PLATINO (lat. Platino)

Información general

Elemento químico de la tabla periódica, metal.
símbolo del elemento: pinta
número atómico: 78.
Posición en la tabla: 6º período, grupo - VIIIB(10).
Masa atómica relativa: 195,083.
Estados de oxidación: +2, +3, +4, +6 y raramente +5.
valencia: II, III, IV, V, VI.
Electronegatividad: 2,2.
Configuración electrónica: 5s 2 p 6 d9 6 s 1 .
El platino consta de cuatro isótopos estables de 194 Pt (32,9 %), 195 Pt (33,8 %), 196 Pt (25,2 %), 198 Pt (7,2 %) y dos débilmente radiactivos de 190 Pt (0,013 %, vida media T 1/2= 6,9 10 11 años), 192 Pt (0,78%, T 1/2= 10 15 años).

La estructura del átomo

Número de electrones: 78.
Radio del átomo 0,138 nm, iónico radio de iones Pt 2+ - 0,074 (número de coordinación 4), Pt 2+ - 0,094 (6), Pt 4+ - 0,0765 (6), Pt 5+ - 0,071 nm (6). Las energías de ionización de Pt 0 - Pt + - Pt 2+ - Pt 3+ son iguales a 9,0, 18,56, 23,6 eV.

Historial de descubrimiento

El platino ha sido conocido por la humanidad desde la antigüedad. Se han encontrado productos que contienen platino durante las excavaciones de tumbas del antiguo Egipto y antiguos asentamientos indígenas en Colombia. La primera descripción del platino en Europa la hizo A. de Ulloa, quien participó en una expedición francesa en 1736 para determinar la longitud del ecuador. El metal noble se menciona en sus registros. platino, encontradas en minas de oro colombianas.
En 1741, muestras sudamericanas del metal fueron traídas a Europa, donde al principio el platino se consideraba "oro blanco". A mediados del siglo XVIII se estableció la naturaleza elemental del platino. Actualmente, "oro blanco" se refiere a aleaciones de oro y platino. El platino puro fue fundido en 1783 por A. L. Lavoisier.

Recibo

La producción de platino en forma de polvo comenzó en 1805 por el inglés W. H. Wollaston a partir del mineral sudamericano.
Actualmente, el platino se obtiene a partir de un concentrado de metales de platino. El concentrado se disuelve en agua regia, después de lo cual se agrega etanol y jarabe de azúcar para eliminar el exceso de HNO 3 . En este caso, el iridio y el paladio se reducen a Ir 3+ y Pd 2+. Adición posterior de asignación de cloruro de amonio (NH 4 ) 2 PtCl 6 . El precipitado seco se calcina a 800-1000°C:
(NH 4) 2 PtCl 6 \u003d N 2 + 6HCl + Pt + H 2.
El platino esponjoso así obtenido se somete a una purificación adicional por redisolución en agua regia, precipitación de (NH 4 ) 2 PtCl 6 y calcinación del residuo. El platino esponjoso purificado luego se funde en lingotes. Cuando las soluciones de platino se reducen por un método químico o electroquímico, se obtiene platino finamente disperso: negro de platino.

estar en la naturaleza

El platino es uno de los elementos más raros, su contenido en la corteza terrestre es del 5·10 -7% en masa. Se encuentra en la naturaleza en minerales de sulfuro, cobre-níquel y cobre-molibdeno, en forma de pepitas y aleaciones nativas con iridio o paladio. Minerales de platino: PtAs 2 (sperrylita), PtS (couperita), (Pt, Pd, Ni) S (braggita).

