Самым дорогим из тройки благородных металлов считается, конечно же, платина. По распространенности в земной коре она является одним из наиболее редких элементов. В чистом виде платина практически не встречается и стоит очень дорого. Несмотря на это, применение платины в разных сферах народного хозяйства действительно очень широко. В некоторых случаях этот металл может быть даже и незаменимым.
История открытия
Все найденные на сегодняшний день самородки платины предоставляют собой ее сплавы с иридием, палладием, осмием, железом и родием. Иногда также встречаются соединения этого металла с никелем или медью. Собственно сама платина в чистом виде представляет собой металл блестящего бело-серебристого оттенка. Своим названием она обязана испанским конкистадором, завоевавшим Южную Америку. Внешне платина очень сильно похожа на серебро, но отличается гораздо большей тугоплавкостью. Испанские конкистадоры, обнаружившие в Южной Америке металл, похожий на серебро, сначала просто выкидывали его. При этом завоеватели презрительно называли его platina, что в переводе означает «серебришко».
У нас в стране платина была обнаружена в 1819 г. Промышленная ее добыча началась уже спустя пять лет. Изначально применение платины ограничивалось в России в основном лишь металлургией. Использовали ее в качестве добавки при производстве высококачественных сталей. Однако в 1828 г. платина нашла и еще одно применение. Тогда по указу царя монетный двор России начал чеканку денег из этого металла.
В чистом виде платина была получена только в 1859 году химиком Девелем. Первоначально она в России добывалась исключительно на Верх-Исетском, Билимбаевском и Невьянском приисках. В 1824 году были открыты и другие богатые ее месторождения.
Химические и физические характеристики
Платина — металл, относящийся к группе 6-го переходного периода системы Менделеева. Основными ее свойствами являются:
тугоплавкость;
труднолетучесть;
способность кристаллизоваться в кубические гранецентрированные решетки.
В горячем виде платина хорошо сваривается и прокатывается. Также этот металл может довольно сильно поглощать кислород. Ниже в таблице представлены основные характеристики платины:
Характеристика | Параметр |
Плотность | 21.45 г/дм3 |
Температура плавления | 1769 С |
Удельное электросопротивление | 9.85 мкОм·см |
Твердость | 390-420 МПа |
Упругость | 173 ГПа |
Широкое применение платины в промышленности, медицине и других отраслях народного хозяйства оправдано, помимо всего прочего, и химической ее устойчивостью. Растворяется этот металл только в царской водке и в броме. При нагревании платина может вступать в реакцию лишь с немногочисленной группой веществ.
Основные сферы использования платины
Применение платины в ювелирной промышленности оправдано прежде всего ее благородством, редкостью и красотой. Именно таким образом вплоть до середины прошлого века в основном и использовался этот металл. Лишь несколько процентов от всего добываемого объема платины применялось медиками и зубопротезистами. Сегодня рост спроса на этот благородный металл неуклонно растет. Уникальные физические и химические свойства платины, помимо ювелирного производства, делают ее необыкновенно востребованной в самых разных областях промышленности и народного хозяйства:
в медицине;
космической отрасли;
химической индустрии;
авиа- и судостроении;
в стекольной промышленности;
в технике.
Применяется этот благородный металл, конечно же, и в банковском деле.
Использование платины в ювелирной промышленности
Разумеется, наиболее широко этот металл применяется для изготовления разного рода украшений. Ежегодно в мировой ювелирной промышленности используется около 50 тонн платины. Изготавливаться из этого металла могут самые разные украшения. Кольца из платины, равно как и цепочки, серьги, браслеты и колье, не только красивы, но и долговечны.
Наибольшей популярностью в ювелирной промышленности пользуется металл 950-й пробы. В такой сплав входит 95 % собственно самой платины и 5 % иридия. Металл подобного состава отличается высокой степенью упругости и твердости. Цепочки, браслеты и кольца из платины в сплаве с иридием способны прослужить максимально долго.
Применение при производстве азотной кислоты и других химических веществ
В технике платина используется в основном как катализатор. Именно этот металл является лучшим окислителем аммиака до NO при производстве азотной кислоты. Используют его в данном случае обычно в виде сетки из проволоки диаметром 0,05-0,09 мм. При производстве азотной кислоты чаще всего применяется не платина в чистом виде, а ее сплав с родием. Это позволяет немного удешевить катализатор, повышает его активность и увеличивает срок хранения.
Используется платина в технической промышленности, конечно же, не только при производстве азотной кислоты. Катализаторы из этого металла способны ускорять и многие другие химические реакции. Применяется платина, к примеру, при гидрировании ароматических и технических углеводородов, кетонов, ацетилена и т. д. Также этот металл используется в сернокислотном производстве для получения SO3 или SO2.
