Платина является одним из наиболее дорогостоящих металлов. Однако так было не всегда. Когда она была найдена впервые, алхимики посчитали, что плотность делает её непригодной к практическому применению, а король Испании прилюдно выбрасывал ее в море, тем самым демонстрируя, что страна производит лишь чистое серебро и золото. Металл был оценён по достоинству лишь спустя некоторое время. Чем выше проба платины, тем выше стоимость изделий из неё.
Физические и химические свойства
Платина представляет собой серебристо-белый пластичный металл. Он является одним из самых тяжёлых, поскольку характеризуется чрезвычайной плотностью. Устойчивость к вакууму делает его пригодным к эксплуатации в открытом космосе.
Как и все благородные металлы, платина химически инертна с большинством веществ. Среди немногочисленных реагентов, способных к взаимодействию с ней, выделяют царскую водку, горячую концентрированную серную кислоту и жидкий бром. При нагревании в реакцию с металлом могут вступать щёлочи, пероксиды и галогены, а также следующие простые вещества:
- фтор,
- хлор,
- сера,
- фосфор,
- селен,
- теллур,
- углерод,
- кремний,
- молекулярный водород,
- кислород.
В реакциях, в которых платина не участвует непосредственно, она может выступать в роли катализатора. С её помощью происходит присоединение водорода к ароматическим соединениям, окисление этанола до уксусной кислоты, воспламенение водорода. Большинство реакций протекает при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, а драгоценный металл при этом не расходуется.
Однако в то время как платина в чистом виде обладает высокой химической устойчивостью, некоторые её соединения являются куда более активными. Например, если металл сжечь под избыточным давлением во фторе, получатся тёмно-красные кристаллы гексафторида платины — одного из сильнейших окислителей, реагирующего даже с кислородом и ксеноном. Этот факт позволил доказать, что газы, называемые инертными, всё же реагируют с некоторыми веществами.
Историческое значение имело и открытие комплексов платины, получаемых при восстановлении гексафторида, взаимодействии гидроксида с бромоводородом либо воздействии на металл царской водки или галогена в присутствии галогенида при нагревании. В результате изучения продуктов таких реакций была сформирована теория комплексных соединений и объяснена природа возникновения изомеров в них.
Варианты применения
В то время, когда платина была сильно недооценена, она стоила вдвое меньше, чем серебро, за внешнее сходство с которым и получила своё название (с испанского слово «plata» переводится как «маленькое серебро». Некоторые ювелиры пользовались этим и, научившись сплавлять металл с золотом, изготавливали искусные подделки.
В остальном платина применялась ограниченно — в основном она использовалась лишь в двух областях: при создании химического оборудования и приспособлений, а также в качестве катализатора. Однако сейчас вариантов её применения гораздо больше.
Наука и техника
Бо́льшая часть добываемой платины идёт на развитие науки и техники. Она может использоваться при производстве высокопрочных сталей в качестве легирующей добавки. Кроме того, из неё изготавливают следующие предметы:
- сосуды и мешалки, применяемые в процессе производства деталей оптических приборов,
- тигли, ложки и прочую лабораторную посуду, устойчивую к воздействию температуры и химических реагентов,
- магниты,
- зеркала для лазерной техники,
- электрические контакты,
- гальванические покрытия,
- реторты для перегонки кислот,
- электроды для получения различных реагентов, в первую очередь перекиси водорода,
- нерастворимые аноды,
- нагревательные элементы,
- электронные приборы,
- покрытия для деталей СВЧ-техники.
При восстановлении соединений металла получается тонкий порошок, который является активным катализатором. Те же функции может выполнять и его сплав с родием. Катализатор повышает эффективность реакции при производстве таких веществ, как:
- азотная кислота, которая затем может использоваться в составе удобрений,
- силиконы, имеющие широкий спектр применения — от производства косметических продуктов до деталей двигателей самолётов,
- бензин и нефтехимическое сырьё, на основе которых производятся пластмассы, каучук, полиэфирные волокна.
Также платина применяется в качестве автомобильного катализатора, устанавливаемого между двигателем и глушителем. Он улавливает более 90% оксидов азота и углерода, углеводородов и иных вредных компонентов в составе выхлопных газов и преобразует их в менее опасные вещества.
Также в автомобильной промышленности используются платиновые свечи зажигания, характеризующиеся увеличенным сроком эксплуатации, и различные датчики. Последние обеспечивают правильные пропорции смешивания топлива и воздуха, применяются в системах управления климатом.
Сферы медицины
Платина — востребованный материал в стоматологии. Чаще всего из него делают втулки для золотого штифта, соединяющего искусственный фарфоровый зуб с базисом протеза. Другой вариант применения платины в зубоврачебном деле — добавка к золотым сплавам и фольга, используемая при изготовлении фарфоровых зубов и коронок.
Это возможно благодаря тому, что значения линейного расширения платины и фарфора незначительны и близки друг другу. Кроме того, благородный металл не реагирует с кислородом воздуха.
Платина применяется и в других разделах медицины. Её наночастицы могут безболезненно проникать в клетки тела. Это свойство лежит в основе использования металла в виде комплексов в составе лекарственных препаратов, препятствующих старению за счёт уничтожения свободных радикалов. Но еще более актуально применение платиновых комплексов для терапии рака.