Propiedades físicas y químicas

Platino - refractario pesado ( densidad a 20°C 21,45 g/cm 3) metal blanco plateado. Tiene una red cúbica centrada en las caras, a= 0,392nm. Punto de fusión 1769°C, punto de ebullición 4170°C. Muestra las propiedades de un paramagneto. El metal platino se presta bien para laminar y soldar. En una serie de potenciales estándar, el platino se encuentra a la derecha del hidrógeno y no reacciona con ácidos no oxidantes y agua.
En términos de propiedades químicas, el platino es similar al paladio, pero exhibe una mayor resistencia química. Reacciona solo con agua regia caliente:
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2 + 4NO + 8H2O
El platino se disuelve lentamente en ácido sulfúrico caliente y bromo líquido. No interactúa con otros ácidos minerales y orgánicos. Cuando se calienta, reacciona con álcalis y peróxido de sodio, halógenos (especialmente en presencia de haluros de metales alcalinos):
Pt + 2Cl 2 + 2NaCl \u003d Na 2.
Cuando se calienta, el platino reacciona con azufre, selenio, telurio, carbono y silicio. Al igual que el paladio, el platino puede disolver el hidrógeno molecular, pero el volumen de hidrógeno absorbido es menor y la capacidad de desprenderse cuando se calienta es menor para el platino.
Cuando se calienta, el platino reacciona con el oxígeno para formar óxidos volátiles. Se han aislado los siguientes óxidos de platino: PtO negro, PtO 2 marrón, PtO 3 marrón rojizo, así como Pt 2 O 3 y Pt 3 O 4 .
Para el platino, se conocen los hidróxidos Pt(OH) 2 y Pt(OH) 4. Se obtienen por hidrólisis alcalina de los cloroplatinatos correspondientes, por ejemplo:
Na 2 PtCl 4 + 2NaOH \u003d 4NaCl + Pt (OH) 2 (precipitado),
Na 2 PtCl 6 + 4NaOH \u003d 6NaCl + Pt (OH) 4 (precipitado).
Estos hidróxidos exhiben propiedades anfóteras:
Pt (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2,
Pt (OH) 2 + 4HCl \u003d H 2 + 2H 2 O,
Pt (OH) 4 + 6HCl \u003d H 2 + 4H 2 O,
Pt (OH) 4 + 2NaOH \u003d Na 2.
El hexafluoruro de PtF 6 es uno de los agentes oxidantes más fuertes capaces de oxidar moléculas de oxígeno, xenón o NO:
O 2 + PtF 6 \u003d O 2 + -.
A partir de la interacción entre Xe y PtF 6 descubierta por N. Bartlett, que condujo a la formación de XePtF 6 , comenzó la química de los gases inertes. El PtF 6 se obtiene por fluoración del platino a 1000 °C bajo presión.
La fluoración del platino a presión normal y temperatura de 350-400 °C da fluoruro de Pt(IV):
Pt + 2F 2 = PtF 4
Los fluoruros de platino son higroscópicos y se descomponen con agua.
El tetracloruro de platino (IV) con agua forma hidratos de PtCl 4 nH 2 O, donde n = 1, 4, 5 y 7. La disolución de PtCl 4 en ácido clorhídrico produce ácidos cloroplatínicos H y H 2 .
Se han sintetizado haluros de platino tales como PtBr 4 , PtCl 2 , PtCl 2·2PtCl 3 , PtBr 2 y PtI 2 .
El platino se caracteriza por la formación de compuestos complejos de composición 2- y 2-. Al estudiar los complejos de platino, A. Werner formuló la teoría de los compuestos complejos y explicó la naturaleza de la aparición de isómeros en los compuestos complejos.

Solicitud

La principal aplicación del platino, sus aleaciones y compuestos se encuentra en la industria automotriz (30-65%), como catalizador para la postcombustión de los gases de escape de los automóviles. 7-12% del platino se usa en la industria de refinación de petróleo y síntesis orgánica (en la hidrogenación de hidrocarburos), 7-13% - en ingeniería eléctrica y electrónica, 3-17% - en la industria del vidrio y cerámica, 2-35 % - para la fabricación de dentaduras postizas y joyas.

papel fisiológico

Todos los compuestos de platino son agentes oxidantes fuertes. Y requieren un manejo cuidadoso.

autor desconocido

El platino (Platino, Pt) es un elemento químico en el número 78 en la tabla periódica.

La pobreza de los minerales de platino, la ausencia de grandes depósitos y, por lo tanto, el costo muy alto del metal, limitan en gran medida el uso práctico del platino. El platino rara vez se encuentra en forma de pepitas. El mayor de ellos pesa 9,6 kg.

