Պլատին

Պլատին (), քիմիական տարր է որի նշանն է Pt, տարրերի պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության 8-րդ խմբի տարր։ Ազնիվ մետաղ է, պատկանում է պլատինային տարրերի շարքին։ Կարգահամարը՝ 78, ատոմական զանգվածը՝ 195,09։ d տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 5s2 5p6 5d9 6s4, К, L, M, N թաղանթները լրացված են։ Պլատինը արծաթասպիտակ, կռելի, կոռոզիակայուն ծանր մետաղ է։

Պատմություն 
Բնածին պլատինը, որը պլատինային համաձուլվածք է, հայտնի էր վաղ ժամանակներում (Եթովպիա, Եգիպտոս, Հարավային Ամերիկա)։ 16-րդ դարում իսպանացիներն այն նորից «հայտնաբերեցին» Հարավային Ամերիկայում։ Ոսկու հետ հանդիպող ծանր, արծաթանման մետաղը նրանք անվանեցին Platina, որը արծաթ (Plata) բառի փոքրացուցիչ ձեև է՝ արծաթիկ, որովհետ կարծում էին թե այն արծաթի համաձուլվածք է։

Մաքուր պլատինը անջատվել է 1803 թվականին (Ու․ Հ․ Ուոլաստոն, Անգլիա)։ Ավելի ուշ ստացվեց կոփածո պլատին։ 19-րդ դարի կեսերին ֆրանսիացի քիմիկոս Ա․ Սենտ-Քլեր Դևիլը (1818-1881) առաջարկեց պլատինը հալելու և մաքրելու եղանակ։

Անվանում 
Պլատին իսպաներենից () թարգմանաբար բառացիորեն նշանակում է «արծաթիկ»։ Ավանումը տվել են կոնկիստադորները։ Քանի որ նա շատ դժվարահալ է, երկար ժամանակ նրա համար չէին կարողանում գտնել կիրառություն։ Այդ իսկ պատճառով նա գնահատվում էր երկու անգամ էժան արծաթից։

Բնության մեջ 
Պլատինը հազվագյուտ տարր է, նրա պարունակությունը երկրակեղևում մոտ 10−6 զանգված % է։ Առավել հաճախ հանդիպում է բնածին պլատինը։ Պլատինի երկրաքիմիան կենսոլորտում վատ է ուսումնասիրված, հայտնի չէ նրա պարունակությունը ջրոլրրտում և կենդանի նյութում։

Պլատինի պարունակությունը մեծ է մանգանի նստվածքային ապարներում (մինչև 10−3 %), որոշ ֆոսֆորիտներում և պլատինի հանքավայրերի շրջանում աճող ծառերից ստացվող մոխիրում։

Հանքավայրեր 

Պլատինը դասվում է հազվագյուտ մետացների շարքին, երկրի ընդերքում միջինում պարունակվում է 5·10−7 % ըստ զանգվածի պլատին։

Հիմնական հանքավայրերը գտնվում են Հարավային Աֆրիկայում, ԱՄՆ-ում, Ռուսաստանում, Զիմբաբվեում, Չինաստանում։

Ռուսաստանում պլատինի հանքավայրեը հիմնականում գտնվում են՝ Օկտյաբրսկում, Կրասնոյարսկի երկրամասում, Մուրմանսկի մարզում, Խաբարովսկի երկրամասում, Սվերդլովսկի մարզում։

Իզոտոպներ 
Բնական պլատինը բաղկացած է 194Pt (32,9 %), 195Pt (33,8 %), 196Pt (25,2 %), 198Pt (7,23 %) կայուն և 199Pt(0,0127 %, T1/2 = 6,9•1011 տարի), 192Pt(0,78 %, T1/2=1015 տարի) թույլ ռադիոակտիվ α ճառագայթող իզոտոպներից։ Ստացվել են 173-201 զանգվածի թվերով 22 ռադիոակտիվ իզոտոպ։