Замедлить процессы роста, развития и деления клеток при злокачественных опухолях, угрожающих жизни организма, помогают специальные цитостатики. Одним из первых таких препаратов стал хлорид- и аммиакатсодержащий комплекс платины, имеющий торговое название цисплатин. Он наносит химические повреждения основаниям ДНК и тем самым нарушает её функции. Молекула теряет способность удваиваться и выступать в качестве матрицы при синтезе РНК. Это задерживает клеточный цикл и вызывает их гибель. В итоге опухоль больного уменьшается.
Более совершенным аналогом цисплатина является карбоплатин. Он имеет большую эффективность и при этом меньшую токсичность. Гибель клеток он вызывает, подавляя биосинтез нуклеиновых кислот посредством связывания соседних пар гуанина в ДНК. Аналогичным действием обладает координационное соединение платины — оксалиплатин.
Помимо терапии рака, платина используется для лечения стенокардии. Из сплава этого металла с иридием изготавливают электроды, поддерживающие сердечную деятельность.
Монетарная функция
Хотя благородный металл был найден в России гораздо позже, чем в остальных странах, именно здесь в 1828 году были произведены первые в мире монеты из него. Их номиналы составляли 3, 6 и 12 рублей. Способствовало этому обнаружение огромных запасов ппатины на Урале, из которых за год удалось добыть металла больше, чем за 100 лет в Южной Америке.
Однако, несмотря на то что ресурсы были ещё огромными, в 1846 году чеканка платиновых монет прекратилась, и всё было продано английской фирме. Так Англия, в которой этот металл никогда не добывался, стала монополистом в отрасли.
Ещё раз платиновые монеты в России появились, когда она находилась в составе СССР. Их было выпущено всего 11 номиналом 150 рублей, и они были памятными юбилейными. Уже после распада Советского Союза Банк России производил инвестиционные монеты номиналами в 25, 50 и 150 рублей.
Ювелирная продукция
Традиционным является применение платины в ювелирной промышленности, где в год потребляется около 50 тонн драгоценного металла. До начала XXI века это было особенно актуально для Японии, а в настоящее время половина мировых продаж приходится на Китай. В России спрос на ювелирные изделия из такого материала находится на уровне 0,1% от рынка — более востребованным является белое золото.
В зависимости от того, какая стоит проба платины на ювелирных изделиях, различается и цена на них. Если при их изготовлении использовался практически цельный кусок металла без добавления примесей (чистотой от 99,950 до 99,999%), на украшении ставится клеймо «24 карата». В метрической системе, использование которой в России предпочтительнее, это 999 проба. В Чехии и Словакии соответствующему металлу будет присвоен номер 0. Однако с настолько чистой платиной очень сложно работать. Ювелиры используют её редко, зато она нашла широкое применение в производстве промышленного оборудования и банковской сфере.
Если к чистой платине добавить 5% иридия или другой легирующей примеси, получится 950 проба металла, соответствующая 23 каратам и номеру 1 в Чехии и Словакии. Это самый лучший материал для производства элегантных украшений, сувениров и даже некоторых предметов сервировки стола. Из него могут быть сделаны и настоящие швейцарские часы.
Реже для ювелирной продукции используется 900 проба платины, когда к чистому драгоценному металлу добавлено уже 10% примесей. Она соответствует 22 каратам и номеру 2.
Ещё более редко на ювелирном изделии можно встретить 850 пробу платины, в которой содержится всего 85% благородного металла, а 15% приходится на иридий, медь, вольфрам или кобальт. Дело в том, что такой сплав внешне сильно напоминает серебро и часто имеет белый оттенок. Он имеет 20 карат и обозначается номером 3.
Среди проб платины, которые бывают в ювелирном деле, отмечаются ещё и 800 проба, и 585. Но встретить их можно крайне редко, поскольку они практически не востребованы.
Платина и золото
Платина и золото — конкурирующие материалы ювелирной промышленности. Применение одного или другого металла зависит от многих факторов, в частности, от наличия вставок. Например, с бриллиантами предпочтительнее использовать платину, поскольку она подчёркивает чистоту и другие достоинства камней, в то время как цвет золота придаёт им нежелательный желтоватый оттенок. Кроме того, платина является более прочным материалом, и оправа из неё будет надёжнее.
Также изделия из золота и платины существенно различаются в цене. Этому есть две причины:
- Для производства платиновых изделий используется металл с небольшим процентом добавок (обычно 950 пробы), в то время как в золотых украшениях основного компонента меньше (чаще всего это 585 проба). Конечно, стоимость рассчитывается в первую очередь по количеству благородного металла в составе.
- Платиновое украшение тяжелее золотого. Если сделать два кольца, абсолютно одинаковых по толщине и размеру, золотое будет весить меньше. А цена на изделие находится ещё и в прямой зависимости от его веса.
- Из-за высокого предела плавления обрабатывать платину сложнее. Объёмы производства золотых украшений выше, поскольку их можно сделать быстрее. Платиновые изделия стоят дороже, так как процесс их изготовления более трудоёмок и медленен.
Таким образом, стоимость платиновых изделий зависит от того, какая проба у платины. Главные преимущества платины перед золотом — гармоничность сочетания с бриллиантами, прочность и чистота, а к недостаткам относится существенно более высокая цена. Однако в ювелирном деле могут использоваться и сплавы этих двух металлов. Они называются белым золотом, поскольку основным компонентом является всё же золото. Платина используется в качестве добавки, придающей изделию белый цвет, яркий блеск, повышенную твёрдость и износостойкость.
Помимо неё, в качестве примеси могут использоваться палладий и никель, но первый металл не до конца перекрывает жёлтый оттенок золота, а второй может вызвать аллергическую реакцию при носке.
(Пока оценок нет)
Загрузка...