En apariencia, el platino no representa nada sobresaliente o conspicuo. Es un metal blanco con un brillo gris mate, maleable (casi dorado) con una densidad importante (21,5) y un alto punto de fusión (1774 °C). La excepcional resistencia química del platino a las temperaturas más altas permite que se le llame el metal del laboratorio químico. A pesar de que el platino se conocía ya en la primera mitad del siglo XVIII (descrito por R. Watson en 1750), y las vagas referencias a él datan del siglo XVI, el platino encontró un uso práctico en tecnología por primera vez en 1809 en la fabricación de autoclaves para almacenar ácido sulfúrico concentrado. Los primeros yacimientos de platino nativo se descubrieron en América, donde en el siglo XVII los conquistadores españoles encabezados por F. Cortés, habiendo arruinado el estado azteca, encontraron un nuevo metal a orillas del río Platino del Pino (en Colombia). El nombre del metal - "platino" proviene de la palabra española "plata" - plata y significa "plata". En su forma nativa, el platino, además de América (Brasil, Colombia), se encuentra en la Unión de Sudáfrica. En nuestros Urales, los depósitos primarios de platino fueron descubiertos en 1892 por A. A. Inostrantsev. Los depósitos de placer se encontraron antes, en 1819, pero el famoso Alexander Humboldt, que visitó los depósitos de platino en 1829, no escribió una sola palabra sobre su uso en su informe.

Durante algún tiempo, el platino se consideró un metal "sin valor". Los conquistadores de América del Sur trajeron mucho platino a España y se vendió más barato que la plata. Sin embargo, los joyeros españoles, al descubrir que las aleaciones de platino con oro tienen un gran peso específico, decidieron utilizarlo para fabricar, desde el punto de vista de la época, una moneda de oro falsa. Al enterarse de esto, el gobierno español emitió una orden para destruir todas las reservas de platino, y una gran cantidad del metal se ahogó en el mar.

Las propiedades del platino fueron descritas por primera vez por el profesor de la Universidad de Kharkov F. Giese. Un químico ruso, vicepresidente de la Facultad de Minería de San Petersburgo, miembro honorario de las Academias de Ciencias de Rusia y de muchas extranjeras, llevó a cabo un estudio detallado del platino y de los métodos para obtenerlo a partir del "platino en bruto" natural. Pushkin.

Cabe señalar que los científicos rusos desempeñan un papel destacado en el estudio del platino y otros metales que lo acompañan.

La alta resistencia química del platino ha asegurado su amplia aplicación para la fabricación de cristalería química (crisoles, copas, pinzas, boquillas para quemadores, electrodos para análisis) y equipos para la industria química.

Los espejos de platino son conocidos, se obtienen aplicando la capa más fina de platino sobre una superficie de vidrio. Los espejos de platino son estables, no se desvanecen, brindan una imagen clara y, lo que es más importante, tienen una característica notable: la transparencia de un solo lado. La esencia del fenómeno es que desde el lado de la fuente de luz el espejo es opaco y refleja los objetos frente a él, mientras que desde el lado de la sombra es transparente y todo se puede ver a través del espejo así como a través del vidrio limpio. Gracias a esta característica, los espejos de platino fueron ampliamente utilizados en los Estados Unidos en algún momento. En lugar de vidrio, se insertaron en las ventanas de los pisos inferiores de oficinas, oficinas de mecanografía y otras instituciones, así como en viviendas, en lugar de cortinas y pantallas.

El platino también tiene una propiedad valiosa más: está bien soldado al vidrio, lo cual es importante en la fabricación de instrumentos de vidrio.

El principio de funcionamiento de estos termómetros de resistencia se basa en la capacidad del platino para cambiar (aumentar) la resistencia eléctrica en estricta dependencia del aumento de la temperatura. Si se conecta un cable de platino a un dispositivo que registra un cambio en la resistencia, este dispositivo registrará con precisión el cambio de temperatura. La escala del instrumento está graduada en grados.

El platino es el metal favorito de los joyeros. En el arte de la joyería, el platino desempeña el papel de material de acabado para el oro.

Se hizo una imagen en relieve de V. I. Lenin de platino, colocada en el medio de la insignia de la Orden de Lenin, la orden más alta de la URSS. El periódico Komsomolskaya Pravda recibió la primera Orden de Lenin.