Ստացում 
Հայտնի են մեծ թվով պլատին-օրգանական միացություններ, որոնցից պարզագույնը (СН3)3РtI ստացվել է դեռ 1907 թվականին (Ու․ Զ․ Պոուպ)։ Պլատինը ունի կատալիտիկ մեծ ակտիվություն, հատկապես օքսիդացման-վերականգնման ռեակցիաների համար։ Հայտնի առաջին հետերոգեն կատալիզատորն է (Հ․ Դևի, 1818)։

Պլատինի ստացման (աֆինաժի) հիմնական հումքերը բնածին պլատինի և նիկելի ու պղնձի էլեկտրոլիզի անոդային շլամներից ստացվող պլատինային մետաղների կոնցենտրատներն են։ Հումքը նախ լուծում են «արքայաջրում»։ Պլատինի հետ (H2PtCl6) լուծույթ են անցնում նաև պլատինային մյուս մետաղները և ոսկին։

Իրիդիումը և պալադիումը վերականգնում են ընտրողաբար (համապատասխանաբար մինչե +2 և + 3), ապա անջատում ոսկին։ Այնուհետև ավելացնում են NH4Cl-ի լուծույթ և նստեցնում ամոնիումի քլորպլատինատը։ (NH4)2PtCl6։ Նստվածքը լվանում են և շիկացնում (800 °C)։

 

Ստացվում է 99,7-99,8 % մաքրության պլատինային սպունգ։ Ավելի մաքուր պլատին ստանալու համար սպունգը լուծում են և վերանստեցնում։ Պլատինը թողարկվում է փոշու, ձուլվածքի, թիթեղների, լարի ձևով։

Ֆիզիկական հատկություններ 
Պլատինը արծաթասպիտակ, կռելի, կոռոզիակայուն ծանր մետաղ է։ Հալման ջերմաստիճանը՝ 1769 °C, եռմանը՝ մոտ 4530 °C, խտությունը՝ 21450 կգ/մ3։ Պարամագնիսական է, ջերմության, էլեկտրականության լավ հաղորդիչ։ Պլաստիկ է, հեշտությամբ մամլվում է։ Նրանից կարելի է գլանել մինչև 0,0025 մմ հաստության նրբաթերթեր և ձգել 0,001 մմ տրամագծով լարեր։

Խառնուրդները, անգամ չնչին քանակներով, մեծացնում են կարծրությունը։ Քիմիապես պասսիվ տարր է։ Ձուլածո պլատինը օդում և թթվածնում չի օքսիդանում, անգամ շիկացնելիս։ Մետաղների լարվածության շարքում գտնվում է ջրածնից, պղնձից և ոսկուց աջ։ Միացություններում ունի +2, +4, երբեմն +3 և հազվադեպ +6, +1 օքսիդացման աստիճաններ։

Քիմիական հատկություններ 

Սենյակային ջերմաստիճաններում չի փոխազդում թթուների, հիմքերի, աղերի և այլ տարրերի հետ, դանդաղ փոխազդում է բրոմի հետ, լուծվում է «արքայաջրում»։

 

Դանդաղ լուծվում է տաք, խիտ ազոտական և եռացող ծծմբական թթուներում։

Ալկալիական մետաղների օքսիդների, հիդրօքսիդների, ցիանիդների և սուլֆիդների հալույթներում օքսիդիչների (Օ2 և այլն) առկայությամբ պլատինը ենթարկվում է կոռոզիայի։

Ջրածինը լուծվում է պլատինի փոշում (1 ծավալ պլատինը 20 °C-ում կլանում է 114 ծավալ H2)։

Թթվածնի մթնոլորտում տաքացնելիս (8 մթնոլորտում 500° С) պլատինի փոշին օքսիդանում է՝ առաջացնելով PtO, որը մոխրաման ուշակագույն փոշի է և ավելի բարձր տաքացնելիս՝ քայքայվում է։

