نام عنصر پلاتین از واژه platina اسپانیایی به معنی نقره كوچك گرفته شده است. پلاتین فلزی است به رنگ سفید متمایل به خاکستری یا (سفید نقره ای) با نماد Pt، عدد اتمی 78، وزن اتمی 07/195، وزن مخصوص 45/21 گرم بر سانتی مترمکعب، سختی 5/3 در مقیاس موس، سخت، قابل انعطاف، شكل پذیر، قیمتی، مقاوم در برابرخوردگی، نقطه جوش 3827 درجه سانتی گراد و نقطه ذوب 1772 درجه سانتی گراد.
پلاتین در گروه 10 جدول تناوبی به عنوان فلز انتقالی Transition Metals و در دوره 6 قرار دارد.

عناصر گروه پلاتین (P.G.E) Platinum Group Elements شامل 6 عنصر است که عبارتند از : پلاتین Pt ، پالادیوم Pd، اسمیوم Os، ایریدیم Ir، رودیوم Ru و روتنیوم Rh می باشد.

پلاتین در جواهر سازی، تجهیزات آزمایشگاهی، تماسهای الكتریكی، دندان پزشكی، دستگاه های ضدآلودگی در اتومبیل ها استفاده می شود. این فلز زمانی كه خالص است به رنگ سفید- نقره ای زیبایی است. مقادیر عناصر گروه پلاتیندر سنگ های آذرین فلسیك، سنگ های دگرگونی و سنگهای رسوبی و كمتر از PPb می باشد. میانگین پلاتین در سنگ های مافیك و اولترامافیك و فاقد كانسار سازی تقریبنPPb 10 می باشد و محدوده آن از PPb 500-1/0 متغیر است.

پلاتین در یک نگاه)

فرمول شیمیایی:  Pt

سیستم تبلور: كوبیك

رنگ: خاكستری فولادی

چگالی: ۲۱/۴۵ تا ۱۴/۱۹

واكنش با اسید: فقط در تیزاب سلطانی محلول است. به فرمول شیمیایی Pt و در سیستم كوبیك متبلور می‌شود. بلورهای آن کمتر به شكل مكعبی دیده می‌شوند، معمولاً بد ساخت هستند و به صورت پولكی و دانه‌ای و گاهی هم به صورت توده‌های نامنظم و قطعات درشت دیده می‌شوند.

خواص تشخیص: این كانی را به وسیله چگالی زیاد آن و همچنین خاصیت چكش‌خواری آن می‌شناسند و اینكه فقط در تیزاب سلطانی محلول می‌باشد.

پیدایش: معمولاً بصورت فلز آزاد و در سنگهای اولترابازیك (فوق قلیایی) دیده می‌شود. از نهشته‌ های پلاسر معمولاً استخراج می‌شود.

كاربرد: بیشترین موارد استفاده از پلاتین به علت نقطه ذوب بالای آن در ۱۷۵۵ درجه سانتی‌گراد و همچنین مقاومت شیمیایی و سختی فوق‌العاده آن می‌باشد . مهمترین مورد استفاده آن بعنوان كاتالیزور در كنترل دود اگزوز اتومبیل‌ها است و همچنین در صنایع شیمیایی و نفتی مصرف زیادی دارد. در دندانپزشكی و ساخت وسایل جراحی، جواهرسازی و ساخت وسایل الكتریكی نیز كاربرد دارد.

علت نامگذاری آن: از واژه پلاتا به معنای نقره گرفته شده‌است چون با نقره در قدیم اشتباه می‌شده است.

پلاتین- خصوصیات و ویژگی ها)

پلاتین یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که علامت آنPt  بوده و عدد اتمی آن 78 می‌باشد. پلاتین یک فلز انتقالی خاکستری مایل به سفید که هادی جریان الکتریسیته بوده، قابل انعطاف، سنگین و بسیار با ارزش است بوده و در مقابل خورده شدن و اکسیداسیون مقاوم بوده و در برخی از معادن مس و نیکل یافت می‌شود. از پلاتین در جواهرات، تجهیزات آزمایشگاهی، اتصالات الکتریکی، دندانپزشکی و دستگاه ضد آلودگی در اتومبیل استفاده می‌شود.

