая в фильме Фрэнка Капра «Платиновая блондинка». Яркая красавица, роскошная и забавная, манила легким отношением к жизни как мужчин, так и женщин. как и другие актрисы Голливуда, формирует новый стиль шика. Его неизменным аксессуаром становятся бриллианты, оправленные в платину. А завершающий штрих к образу - модный цвет волос. Какой? Конечно же, платиновый.

Прошло более ста лет, и мы наблюдаем возврат любви к этому драгоценному металлу. Миру нужны красота, изысканность и прочность. Теперь мы знаем все о том, что такое платина. Картинки в статье наглядно демонстрируют роскошь и привлекательный вид этого драгоценного металла.

Светлого серебристого оттенка, блестящий и не тускнеющий под воздействием воздуха. Кроме того, платина очень тугоплавкий, прочный и одновременно ковкий металл, впрочем, это свойственно многим платиноидам . Платина довольно редкий и ценный металл, встречающийся в земной коре гораздо реже, чем, например, золото или серебро . Кстати, свое название она получила благодаря последнему. По-испански «plata» - это серебро, а «platina» - подобный серебру.

Дата открытия платины точно неизвестна, поскольку ее открыли инки в Южной Америке. В Европе первые упоминания о платине (как о неизвестном металле, который невозможно расплавить - поскольку его температура плавления почти 1770 градусов Цельсия) появляются в XVI веке благодаря завоеваниям испанских конкистадоров. Однако регулярные поставки платины в Западную Европу из Южной Америки наладились только в XVII-XVIII веках. Официально новым металлом среди европейских ученых она стала считаться только в 1789 году, после публикации французским химиком Лавуазье его «Списка простых веществ».

Чистая, без инородных примесей, платина была извлечена из платиновой руды уже в 1803 году британским ученым Уильямом Уолластоном. При этом он попутно открыл из этой же руды еще два платиноида (металла платиновой группы) - палладий и родий. Интересно, что при этом Уолластон изначально был врачом, который заинтересовался производством медицинской посуды и инструментов из платины - из-за ее бактерицидных свойств и невероятной стойкости к окислителям. Именно он первым обнаружил, что единственные вещества, которые могут воздействовать на платину в естественных условиях - это «царская водка» (смесь концентрированных соляной и серной, или азотной кислоты), а также жидкий бром.

Месторождение и добыча платины.

Первое месторождение платины много веков назад обнаружили племена инков в Южной Америке, и до XIX века это было единственным известным источником платины в мире. В 1819 году платина была обнаружена в Российской империи, на территории нынешнего Красноярского края в Сибири. Долгое время этот благородный металл не был опознан и именовался как «белое золото » или просто «новый сибирский металл». Полноценная добыча платины в России началась уже к концу первой половины XIX века - с изобретением российскими учеными того времени новой методики ковки платины в раскаленном состоянии.

В наше время южноамериканские месторождения в Андах начали истощаться и основные перспективные районы добычи платины располагаются на территории всего лишь пяти государств:

• Россия (Урал и Сибирь);
• Китай;
• Зимбабве.

В XIX и самом начале XX века Российская империя стала основным поставщиком платины на мировой рынок - от 90 до 95 процентов всех поставок платины . Это продолжалось до тех пор, пока этот благородный металл не был переоценен, и приобрел стратегическое значение. Однако, хотя это произошло еще во второй половине XIX века (тогда все выпущенные платиновые монеты в России были изъяты из обращения во время правления Павла I и Николая I), поставки платины в Европу при Александре II продолжались. Уже во времена Советского Союза все данные о добыче платины были строго засекречены, и таковыми остаются по сей день - уже в Российской Федерации. Поэтому рейтинг России, как 3-й или 4-й страны по добыче платины в мире , весьма условен. И никто даже приблизительно не знает, сколько платины хранится в стратегических резервах Российской Федерации.

На данный момент доподлинно известно только то, что лидером добычи платины в России является государственная компания «Норильский никель». Официально опубликованный объем добычи этого металла в 2000-х годах составил в среднем около 20-25 тонн платины в год. В то же время ЮАР поставляет на международный рынок около 150 тонн в год. Уже в наше время было обнаружено новое месторождение платины в Хабаровском крае (довольно крупное месторождение), но его официальная добыча составляет всего от 3х до 4х тонн в год.