El platino suelto y esponjoso absorbe una gran cantidad de gases. Esta notable propiedad explica el hecho sorprendente: el gas encerrado en un recipiente de platino, cuando se calienta, sale de un recipiente herméticamente cerrado. Así como el agua pasa a través de un tamiz fino, las moléculas de gas hidrógeno u oxígeno pasan a través de particiones de platino.

Hemos enumerado muchas propiedades interesantes y valiosas del platino sin tocar la más importante: el platino es uno de los catalizadores más activos para varios procesos químicos. Uno de los procesos catalíticos más importantes es la oxidación del amoníaco para producir ácido nítrico. La malla más delgada (hasta 5000 agujeros por centímetro cuadrado), tejida con alambres de platino, similar a una tela delgada y tan suave como la seda ligera, es la parte principal y más importante del aparato de oxidación de amoníaco. Una mezcla de amoníaco y aire con la velocidad de un huracán es expulsada a través de esta rejilla, convirtiéndose en óxidos de nitrógeno y vapor de agua. Cuando los óxidos de nitrógeno se disuelven en agua, se forma ácido nítrico.

Pionero de la industria nacional del ácido nítrico, Ivan Ivanovich Andreev, después de haber realizado un gran trabajo de investigación sobre el estudio del efecto de varios catalizadores en la oxidación del amoníaco, llamó la atención sobre el platino y lo introdujo en la práctica de la producción industrial de ácido nítrico.

La primera guerra mundial estaba en marcha. Proyectiles, bombas y minas explotaban en los campos de batalla, y las fábricas para la producción de metal, municiones y explosivos trabajaban febrilmente en la retaguardia profunda. La producción de explosivos requería cada vez más ácido nítrico, más de 2 kg de ácido por cada kg de explosivo. A fines de 1916, la necesidad mensual de explosivos para el ejército ruso era de 6400 toneladas Todos los estados que participaban en la guerra tenían una gran necesidad de materias primas para la producción de ácido nítrico. Solo estaba disponible en América del Sur (Chile), y en todos los países había una búsqueda febril de materias primas para la fabricación de ácido nítrico. Uno de sus tipos es el amoniaco contenido en los residuos de la producción de coque. Para convertir el amoníaco en ácido nítrico, debe oxidarse. Sabiendo que el amoníaco se oxida en presencia de platino, I. I. Andreev diseña una planta, que pronto se construyó en Donbass y se puso en servicio en julio de 1917.

Varios compuestos químicos, que incluyen platino, aún no tienen un uso significativo. (Algunos se utilizan en química analítica para la determinación cuantitativa de potasio). Sin embargo, los estudios de estos compuestos han hecho una gran contribución a la teoría de la química. Los compuestos de platino han sido estudiados más a fondo por los científicos rusos L. A. Chugaev, I. I. Chernyaev, O. E. Zvyagintsev.

La idea existente de que el platino no interactúa con el oxígeno atmosférico, como han demostrado los estudios, no es cierta. Entonces, a temperatura ambiente, se forma una película muy delgada (alrededor de 30 angstroms) sobre el platino, que se volatiliza con un ligero calentamiento en el vacío.

El rutenio es un metal precioso que pertenece al grupo de metales del platino. El aspecto del metal depende directamente del método de su extracción, por lo que puede ser de color blanco plateado o gris mate. El nombre del metal proviene de Ruthenia, que significa “Rusia” en latín, y esto no es casualidad, ya que se encontró por primera vez en los Urales. Vale la pena decir que los precios del rutenio por 1 gramo en rublos, que son bastante bajos en comparación con otros metales preciosos, actualmente son solo 118 rublos.

El rutenio se extrae en Sudáfrica, Rusia, Canadá y otros países. El principal proveedor de este noble metal en la actualidad es Sudáfrica. Se extrae de los restos de la producción de platino. Está presente como impureza en varios minerales metálicos.

El rutenio es un elemento químico bastante difuso, pero solo se forma un mineral a partir de él: la laurita. También se encuentra en productos de combustible nuclear gastado. Una tonelada de residuos radiactivos contiene unos 250 g de rutenio.

Se extraen entre 17 y 21 toneladas de rutenio por año en todo el mundo. Las reservas totales de metal en la Tierra, según los científicos, son solo 5000 toneladas.