تاریخچه

پلاتین از واژه اسپانیولی Platina که به معنی نقره کوچک می‌باشد، گرفته شده است. سالهای زیادی است که پلاتین طبیعی و پلاتین غنی شده آلیاژی شناخته شده است. این فلز توسط سرخپوستهای کلمبیایی استفاده می‌شده است و اولین مرجع اروپایی به پلاتین در سال 1557 در نوشته‌های انسان‌شناس ایتالیایی " Julius Caesar Scaliger" دیده می‌شود که از آن، به‌ عنوان یک فلز اسرار آمیز که از معادن آمریکای مرکزی بین Darién پاناما و مکزیک استخراج شده و نیز گفته شده است: "تا کنون حتی با هنرهای اسپانیایی ها هم غیر قابل ذوب است."

اسپانیائی‌ها این فلز را وقتی اولین بار وارد اسپانیا شدند Platina نامیدند. آنها به آن به چشم یک ناخالصی در نقرهای که استخراج می‌کردند نگاه می‌کردند و اغلب از آن صرف نظر می‌کردند.

پلاتین توسط "Antonio De Ulloa" ستاره شناس و "Don JorgeJuan y Santacilia" کشف شد.هر دوی آنها توسط پادشاه فیلیپ پنجم برای پیوستن به یک ماموریت جغرافیائی در پروکه از 1735 تا 1745 طول کشید، دعوت شدند. در میان چیزهای دیگر در کلمبیا اولوا ، Platina del pinto  را مشاهده کرد که فلزی بی ‌استفاده بود که به همراه طلا در New Granada کلمبیا پیدا شده بود.

Privateerهای انگلیسی کشتی اولوا را در سفر بازگشت توقیف کردند. اگر چه در انگلستان با او خوشرفتاری شد و حتی در انجمن سلطنتی عضو شد، تا سال 1748 از انتشار یافته‌هایش در مورد فلز ناشناخته منعشد. قبل از آن در سال 1741،"CharlesWood"  مسقلن این عنصر را جدا کرده بود.

پلاتین در حال حاضر با ارزشتر و گرانتر از طلا می‌باشد و از این جهتجایزه‌های پلاتینی بهتر از جایزه‌های طلایی می‌باشند. قیمت پلاتین بسته به فراوانیش تغییر می‌کند. برای مدتهای طولانی تعریف استاندارد متر بر اساس فاصله بین دو علامت بر روی شمش پلاتین-ایریدیوم بودکه در سور  (Sevres)نگهداری می‌شد، تعیین شده بود. از این فلز همچنین در تعریف "StandardHydrogen Electrode" نیزاستفاده می‌شود.

پیدایش

پلاتین معمولا به حالت خالص و یا در سنگ معدن اسپریلیت آرسنیدپلاتین (PtAs2) که بزرگترین منبع این فلز است، یافت می‌شود. آلیاژ طبیعی پلاتین وایریدیوم  Platiniridiumبوده که در Cooprite معدنی سولفید پلاتین،Pt S) ) یافت می‌شود.

این فلز معمولا با مقدار کمی از دیگر فلزات خانواده پلاتین که در مواد آبرفتی در کلمبیا، اونتاریو و کوه‌های اورال و در برخی از ایالتهای غربی آمریکا یافت می‌شوند، همراه است.