Պլատինի (II) հիդրօքսիդը՝ Pt(OH)2, սև փոշի է, չորացնելիս քայքայվում է, օդում՝ օքսիդանում։ PtO2-ի սև բյուրեղներն առաջացնում են դեղին եռհիդրատ՝ PtO2•3H2O, որը լուծվում է ալկալիներում և թթուներում, իսկ 100 °C-ից բարձր՝ փոխարկվում է միահիդրատի՝ PtO2•H2O, որը չի լուծվում թթուներում։

 
 

Պլատինի (IV) հիդրօքսիդը՝ Pt(OH)4, ամֆոտեր է․ ալկալիների հետ առաջացնում է [Pt(OH)6]2+, ծծմբական թթվի հետ՝ Pt(SO4)2։

 
 
 
 

Տաքացնելիս պլատինը միանում է հալոգենների, շիկացնելիս՝ նաև ուրիշ ոչ մետաղների (Те, Se, Տ, P, As, Si) հետ։ Պլատինի հալոգենիդները բյուրեղական նյութեր են, որոնք հեշտությամբ առաջացնում են կոմպլեքս միացություններ, օրինակ, [PtCl2(CO)2], H2[PtCl4(OH)2], H2[PtCl4], H2[PtCl6] և այլն։

Կարեոր նշանակություն ունի ջրում և NH4Cl-ի լուծույթում անլուծելի ամոնիումի քլորպլատինատը՝ (NH4)2 [PtCl6]։

Կոմպլեքս միացություններում երկարժեք պլատինի կոորդինացիոն թիվը սովորաբար 4 է, քառարժեքինը՝ 6։ Սուլֆիդները PtS և PtS2 սև բյուրեղական նյութեր են, թթուներում և ալկալիներում չեն լուծվում, դժվարությամբ են լուծվում «արքայաջրում»։

Մի շարք մետաղներ (Fe, Со, Ni, Сu, Аu, Pd և այլն) պլատինի հետ առաջացնում են լուծույթներ և ներմետաղական միացություններ։ Արծաթի լուծելիությունը պինդ պլատինում սահմանափակ Է։

Արդյունահանում և արտադրություն 
Մինչև 1748 թվականը պլատինը արդյունահանում և արտադրում էին միայն Ամերիկայում։

Երբ պլատինը սկսեցին առաքել Եվրոպայում, նրա գինը 2 անգամ ցածր էր արծաթի գնից։ Ոսկերիչներ արագ հայտնաբերեցին, որ պլատինը հեշտությամբ փոխազդում է ոսկու հետ։

1819 թվականին պլատինը հայտնաբերեցին Ուրալում, իսկ 1824 թվականին հայտնաբերվեց Նիժնի Տագիլի շրջանում։

Կիրառություն 
Պլատինից և նրա համաձուլվածքներից պատրաստում են քիմիական արդյունաբերության մեջ օգտագործվող կոռոզիակայուն սարքեր, անոթներ, էլեկտրոդներ, ֆիլերներ, տիգելներ, կատալիզատորներ են։

Պլատինը (ավելացված 5-10% Rh) ազոտական թթվի արտադրության համար օգտագործվող անփոխարինելի կատալիզատորն է (ամոնիակի կատալիտիկ օքսիդացում)։

Պլատին օգտագործում են նաև  էլեկտրական անջատիչներ, ջեռուցիչներ, ճշգրիտ էլեկտրաչափիչ սարքեր, բժշկական գործիքներ, թերմոզույգեր, ջերմաչափեր, ոսկերչական իրեր պատրաստելու համար։

Տես նաև 
 Պարբերական աղյուսակ
 Պլատինային մետաղներ

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 
 
 
 

Անցումային մետաղներ
Պլատինի խմբի մետաղներ
Ազնիվ մետաղներ
Կատալիզատորներ
Պլատին