На данный момент обнаруженные месторождения платины в мире предполагают потенциальную добычу около 80 тысяч тонн этого металла. Большая часть из них находится в ЮАР (более 87 процентов). В России - более 8%. А в Штатах - до 3%. Опять же - это официальные опубликованные данные. Не стоит забывать, что далеко не каждая страна захочет разглашать содержимое своих стратегических хранилищ драгоценных металлов и потенциал добычи.

Применение платины.

У платины, как и у большинства платиноидов, одни и те же области применения:

• ювелирная промышленность;
• стоматология;
• химическая промышленность (благодаря каталитическим свойствам);
• электроника и электротехника;
• медицина (посуда и инструменты);
• фармацевтика (лекарственные средства, в основном онкологической направленности);
• космонавтика (практически вечные спайки контактов из платины не требуют ремонта);
• производство лазеров (платина входит в состав большинства зеркальных элементов);
• гальвонотехника (например, не подвергающиеся коррозии детали подводных лодок);
• производство термометров.

Цены и динамика цен на платину.

Изначально цена на платину (когда в XVII веке ее привезли в Европу) была ну очень низкой. Несмотря на красоту нового металла, его не могли расплавить и толком где-нибудь применить. В начале XVIII века, когда технологии позволили ее плавить, платину начали использовать фальшивомонетчики при подделке золотых испанских реалов. Тогда испанский король изъял почти всю платину и торжественно затопил ее в Средиземном море, а дальнейшие поставки запретил.

Все это время цена платины не превышала и половины цены серебра.

С развитием новых технологий в начале XIX века и с выделением чистой платины Уолластоном, платина начала использоваться в различных отраслях производства, и ее цена достигла цены золота.

В ХХ веке, после осознания преимуществ платины в физических и химических свойствах по сравнению с золотом, ее цена продолжила расти. Спрос на платину, как качественный химический катализатор возрос в 70-х годах прошлого века, когда начался мировой бум автомобилестроения. Этот благородный металл использовался для очищения выхлопных газов (как правило, в сплаве с другими платиноидами). Именно тогда химики обнаружили, что в мелкодисперсном состоянии (то есть, распыленном виде) платина активно взаимодействует с водородной составляющей (СН) выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Финансовые спады и кризисы 2000-х и 2010-х годов повлияли на спрос и динамику цен на платину . В этот период (особенно в 2000-х годах) цены на платину упали ниже тысячи долларов (почти до 900) за тройскую унцию благородного металла. В последние 10 лет цена за унцию платины ниже 1000 долларов считается нерентабельной. Поэтому не удивительно, что часть добывающих (в основном южноафриканских) предприятий, добывающих платину, закрылись. Из-за этого возник определенный дефицит «белого золота» в соотношениях спрос-предложение платины в 2010-х годах, и ее цена снова подскочила. Однако спад производства автомобилей в Китае в 2014-2015 годах вызвал новое снижение цен на платину.

Средняя цена за унцию платины в первой половине 2015 года составила около 1100 долларов. Однако эксперты имеют свой прогноз цен на платину . По их мнению, в 2016 году уровень мировой экономики вырастет, а Китай возобновит масштабное автомобильное производство, и цена за тройскую унцию платины превысит, как минимум, отметку в 1300 долларов, а другой платиноид - палладий - станет стоить больше 850 долларов за тройскую унцию.

Кроме того, тот факт, что Российская Федерация по-прежнему держит в секрете свои запасы платины , означает что этот металл имеет перспективы роста, а, следовательно, и заслуживает внимания при долгосрочном инвестировании (или, как минимум, сохранении своих финансовых средств).

Платина – редкий блестящий металл серебристого цвета. Занимает особое место среди остальных благородных металлов, являясь обычно более дорогим, чем золото и серебро.

Это обусловлено тем, что добыча платины – крайне трудоемкий процесс и этот металл встречается очень редко. К примеру, для получения одной унции золота достаточно очистить три тонны руды, а, чтобы извлечь аналогичное количество платины, нужно обработать до десяти тонн породы.