پلاتین از نظر اقتصادی به ‌عنوان محصول جانبی فرآوری سنگ معدن نیکلتولید می‌شود. حجم عظیم سنگ معدن فرآوری شده نیکل، نشانگر این است که پلاتین تنها 2 در میلیون از این سنگ معدن می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه

این فلز در هنگامی که خالص باشد، بسیار زیبا و به رنگ نقره‌ای مایل به سفید بوده، هادی جریان الکتریسیته و نرم و قابل انعطاف می‌باشد. این فلز در برابر خوردگی مقام است. ویژگیهای کاتالیزوری فلزات گروه ششم از خانواده پلاتین بسیار برجسته و مهم می‌باشد. (توجه داشته باشید که هیدروژن و اکسیژن در مجاورت پلاتین منفجر می‌شوند). دوام بالا و خاصیت ضد تیرگی پلاتین دلیل استفاده از این فلز در ساخت جواهرات ظریف و زیبا می‌باشد.

دیگر ویژگی‌های ممتاز این فلز، پایداری در برابر واکنشهای شیمیایی و دماهای بالا و خاصیت پایدار الکتریکی می‌باشد. از تمامی این ویژگی‌ها در صنعت استفاده می‌شود. پلاتین در مجاورت با هوا در هیچ درجه ای اکسید نمی‌شود، اما توسط سیانیدها، هالوژنها ، گوگرد و بازهای قوی خورده می‌شود. این فلز در اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک حل نمی‌شود، ولی به‌راحتی در محلول تیزاب سلطانی حل می‌شود (اسید کلروپلاتینیک را به وجود می‌آورد). حالتهای اکسیداسیون پلاتین +2، +3 و +4 می‌باشند.

کاربردها

از پلاتین در جواهرات، سیم، ساخت ظروف با تحمل حرارتی بالا برای مصارف شمیایی و کوره‌های برقی حرارت بالا استفاده می‌شود.

از پلاتین خوب جدا شده به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال در مبدلهای کاتالیزوری خودروها و فرآیندهای صنعتی مختلف مانند ساخت اسید سولفوریک استفاده می‌شود.

این فلز می‌تواند مقدار زیادی از گاز هیدروژن را جذب کرده، هنگامی که حرارت داده می‌شود، آن را آزاد کند. از این جهت به‌عنوان منبع ذخیره گاز در وسایل نقلیه و در سلول سوختی مطالعه می‌شود.

صنایع شمیایی از مقدار قابل توجهی پلاتین یا آلیاژ پلاتین- رادیوم به‌عنوان کاتالیزور و به شکل توری ریزبافت برای کاتالیز کردن اکیسیداسیون انتخابی آمونیاک برای تهیه اکسید نیتریک که ماده خام برای کودها و مواد منفجره می‌باشد و اسیدنیتریک استفاده می‌کنند.

پلاتین‌های کاتالیزوری در تصفیه نفت خام و بهسازی فرآیند تولید بنزین اکتان بالا و همچنین ترکیبات معطر در صنعت پتروشیمی کاربرد دارند ضریب انبساط این فلز برابر با شیشه‌های  Soda-Lime-Silicaبوده و در ساخت الکترودهای آب‌بندی شده در سیستمهای شیشه‌ای کاربرد دارد.

آلیاژ پلاتین و کبالت، خاصیت مغناطیسی عالی دارد. آلیاژی که از 76% پلاتین و 23% کبالت تشکیل شده باشد، از نظر مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد.

آلیاژ 10/90 پلاتین/ اوسمیوم برای ساخت ضربان ساز قلب، دریچه‌های جایگزینو سایر کاشه‌های جراحی استفاده می‌شود.

این فلز در پوشش کلاهکهای دماغه موشکها و نازل سوخت موتور جت و دیگر وسایلی که می‌بایست با ضریب اطمینان بالایی در حرارتهای بالا و در تناوبهای زمان طولانی کار کنند، کاربرد دارد.