Propiedades

Las principales ventajas del metal son la alta dureza y la mayor resistencia a diversas sustancias agresivas. En la tabla periódica, el elemento está en la línea 44. La dureza del metal es de 6,5 en la escala de Mohs, según este indicador está por delante del platino, al mismo tiempo que es muy frágil.

Al mismo tiempo, el metal es liviano y su densidad es inferior a 13 g por cm3. Ocupa el 8º lugar en cuanto a refractariedad. El punto de fusión del metal es 2334C y el punto de ebullición es de aproximadamente 4077C. En el proceso de calentarlo en la atmósfera, el elemento se oxida parcialmente. A una temperatura de 1000 C, el rutenio se oxida a dióxido de RuO2, ya 1200 C o más, a tetróxido de RuO4, que tiene el mayor grado de valencia 8+. La capacidad del rutenio para cambiar rápidamente de valencia hace que los científicos lo estudien más a fondo.

El óxido de RuO4 es un cristal amarillo que se convierte en un líquido marrón anaranjado a 25°C, que huele muy similar al ozono. Además, su contacto con muchas sustancias orgánicas provoca una explosión. RuO4 es una sustancia venenosa, por lo tanto, si respira sus vapores durante mucho tiempo, se sentirá mareado, aparecerán vómitos y asfixia. Algunos científicos que trabajan en RuO4 desarrollaron eccema.

El metal reacciona a temperaturas superiores a 400C. En su estado normal, el elemento no se disuelve ni siquiera en agua regia. No le importan los ácidos y los álcalis.

Además, este elemento tiene una excelente capacidad de absorción de gases. Absorbe hidrógeno 1.500 veces su volumen, mientras que puede absorber no solo hidrógeno, sino también nitrógeno y, en cantidades más pequeñas, otros no metales.

áreas de uso

industria de la joyería

El metal tiene un brillo brillante y un agradable tinte gris azulado, no se oxida, por lo que atrae la atención de los joyeros. Muy quebradizo, se utiliza como uno de los elementos de aleación en aleaciones preciosas. Esto mejora su dureza y resistencia al desgaste. Sin embargo, es difícil trabajar con él, ya que tiene una alta refractariedad.

Agregar este elemento a una aleación de oro le da un tono negro. Por supuesto, oscurecen el oro y el rodio, pero el tono no está tan saturado como con la aleación de rutenio.

La medicina

En medicina se utilizan colorantes con compuestos de rutenio, lo que permite aislar tejidos para su estudio detallado, incluidos los tumores cancerosos. Esto ayuda a los cirujanos a ver todas las células y áreas de tejido afectadas.

Este material es biológicamente activo, por lo que sus compuestos se utilizan en la fabricación de medicamentos contra el cáncer, la tuberculosis y diversas infecciones que afectan la piel.

Ingenieria Eléctrica

Debido a su alta refractariedad, este elemento químico ha encontrado aplicación en ingeniería eléctrica. A partir de él se fabrican contactos y varios elementos de dispositivos de alta precisión. Su alto punto de fusión lo ha convertido en un material indispensable para termopares. Se necesitan dispositivos para medir altas temperaturas.

Cuando se calienta a 272,53 C, este material se convierte en un superconductor, que tiene una gran demanda en ingeniería eléctrica.

En electrónica, cubren los componentes de radio para la protección contra la corrosión. Esta capa también los hace resistentes a los productos químicos y protege contra el desgaste mecánico.

Espacio

Este material también tiene demanda en la industria espacial: las celdas de combustible para satélites están hechas de una aleación de platino y rutenio. Esta composición es capaz de soportar todas las sobrecargas en la órbita terrestre.

Química

El elemento químico rutenio, debido a que no reacciona con sustancias agresivas, tiene una gran demanda en química. Además, tiene excelentes capacidades catalíticas. Los catalizadores de rutenio permiten obtener glicerol y otros alcoholes a partir de la celulosa.

La principal ventaja del catalizador de rutenio es su selectividad. Ayuda a los químicos a sintetizar varios productos orgánicos e inorgánicos. Este catalizador compite con otros metales del grupo del platino.

industria del vidrio

Los compuestos de rutenio también se utilizan en la industria del vidrio; también se agregan a algunos esmaltes. También hay recubrimientos fluorescentes, cuyo brillo es causado por compuestos de este material.