История использования металла

Платина была известна еще до нашей эры. Ее использовали в Древнем Египте для изготовления разнообразных украшений. Также она была распространена в племенах инков, но со временем была забыта. На фото можно увидеть платиновые изделия, обнаруженные археологами:

Только спустя долгое время открытие этого вещества произошло благодаря испанским путешественникам, осваивавшим Южную Америку. Изначально ее не оценивали по достоинству, что видно из названия. «Platina» в переводе с испанского можно сформулировать как «маленькое серебро».
Соответственно и ценилась платина намного меньше, чем драгоценные металлы. Нередко ее даже считали недозревшим золотом или неправильным серебром (благодаря цвету) и попросту выбрасывали. Она отличается тугоплавкостью и высокой плотностью. Поэтому считалась непригодной для какого-либо использования.

Однако потом было обнаружено интересное свойство – этот драгоценный металл имеет способность легко сплавляться с золотом. Ювелиры взяли это на вооружение и активно стали примешивать платину в золотые изделия, понижая тем самым стоимость их изготовления. Причем делалось это настолько искусно, что обнаружить подделку было практически нереально. Из-за высокой плотности платины даже малый ее объем увеличивал вес готового изделия, но это компенсировалось добавлением в сплав некоторого количества серебра, что не влияло на цвет. Такое мошенничество было все же распознано, и ввоз драгоценного металла в Европу на некоторое время был запрещен законом.

В качестве самостоятельного химического элемента платина была признана лишь в середине восемнадцатого столетия. Тщательное изучение ее качеств позволило найти первое применение этого металла.

Физические и эксплуатационные свойства платины, особенно сопротивление различным воздействиям и высокая плотность, послужили основой для того, чтобы изготавливать из нее полезное оборудование. В частности, платиновые реторты успешно применялись для концентрирования едкой серной кислоты.

Делались такие сосуды изначально с помощью ковки либо прессования, так как в те времена научный прогресс не мог обеспечить необходимую температуру в печах для плавления. К концу девятнадцатого века удалось расплавить платину, применив для этого пламя, возникающее при горении гремучего газа.

Платина в России

История этого благородного металла в России берет свое начало в 1819 году, когда он был впервые найден на Урале, недалеко от Екатеринбурга. Через пять лет залежи платины были найдены в Нижнетагильском округе. Россыпи оказались такими обильными, что Россия стремительно стала лидером по добыче во всем мире.

На фото можно увидеть крупнейший самородок, добытый на этих месторождениях:

Его вес составлял 12 кг (к сожалению, позднее он был переплавлен).

Уральская платина активно выкупалась иностранными компаниями, особенно возрос экспорт после того, как был разработан промышленный метод очистки ее от примесей и создания чистых слитков серебристого цвета. Изначально за рубежом она пользовалась огромным спросом в Англии и Франции, позднее к ним присоединились США и Германия.

В процессе исследований ученые обнаружили некоторые элементы, входящие в состав самородной платины. Первыми пополнили периодическую таблицу Менделеева палладий и родий, позже были выделены иридий и осмий. И заключительным элементом, входящим в платиновую группу, стал рутений, обнаруженный в 1844 году.

В связи с тем, что объемы добываемой платины на Урале были чрезвычайно высоки и большая часть металла просто не находила достойного применения, в 1828 году было принято решение о выпуске платиновых монет. На фото изображены первые монеты из этого драгоценного металла российского производства.

К тому времени уже был найден способ изготавливать различные изделия высокого качества. Этот метод, получивший название порошковой металлургии, широко используется и в наши дни. На данный момент русские монеты 19 века из платины имеют колоссальную ценность. Стоимость одного экземпляра может доходить до 5000 долларов США.

Для изготовления ювелирных изделий большая часть добытой платины использовалась вплоть до середины двадцатого столетия, после чего ее стали употреблять чаще в технических целях. Она применяется в следующих отраслях:

• Автомобилестроение (для изготовления катализаторов);
• Электротехника (создание элементов для электропечей, подвергающихся воздействию высоких температур);
• Нефтехимический и органический синтез;
• Синтез аммиака.

