Открытия и гипотезы, 2015 №05

Ситуация изменилась после 1819 года, когда платину обнаружили на Урале. Её там оказалось так много, что в течение столетия добыча платины в уральских горах превысила сорокакратно добычу во всём остальном мире. Платину буквально некуда было девать, и, начиная с 1828 года, было решено использовать её как материал для монет. Однако человечество мало-помалу находило новые неожиданные применения платины, и её цена росла. В результате в 1845 году платиновые монеты перестали чеканить и срочно изъяли из обращения.

Такая парадоксальная ситуация неоднократно случалась в истории. Например, в США запрещено переплавлять одно- и пятицентовые монеты, стоящие меньше потраченного на них металла.

Платина является одним из самых редких металлов: её среднее содержание в земной коре составляет 5-10^-7% по массе.

В чистом виде она не встречается. Даже так называемая самородная платина является сплавом, содержащим до 20 процентов железа, а также иридий, палладий, родий, осмий, реже медь и никель.

Платина — серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1768,3 °C и 3825 °C соответственно, удельное электрическое сопротивление — 1.07∙10^-7 Ом∙м (при (0 °C). Платина — один из самых тяжёлых (плотность 21,09–21,45 г/см³) металлов. То есть кубик со стороной десять сантиметров будет весить около 21 килограмма.

Каталитический конвертер в разрезе. Видна густота пористой структуры.

Платиновые ювелирные изделия, как правило, содержат 95 % чистой платины, тогда как золото 750 пробы содержат лишь 75 % чистого золота.

Так выглядят пробы платиновых изделий.

Природная платина встречается в виде смеси из шести изотопов. Один из них слабо радиоактивен (период полураспада 6,5∙10¹¹ лет). Это совершенно безвредный уровень. Предсказывается существование очень слабой радиоактивности ещё двух природных изотопов платины, однако пока экспериментально эти распады не зарегистрированы.

Основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран.

К этим странам относятся ЮАР, США, Россия, Зимбабве, Китай.

Самородную платину добывают на приисках, менее богаты рассыпные месторождения платины. Сегодня платину получают в основном из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп. При этом иридий и палладий восстанавливаются. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют гексахлороплатинат(IV) аммония. Высушенный осадок прокаливают при 800-1000 °C. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки.

Применение

Чем же так ценна платина? Во-первых, как уже говорилось, она выдерживает экстремальные условия, в которых другие материалы плавятся, разъедаются, ржавеют.

Например, из кислот платину берёт только так называемая царская водка (смесь азотной и соляной кислоты), что в сочетании с тугоплавкостью делает её хорошим материалом для лабораторного оборудования. Золото и другие благородные металлы, кстати, тоже ценятся, в том числе из-за своей стойкости к окислению: они не теряют со временем своего благородного вида.

В наше время платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий. Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж.

Но не только в красоте дело, хотя французский король Людовик XVI некогда нарёк платину единственным металлом, подходящим королям. Гораздо важнее в современном мире то, что покрытые платиной электрические контакты не окисляются, обеспечивая надежную работу электрических схем. Есть и совсем неожиданные применения платины: так, например, её соединения используют в медицине, поскольку они убивают раковые клетки. Самое же распространенное сейчас использование этого металла — на это уходит около половины всей добываемой в мире платины — весьма далеко от ювелирной промышленности. А именно, платина помогает очищать выхлопные газы автомобилей. Мы уже говорили, что она может ускорять некоторые реакции. В машинах её сплав с иридием наносят на соты фильтра, называемого «каталитический конвертер-нейтрализатор». Проходя сквозь него, вредные вещества догорают при контакте с платиной, так что на выходе в основном остаются безвредные азот, вода и углекислый газ.