سیم های پلاتینی ، وقتی در معرض متیل الکل قرار می‌گیرند، با رنگ قرمز تیره می‌درخشند، درست همانند کاتالیزوری که الکل را به فرمالدئید تبدیل می‌کند. این پدیده به‌صورت تجاری در ساخت فندک سیگار و دست‌ گرم‌ کنها استفاده می‌شود.

 Cis-platinبا فرمول PtCl2(NH3)2، دارویی است که در درمان انواع خاصی از سرطان‌ها که شامل سرطانخون (Lukemia) و سرطان بیضه می‌شود، کاربرد دارد.

ایزوتوپها

پلاتین طبیعی از 5 ایزوتوپ پایدار و یک رادیوایزوتوپPt-190  که نیم عمر بسیار طولانی 6میلیارد سال را دارد تشکیل شده است. ایزوتوپهای رادیواکتیوی زیاد دیگری نیز برای این عنصر وجود دارند که پایدار ترین آنها Pt-193 بوده که نیمه عمر آن 50 سال می‌باشد.

هشدارها

این فلز بدلیل طبیعت غیر واکنشی خود برای سلامتی مساله ساز نیست، با این حال تمام ترکیبات پلاتین به ‌شدت سمی هستند.

مصارف عمده پلاتين)

پلاتینیوم به طور گسترده در جواهرسازی، ساخت انواع سیم و در ساخت بوته آزمایشگاهی، در صنایع شیمیایی، برای ساخت كوره های الكتریكی دمای بالا و تولید اسید سولفوریك استفاده می شود. پلاتینیوم که به صورت ریز تقسیم شده اغلب به صورت كاتالیزورهای شیمیایی استفاده می شوند.

این فلز می تواند مقادیر زیادی از گاز ئیدروژن را جذب كند و زمانی كه گرم شده مقداری از آن را آزاد كند و سپس در یك محیط ذخیره شده و برای استفاده به عنوان سوخت وسایط نقلیه استفاده شود.

در صنعت شیمی از یك مقدار كافی عناصر گروه پلاتینو یا آلیاژ پلاتینیوم- رودیوم با عنوان كاتالیزور استفاده می شود. كاتالیزورهای پلاتین در پالایشگاه نفت خام باعث تولید گازوئیل با اكتان بالا و مواد مركب آروماتیك مورد نیاز در صنعت پیروشیمی می شود.

این فلز یك ضریب انبساطی معادل شیشه سیلیسی- آهكی-سودا (اكسیدسدیم) دارد و برای ساخت الكترودهای پوششی در سیستم های شیشه ای استفاده می شود.

آلیاژهای كبالت و پلاتین خواص مغناطیسی خوبیدارند. یكی از این آلیاژها(بر اساس جرمی) با %7/76 پلاتین و %3/23 كبالت، تشكیل یكمغناطیس قوی را می دهد.

آلیاژ اوسمیوم / پلاتینیوم برای ساخت دستگاه تنظیمكننده ضربان قلب و دریچه های جایگزینی و پیوندهای انجام گرفته در عمل جراحی استفاده می شود.

برای ساخت مخروطهای دهانه موشك، دهانه سوخت موشك وسیستم های دیگری كه باید برای دوره های طولانی مدت در دمای بالا كار كنند. زمانیكه در معرض عملكرد بخار الكل متیل قرار می گیرد به صورت سیم پلاتینیوم نازك گداخته می شود و به رنگ قرمز تبدیل می شود و به صورت یك كاتالیزور در می آید كه الكل را به گاز فرمالدئیدFormaldehyde  تبدیل میكند. این پدیده از نظر اقتصادی برای ساخت فندك و... استفاده می شود.

در داروسازی PtCl2(NH3) 2 دارویی است كه برای درمان انواع سرطان مانند سرطان خون و سرطانtesticular  بكار می رود.

منبع: نامشخص

بازنشر: دانشنامه مرجع مهندسی ایران

نوع مطلب : مهندسی معدن
نوشته شده در جمعه ۲۰ دی ۱۳۹۲ توسط SMSM |           |