Также она применяется в изготовлении деталей стекловаренных печей, разнообразного лабораторного оборудования, аппаратуры для производств, где необходимо сопротивление химическим и температурным воздействиям.

Основные свойства

Нередко можно услышать мнение, что платина и белое золото – одно и то же. Но на самом деле такое утверждение в корне неверно, они схожи лишь цветом.

Платина – химический элемент таблицы Менделеева (естественной классификации элементов по электронной структуре атомов), со своими характерными свойствами. Хотя на фото можно заметить некоторое сходство с белым золотом по внешнему виду.

Она представляет собой драгоценный металл серебристого цвета, но выглядит все же несколько иначе, нежели серебро. Отличается от других также своими характеристиками и способами применения.

Физические и химические свойства платины

Этот элемент является тугоплавким металлом с высокой плотностью, для ее плавления необходима температура 1769 градусов по Цельсию, а для закипания – 3800 градусов, что обусловлено низкой удельной теплопроводностью.

Также это один из самых тяжелых металлов в таблице Менделеева. По этому показателю его превосходят лишь два других элемента платиновой группы – осмий и иридий. Плотность в обычных условиях составляет 21,45 грамма на квадратный дециметр. Удельный вес – 21,45 грамма на кубический сантиметр. Этот показатель выше, чем у золота и практически в два раза превосходит удельный вес серебра.

Твердость платины – это еще одно качество, благодаря которому она получила свое применение в промышленности и ювелирном деле. Сопротивление различным внешним воздействиям делает процесс обработки и изготовления изделий более трудоемким, но ее эксплуатационные свойства с лихвой компенсируют такие неудобства.

К примеру, ювелирные украшения могут быть выполнены целиком из чистой платины, в то время как золото и серебро требуют в составе примесей иных материалов для обеспечения прочности.

Также стоит отметить высокую пластичность этого металла. Из него можно изготовить тончайший лист фольги или легкую проволоку, при этом не потеряв основных свойств.

Платина входит в состав группы благородных металлов, так как не имеет способности к окислению и оказывает сопротивление коррозии. Высокая инертность металла не позволяет взаимодействовать с кислотами или щелочами. Может быть растворена только в «царской водке» и жидком броме, подвержена растворению при длительном воздействии горячей серной кислоты.

При нагревании данного вещества возрастает возможность взаимодействия с иными химическими элементами, веществами и сплавами. Увеличение температуры позволяет получить оксид платины, образующийся на поверхности металла. Существует несколько его разновидностей, которые легко отличить по цвету.

Самыми известными являются:

• Черный PtO (темно-серого цвета);
• Оксид платины PtO2 (коричневого цвета);
• Оксид PtO3 (красно-коричневого цвета).

Быстрота и степень окисления этого металла напрямую зависит от того, насколько свободно кислород поступает к поверхности и каково его давление. Препятствием к окислению могут послужить иные металлы, расположенные на поверхности платины. Поэтому наибольшее окисление следует ожидать от чистого металла без каких-либо примесей.

В зависимости от конкретного соединения платина может демонстрировать различную степень окисления. Этот показатель варьируется от 0 до +8.

Обладая достаточно низким удельным сопротивлением, этот металл является неплохим проводником, уступая в этом свойстве алюминию, меди и серебру. Показатель удельного сопротивления близок к железу.

Соответственно, удельная проводимость платины (величина, обратная удельному сопротивлению) занимает аналогичное положение среди других элементов таблицы Менделеева. Так как она является проводником, ее удельное сопротивление возрастает по мере нагрева, а удельная проводимость, наоборот, падает. Такое свойство обусловлено тем, что частицы в составе платины начинают двигаться в хаотичном порядке при возрастании температуры. А это, в свою очередь, создает препятствия для прохождения электрического тока.

Одним из наиболее важных качеств, которое широко используется в производстве, является свойство этого благородного металла выступать в качестве катализатора многочисленных химических реакций. Обычно применяется в сплаве с родием либо как платиновая чернь – тонкий порошок характерного черного цвета, получаемый в результате восстановления соединений.

