Platina hitam

Platina hitam (Pt black) adalah bubuk halus platina dengan sifat katalitik yang baik. Nama platina hitam adalah karena warnanya yang hitam. Ia digunakan dalam banyak hal; sebagai elektrode film tipis, katalis membran sel bahan bakar, atau sebagai penyalaan katalitik dari gas yang mudah terbakar untuk lampu gas, oven, dan kompor "yang menyala sendiri".

Kegunaan

Elektrode film tipis 
Platina hitam banyak digunakan sebagai film tipis yang menutupi logam platina padat, membentuk elektrode platina untuk aplikasi dalam elektrokimia. Proses penutupan elektrode platina dengan lapisan platina hitam disebut "platinisasi platina". Platina yang diplatinisasi memiliki luas permukaan sebenarnya yang jauh lebih tinggi daripada luas permukaan geometris elektrode, dan oleh karena itu, ia menunjukkan aksi yang lebih baik daripada platina mengkilap.

Katalis membran sel bahan bakar 
Serbuk platina hitam digunakan sebagai katalis dalam sel bahan bakar membran pertukaran proton (proton-exchange membrane fuel cell). Dalam praktik umum, platina hitam disemprotkan menggunakan nosel ultrasonik atau ditekan panas ke membran atau lapisan difusi gas. Suspensi platina hitam dan bubuk karbon dalam larutan etanol-air berfungsi untuk mengoptimalkan keseragaman pelapisan, konduktivitas listrik, dan dalam hal aplikasi ke membran, untuk mencegah dehidrasi membran selama pengaplikasian.

Pengapian katalitik dari gas yang mudah terbakar 
Secara historis banyak lampu gas, oven, dan pembakar kompor "yang menyala sendiri" menggunakan platina hitam untuk mengkatalisis oksidasi sejumlah kecil gas, menyalakan perangkat tersebut tanpa korek api atau percikan api. Ini bekerja sangat baik untuk gas produsen, gas batu bara, dan gas kayu yang mengandung sebagian besar gas hidrogen (H2) yang dikatalisis dengan baik oleh platina hitam.

Pembuatan bubuk platina hitam 
Serbuk platina hitam dapat dibuat dari amonium kloroplatinat dengan memanaskan pada suhu 500 °C dalam lelehan natrium nitrat selama 30 menit, diikuti dengan menuangkan lelehan ke dalam air, merebus, mencuci, dan mereduksi bubuk coklat (yang diyakini sebagai platina dioksida) dengan gas hidrogen menjadi platina hitam.

Proses platinisasi logam platina 
Sebelum platinisasi, permukaan platina dibersihkan dengan cara direndam dalam air raja (larutan 50%, yaitu 3 volume HCl 12 mol/kg, 1 volume HNO3 16 mol/kg, 4 volume air).

Platinisasi sering dilakukan dari larutan air dari asam kloroplatinat 0,072 mol/kg dan timbal asetat 0,00013 mol/kg, pada kerapatan arus 30 mA/cm2 hingga 10 menit. Proses mengembangkan klorin di anoda; interaksi klorin dengan katoda dicegah dengan menggunakan pemisahan yang sesuai (misalnya kaca frit).

Penulis lain merekomendasikan electroplating dengan kerapatan arus 5 mA/cm2 sambil membalik polaritas setiap 30 detik selama 15 menit.

Setelah platinisasi, elektrode harus dibilas dan disimpan dalam air suling. Elektrode akan kehilangan sifat katalitiknya jika melakukan kontak dengan udara terlalu lama. 

Proses electroplating platina hitam pada platina ditemukan oleh Lummer dan Kurlbaum ketika mereka tidak dapat mereproduksi foil platina berlapis jelaga Langley untuk bolometer. Ketika platina hitam tidak menempel pada katoda, mereka menemukan bahwa menambahkan sekitar 1% tembaga sulfat ke asam kloroplatinat dalam elektrolit dapat meningkatkan hasil. Kemudian, mereka menemukan proporsi timbal asetat yang jauh lebih kecil bekerja lebih baik daripada tembaga sulfat.

Spons logam platina 

Spons platina adalah bentuk platina berpori, hitam keabu-abuan yang dapat mengadsorpsi sejumlah besar gas, seperti gas hidrogen atau oksigen, memungkinkannya digunakan sebagai katalis dalam banyak reaksi gas seperti oksidasi amonium. Ia juga dapat digunakan untuk pengapian gas yang mudah terbakar. Ia digunakan sebagai bahan baku untuk instrumen elektronik, industri kimia, dan paduan presisi. Ia juga dapat digunakan sebagai surfaktan. Ia larut dalam air raja dan terbentuk dari massa partikel logam.

Ia dibuat dari massa partikel platina dengan karakteristik sebagai berikut:
Kandungan platina (Pt)：≥99,9%
Kandungan besi (Fe)：≤0,005%
Luas permukaan spesifik: 40～60m2/g
Ukuran partikel: < 10 nm
Kode bahaya: F
Level bahaya: R11
Tingkat keamanan: S16
Nomor PBB: 3089

Ia dibuat dengan mencelupkan asbestos ke dalam asam kloroplatinat atau amonium kloroplatinat. Zat tersebut kemudian dibakar untuk menghasilkan spons platinum. Atau, dapat dibuat dengan memanaskan amonium kloroplatinat dengan kuat. Sifat katalitiknya bervariasi tergantung pada spesifikasi pabriknya.

Potensi platina yang diplatinisasi versus platina mengkilap 
Dalam asam klorida jenuh hidrogen, elektrode platina mengkilap diamati memiliki potensi positif versus platina hitam pada arus bersih nol (+ 340 mV pada suhu kamar). Dengan meningkatnya suhu hingga 70 °C, perbedaan potensial turun menjadi nol. Alasan untuk ini tidak sepenuhnya jelas, meskipun beberapa penjelasan telah diajukan.

Lihat pula 
Elektrode hidrogen standar
Potensi berlebih
Katalis Adams (platina dioksida)
Nikel Raney (katalis)

Referensi 

Kimia
Platina
Katalis
Katalis hidrogenasi
Elektrokimia
Elektrode
Teknologi hidrogen