Применение в нефтепереработке
На промышленных предприятиях этой специализации платина используется на самом деле достаточно широко. В данном случае ее также применяют в качестве катализатора. В нефтепереработке с помощью этого металла в специальных установках получают бензин. Конечно же, высококачественный. В нефтеперерабатывающей промышленности платину применяют не в виде сетки, а в виде мелкодисперсного порошка. Помимо бензина, с помощью этого металла получают также технический водород и ароматические углеводороды.
Конечно же, в нефтеперерабатывающей промышленности могут использоваться и другие катализаторы — молибден, алюминий и т. д. Однако платина в сравнении с ними имеет такие неоспоримые преимущества, как долговечность, большая активность и повышенная эффективность.
Применение платины в электротехнике и приборостроении
Одним из преимуществ этого металла является то, что он отличается стабильными электрическими и механическими свойствами. Это сделало платину необыкновенно востребованной в таких отраслях народного хозяйства, как:
радиотехника;
электротехника;
автоматика;
точное приборостроение.
Применение платины в электронике позволяет изготавливать качественные контакты высокоточных приборов. В этом случае металл обычно используют в сплаве с иридием. Очень часто, к примеру, платина идет на изготовление контактов печей сопротивления и разного рода работающих от сети устройств. Иногда в технике применяется также сплав этого металла с кобальтом. Такой материал используется при изготовлении магнитов, обладающих огромной силой притяжения при малых размерах.
Применение платины в автомобилестроении и космической отрасли
В этих областях народного хозяйства платина также нашла довольно широкое использование. В автомобилестроении этот металл чаще всего применяется в качестве катализатора в нейтрализаторах выхлопных газов. В этом случае его используют в качестве напылителя в керамических монолитах.
В космической промышленности и самолетостроении этот металл используют в основном для изготовления электродов топливных элементов. Подобным образом платина была применена, к примеру, во всех космических кораблях серии «Аполлон».
Использование в медицине
Применение платины в этой сфере позволяет сохранить жизни тысячам больных. Ценность этого металла в данном случае заключается в том, что аналогов ему в медицине не существует. Из платины, к примеру, изготавливают специальные хирургические инструменты, стерилизовать которые можно в пламени спиртовой горелки. При такой обработке они, в отличие от изготовленных из других металлов, не окисляются.
Платина, применение в медицине которой хирургией, конечно же, не ограничивается, может использоваться также в стоматологии, кардиологии и слухопротезировании. Часто, к примеру, она применяется в качестве напылителя при изготовлении инструментов, предназначенных для лечения зубов. В кардиологии и слухопротезировании используются электроды, изготовленные из ее сплава с иридием. Их применяют в основном для стимуляции сердечной деятельности. Также их часто используют и для изготовления имплантов, предназначенных для людей с тугоухостью.
Применение платины в стекольной промышленности
Платина — металл, помимо всего прочего, широко используемый при производстве высококачественной оптики. Также ее в сплаве с родием часто применяют при изготовлении фильер стеклянного волокна, толщина которого зачастую не превышает 1 мкм. Такой металл способен легко выдерживать тысячи часов нагрева до 1450 С. Также сплав родия с платиной практически никак не реагирует на сильные перепады температур и стоек к коррозии.
Помимо всего прочего, этот металл также очень часто используется при производстве разного рода оборудования, предназначенного для изготовления высококачественного стекла. Такие механизмы не деформируются и не окисляются в процессе производства. Также они не реагируют и с самим изготавливаемым стеклом. Очень часто в этой отрасли промышленности применяются, к примеру, платиновые тигли. Именно в них делают широко известное и очень дорогое чешское стекло.
Применение в химической индустрии
В данном случае платину также используют в основном для изготовления тиглей и другого лабораторного оборудования — чашек, термометров сопротивления и т. д. Применяются такие изделия в основном при изготовлении разного рода сверхчистых веществ. В полупроводниковых кристаллах не должно быть, к примеру, ни одного чужеродного атома на миллион собственных. Именно таких результатов и позволяет добиться использование платинового оборудования.
Вместо заключения
Применение платины в рассмотренных выше областях целесообразно и оправдано. Но конечно же, может использоваться этот металл и в других отраслях народного хозяйства. К примеру, часто из платины делают тигли, применяемые при выращивании кристаллов для лазеров и контактов в технике слабых токов. Также из этого металла изготавливают держатели стрелок компасов, используют его в антивозрастных косметических кремах и лосьонах, лекарствах против рака и т. д.