Довольно широко распространены в настоящее время платиновые термометры сопротивления (проиллюстрированы на фото). Это обусловлено тем, что это вещество практически не подвержено коррозии, имеет высокую степень пластичности, инертности и дает возможность использовать чистый металл для производства. Немаловажную роль играют и такие качества, как высокое удельное сопротивление и значительный температурный коэффициент сопротивления.

Вывод

Большинство людей представляют себе платину как очень дорогой металл серебристо-белого цвета, который используется для изготовления ювелирных изделий. Однако благодаря своим многочисленным свойствам она получила широкое распространение в различных сферах деятельности человека, от медицины до автомобилестроения.

Хотя за всю историю эксплуатации платины она никогда не использовалась в качестве денег, инвестиции в платину считаются достаточно выгодным видом вложений. Одна унция этого металла превосходит в стоимости аналогичное количество золота на 270$. Если постоянно следить за курсом драгоценных металлов, то можно получить неплохую прибыль.

Металлы платиновой группы - это шесть благородных драгоценных химических элементов, которые расположены рядом в периодической таблице. Все они являются переходными металлами 8-10 групп 5-6 периода.

Металлы платиновой группы: список

Группа состоит из следующих шести химических элементов, расположенных в порядке возрастания атомного веса:

• Ru - рутений.
• Rh - родий.
• Pd - палладий.
• Os - осмий.
• Ir - иридий.
• Pt - платина.

Металлы платиновой группы обладают серебристо-белым оттенком, за исключением осмия, цвет которого голубовато-белый. Их химическое поведение парадоксально в том, что они обладают высокой устойчивостью к воздействию большинства реагентов, но используются в качестве катализаторов, легко ускоряющих или контролирующих скорость окисления, восстановления и реакций гидрирования.

Рутений и осмий кристаллизуются в гексагональную плотноупакованную систему, а другие обладают гранецентрированной кубической структурой. Это выражается в большей твердости рутения и осмия.

История открытия

Хотя платиносодержащие золотые артефакты датированы 700 г. до н. э., присутствие этого металла является, скорее, случайностью, чем закономерностью. Иезуиты в XVI веке упоминали серые плотные камешки, связанные с аллювиальными месторождениями золота. Эти камешки нельзя было расплавить, но они образовывали сплав с золотом, при этом слитки становились ломкими, и их уже было невозможно очистить. Камешки стали называть platina del Pinto - гранулы серебристого материала из реки Пинто, впадающей в Колумбии.

Ковкая платина, которую можно получить только после полной очистки металла, была выделена французским физиком Шабано в 1789 году. Из нее был сделан кубок, преподнесенный папе Пию VI. Об открытии палладия в 1802 году сообщил английский химик Уильям Волластон, который назвал хим. элемент группы платиновых металлов в честь астероида. Волластон впоследствии заявлял об обнаружении еще одного вещества, присутствующего в платиновой руде. Его он назвал родием из-за розового цвета солей металла. Открытия иридия (по имени богини радуги Ириды из-за пестрой окраски его солей) и осмия (от греческого слова «запах» из-за хлорного запаха его летучего окисла) были сделаны английским химиком Смитсоном Теннантом в 1803 году. Французские ученые Ипполит-Виктор Колле-Дескоти, Антуан-Франсуа Фуркруа, и Николя-Луи Воклен выделили два металла одновременно. Рутений, последний изолированный и идентифицированный элемент, получил свое название по латинскому наименованию России от русского химика Карла Карловича Клауса в 1844 году.

В отличие от таких легко выделяемых в относительно чистом состоянии путем простого огневого рафинирования веществ, как золото, платиновой группы требуют сложной водно-химической обработки. Эти методы не были доступны до конца 19 века, поэтому выявление и изоляция платиновой группы отстала от серебра и золота на тысячи лет. Кроме того, высокая температура плавления этих металлов ограничивала их применение, пока исследователи в Британии, Франции, Германии и России не разработали методы преобразования платины в форму, пригодную для обработки. Как драгоценные металлы платиновой группы начали использоваться в ювелирных изделиях с 1900 года. Хотя такое применение остается актуальным и сегодня, промышленное намного его превзошло. Палладий стал очень востребованным материалом для контактов в телефонных реле и других системах проводной коммуникации, обеспечивая длительный срок службы и высокую надежность, а платина, из-за своей устойчивости к искровой эрозии, во время Второй мировой войны стала применяться в свечах зажигания боевых самолетов.