Otras industrias consumen alrededor del 10% de rutenio.

Precio

El precio actual de los metales preciosos.

La poca cantidad de rutenio en la Tierra y la dificultad de extraer este elemento lo hacen muy costoso. El precio de un gramo de metal se conmueve constantemente, en promedio dentro de los límites de 100-200 rublos.

Información general.

El platino pertenece a la clase de metales nobles y tiene un color gris acero. Según su posición en la tabla periódica de Mendeleev, se ubica en un subgrupo lateral del décimo grupo. El elemento pertenece al sexto período y tiene un número atómico de 78. Como la mayoría de las otras sustancias, el platino se designa en la literatura especializada con los símbolos especiales Pt, que son la abreviatura del nombre español Platina.

Historial de elementos.

Durante mucho tiempo, el platino fue desconocido en el Viejo Mundo, ya que este metal no tiene yacimientos ricos en esta zona. Los primeros minerales con platino comenzaron a aparecer en Europa solo a principios del siglo XVIII. La situación fue algo diferente en América, donde el metal se extrae desde la antigüedad y es imposible saber la fecha exacta de su descubrimiento. Inmediatamente después del descubrimiento y estudio de las propiedades del platino en Europa, se hizo popular entre los falsificadores, ya que era muy similar al oro en características físicas. Durante mucho tiempo hubo una prohibición de las importaciones y el metal disponible se ahogó en el mar.

Si consideramos la extracción en su forma más pura, entonces sucedió en 1803. Recién en 1835 se realizó un estudio de las propiedades del elemento. Este mérito pertenece al químico italiano Gilius Scaliger. Como resultado de numerosos experimentos, no pudo descomponer el metal en sus componentes constituyentes, lo que confirmó su independencia.

Hallazgos en la naturaleza y presas.

El platino es considerado uno de los metales más raros que se encuentran en la corteza terrestre. Su contenido es aproximadamente igual al del oro. Como muestran los estudios geológicos, el 90 por ciento del platino del mundo se encuentra en depósitos en Rusia, Zimbabue, Estados Unidos, China y Sudáfrica. Vale la pena señalar el hecho de que estamos hablando del volumen disponible para el desarrollo. Una gran cantidad de metal se encuentra en las capas profundas de la tierra. La extracción se lleva a cabo de la manera que mejor se adapte a un campo en particular. La opción se usa con la obtención de minas, así como por el método de la mina.

Obtención de metal puro.

Para obtener platino puro en la industria, se utilizan varios métodos, cuyo uso depende de la concentración. La más utilizada es la disolución de la composición con un alto porcentaje del elemento en agua regia. El precipitado resultante pasa por varias reacciones y se reduce. La última etapa del trabajo de purificación es la calcinación a temperaturas de unos mil grados. Como resultado de todos los procedimientos realizados, se obtiene platino esponjoso, que se funde en lingotes.

Propiedades físicas y químicas.

El platino tiene un punto de fusión de 1769 grados y pasa al estado gaseoso a los 3800. La densidad de la sustancia es de 21,5 toneladas por metro cúbico. Así, el elemento puede atribuirse al más pesado de los presentados en la tabla periódica.

Las propiedades químicas del platino son muy similares a las del paladio. Al mismo tiempo, se distingue por un mayor indicador de resistencia a los efectos de factores externos sobre él. La reacción ocurre solo con agua regia calentada a una temperatura determinada. En él, el metal forma gradualmente otros compuestos. La disolución lenta del platino se produce en ácido sulfúrico y en forma líquida de boro. En general, este elemento puede considerarse uno de los más inertes.

Solicitud.

Como se mencionó anteriormente, el platino tiene una resistencia extremadamente alta a las influencias externas. Esto permite su uso como capa protectora en casos especiales, con impactos particularmente fuertes. Una capa de solo unas pocas micras permite la inercia. Este recubrimiento se utiliza para cristalería de laboratorio, espejos especiales y otros productos.

El platino se utiliza para la fabricación de termómetros de resistencia, varillas de ánodo, revestimientos para elementos de microondas. El elemento es indispensable en el campo médico, porque tiene inercia a todas las influencias. No se olvide del uso del platino en la industria de la joyería, donde se considera un metal precioso.