После войны расширение методов молекулярной конверсии при переработке нефти создало огромный спрос на каталитические свойства, которыми обладают металлы платиновой группы. К 1970-м годам потребление выросло еще больше, когда стандарты автомобильных выбросов в США и других странах привело к использованию данных химических элементов в каталитической конверсии выхлопных газов.

Руды

За исключением малых россыпных месторождений платины, палладия и осмистого иридия (сплава иридия и осмия), практически нет руды, в которой бы основным компонентом был химический элемент - металл платиновой группы. Минералы, как правило, содержатся в сульфидных рудах, в частности в пентландите (Ni, Fe) 9 S 8 . Наиболее распространены лаурит RuS 2 , ирарсит, (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, осмиридиум (Ir,Os), куперит, (PtS) и браггит (Pt,Pd)S.

Крупнейшее в мире месторождение металлов платиновой группы - Бушвельдский комплекс в ЮАР. Большие запасы сырья сосредоточены в месторождениях Садбери в Канаде и Норильско-Талнахском в Сибири. В США наибольшие залежи минералов платиновой группы расположены в Стилуотере, Монтана, но здесь они значительно меньше, чем в ЮАР и России. Крупнейшими в мире производителями платины являются Южная Африка, Россия, Зимбабве и Канада.

Добыча и обогащение

Основные южноафриканские и канадские месторождения эксплуатируются шахтным способом. Практически все металлы платиновой группы извлекаются из медных или никелевых сульфидных минералов с помощью флотационной сепарации. Плавка концентрата производит смесь, которая вымывается из меди и сульфидов никеля в автоклаве. Твердый остаток выщелачивания содержит от 15 до 20% металлов платиновой группы.

Иногда до флотации используется гравитационное разделение. В результате получается концентрат, содержащий до 50% платиновых металлов, что избавляет от необходимости выплавки.

Механические свойства

Металлы платиновой группы значительно отличаются механическими свойствами. Платина и палладий довольно мягкие и очень ковкие. С этими металлами и их сплавами можно работать как в горячем, так и в холодном состоянии. Родий сначала обрабатывают горячим, а позже его можно обрабатывать холодным с довольно частым отжигом. Иридий и рутений должны быть нагреты, холодной обработке они не поддаются.

Осмий - самый твердый из группы и имеет наиболее высокую температуру плавления, но его склонность к окислению накладывает свои ограничения. Иридий наиболее коррозионностойкий из платиновых металлов, а родий ценится за сохранение своих свойств при высоких температурах.

Структурные применения

Поскольку дочиста отожженная платина очень мягкая, она восприимчива к царапинам и порче. Для увеличения твердости ее сплавляют со множеством других элементов. Платиновые драгоценности очень популярны в Японии, где ее называется «хаккин» и «белое золото». Сплавы для ювелирных изделий содержат 90% Pt и 10% Pd, который легко обрабатывать и паять. Добавление рутения повышает твердость сплава, сохраняя стойкость к окислению. Сплавы платины, палладия и меди используются в кованых изделиях, так как они тверже платино-палладиевых и менее затратны.

Тигли, используемые для производства монокристаллов в полупроводниковой промышленности, требуют коррозионной устойчивости и стабильности при высоких температурах. Для этого применения лучше всего подходят и иридий. Платинородиевые сплавы используются в производстве термопар, которые предназначены для измерения повышенных температур до 1800 °C. Палладий применяют как в чистом, так и в смешанном виде в электрических устройствах (50% потребления), в стоматологических сплавах (30%). Родий, рутений и осмий редко используются в чистом виде - они служат легирующей добавкой для других металлов платиновой группы.

Катализаторы

Около 42% всей платины, произведенной на Западе, используется в качестве катализатора. Из них 90% применяется в автомобильных выхлопных системах, где тугоплавкие гранулы или сотовые конструкции с платиновым покрытием (а также палладиевым и родиевым) содействуют преобразованию несгоревших углеводородов, окиси углерода и окислов азота в воду, углекислый газ и азот.

Сплав платины и 10% родия в виде раскаленной докрасна металлической сетки служит катализатором в реакции между аммиаком и воздухом для получения окислов азота и азотной кислоты. При подаче вместе со смесью аммиака метана можно получить синильную кислоту. При переработке нефти платина на поверхности гранул оксида алюминия в реакторе является катализатором преобразования длинноцепочечных молекул нефти в разветвленные изопарафины, которые желательны в смеси высокооктановых бензинов.

Гальваника

Все металлы платиновой группы можно наносить гальванически. Из-за твердости и блеска получаемого покрытия наиболее часто применяется родий. Хотя его стоимость выше, чем платины, меньшая плотность позволяет использовать меньшую массу материала при сопоставимой толщине.

Палладий - металл платиновой группы, который проще всего использовать для нанесения покрытий. Благодаря этому прочность материала значительно повышается. Рутений нашел применение в инструментах, предназначенных для обработки трением при низком давлении.

Химические соединения

Органические комплексы металлов платиновой группы, такие как комплексы алкилплатины, используются в качестве катализаторов в процессе полимеризации олефинов, производстве полипропилена и полиэтилена, а также при окислении этилена в ацетальдегид.

Соли платины находят все более широкое применение в химиотерапии рака. Например, они входят в состав таких лекарств, как "Карбоплатин" и "Цисплатин". Покрытые оксидом рутения электроды используются в производстве хлора и хлората натрия. Сульфат и фосфат родия применяются в родиевых

«Сей металл с начала света до сих времен совершенно оставался неизвестным, что без сомнения весьма удивительно. Дон Антонио де Ульоа, испанский математик, который сотовариществовал французским академикам, посланным от короля в Перу... есть первый, который упомянул об ней в известиях своего путешествия, напечатанных в Мадриде в 1748 г. Заметим, что вскоре по открытии платины, или белого золота, думали, что она не особенный металл, но смесь из двух известных металлов. Славные химики рассматривали сие мнение, и опыты их истребили оное...»
Так говорилось о платине в 1790 г. на страницах «Магазина натуральной истории, физики и химии», издававшегося известным русским просветителем Н. И. Новиковым.

Сегодня платина не только драгоценный металл, но - что значительно важнее - один из важных материалов технической революции. Один из организаторов советской платиновой промышленности, профессор Орест Евгеньевич Звягинцев, сравнивал значение платины со значением соли при приготовлении пищи - нужно немного, но без нее не приготовить обеда...
Ежегодная мировая добыча платины - меньше 100 т (в 1976 г. - около 90), но самые разнообразные области современной науки, техники и промышленности без платины существовать не могут. Она незаменима во многих ответственных узлах современных машин и приборов. Она - один из главных катализаторов современной химической промышленности. Наконец, изучение соединений этого металла - одна из главных «ветвей» современной химии координационных (комплексных) соединений.

Белое золото

«Белое золото», «гнилое золото», «лягушачье золото»... Под этими названиями платина фигурирует в литературе XVIII в. Этот металл известен давно, его белые тяжелые зерна находили при добыче золота. Но их никак не могли обработать, и оттого долгое время платина не находила применения.

Химия платины № 78

Платину можно считать типичным элементом VIII группы. Этот тяжелый серебристо-белый металл с высокой температурой плавления (1773,5°С), большой тягучестью и хорошей электропроводностью недаром отнесли к разряду благородных. Он не корродирует в большинстве агрессивных сред, в химические реакции вступает нелегко и всем своим поведением оправдывает известное изречение И. И. Черняева: «Химия платины - это химия ее комплексных соединений».
Как и положено элементу VIII группы, платппа может проявлять несколько валентностей: 0 , 2+ , 3+ , 4+ , 5+ , 6+ и 8+ . Но, когда речь идет об элементе № 78 и его аналогах, почти так же, как валентность, важна другая характеристика - координационное число. Оно означает, сколько атомов (или групп атомов), лигандов, может расположиться вокруг центрального атома в молекуле комплексного соединения. Наиболее характерная степень окисления платины в ее комплексных соединениях 2+ и 4+ ; координационное число в этих случаях равно соответственно четырем или шести. Комплексы двухвалентной платины имеют плоскостное строение, а четырехвалентной -октаэдрическое.
На схемах комплексов с атомом платины посредине буквой А обозначены лиганды. Лигандами могут быть различные кислотные остатки (Cl - , Br - , I - , N0 2 , N03 - , CN - , С 2 04~, CNSH -), нейтральные молекулы простого и сложного строения (Н 2 0, NH 3 , C 5 H 5 N, NH 2 OH, (CH 3) 2 S, C 2 H 5 SH) и многие другие неорганические и органические группы. Платина способна образовывать даже такие комплексы, в которых все шесть лигандов различны.
Химия комплексных соединений платины разнообразна и сложна. Не будем обременять читателя многозначительными частностями. Скажем только, что и в этой сложной области знаний советская наука неизменно шла и идет впереди. Характерно в этом смысле высказывание известного американского химика Чатта.
«Возможно, не случайно было и то, что единственная страна, которая посвятила значительную часть своих усилий в области химических исследований в 20-х и 30-х годах разработке координационной химии, была и первой страной, пославшей ракету на Луну».
Здесь же уместно напомнить о высказывании одного из основоположников советской платиновой промышленности и науки - Льва Александровича Чугаева: «Каждый точно установленный факт, касающийся химии платиновых металлов, рано или поздно будет иметь свой практический эквивалент».

Потребность в платине

За последние 20-25 лет спрос на платину увеличился в несколько раз и продолжает расти. До второй мировой войны более 50% платины использовалось в ювелирном деле. Из сплавов платины с золотом, палладием, серебром, медью делали оправы для бриллиантов , жемчуга, топазов ... Мягкий белый цвет оправы из платины усиливает игру камня, он кажется крупнее и изящнее, чем в оправе из золота или серебра . Однако ценнейшие технические свойства платины сделали ее применение в ювелирном деле нерациональным.
Сейчас около 90% потребляемой платины используется в промышленности и науке, доля ювелиров намного меньше. «Виной» тому - комплекс технически ценных свойств элемента № 78.
Кислотостойкость, термостойкость и постоянство свойств при прокаливании давно сделали платину совершенно незаменимой в производстве лабораторного оборудования. «Без платины, - писал Юстус Либих в середине прошлого века - было бы невозможно во многих случаях сделать анализ минерала... состав большинства минералов оставался бы неизвестным». Из платины делают тигли, чашки, стаканы, ложечки, лопатки, шпатели, наконечники, фильтры, электроды. В платиновых тиглях разлагают горные породы - чаще всего, сплавляя их с содой или обрабатывая плавиковой кислотой. Платиновой посудой пользуются при особо точных и ответственных аналитических операциях...
Важнейшими областями применения платины стали химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В качестве катализаторов различных реакций сейчас используется около половины всей потребляемой платины.
Платина - лучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота N0 в одном из главных процессов производства азотной кислоты. Катализатор здесь предстает в виде сетки из платиновой проволоки диаметром 0,05-0,09 мм. В материал сеток введена добавка родия (5-10%). Используют и тройной сплав -93% Pt, 3% Rh и 4% Pd. Добавка родия к платине повышает механическую прочность и увеличивает срок службы сотки, а палладий немного удешевляет катализатор и немного (на 1-2%) повышает его активность. Срок службы платиновых сеток - год-полтора. После этого старые сетки отправляют на аффинажный завод на регенерацию и устанавливают новые. Производство азотной кислоты потребляет значительные количества платины.
Платиновые катализаторы ускоряют многие другие практически важные реакции: гидрирование жиров, циклических и ароматических углеводородов, олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов, окисление S0 2 в S0 3 в серно-кислотном производстве. Их используют также при синтезе витаминов и некоторых фармацевтических препаратов. Известно, что в 1974 г. на нужды химической промышленности в США было израсходовано около 7,5 т платины.