Платина описание. Платина. Истории и легенды. Классическая лабораторная посуда, изготовленная из благородной платины

Лабораторная посуда и изделия из платины

Лабораторная посуда и изделия из платины находят применение в химических лабораториях, занимающихся анализом силикатов, минералов горных пород, электрохимией и др.

Температура плавления платины 1769 °С. Для повышения твердости и прочности в нее добавляют небольшие количества иридия или родия.

При комнатной температуре платина стойка ко всем реагентам, кроме царской водки и брома. Платина медленно реагирует с горячей концентрированной азотной кислотой и с кипящей серной кислотой. Под действием расплавленных щелочей и оксидов металлов, цианидов и сульфидов щелочных металлов платина корродирует, особенно в присутствии кислорода и окислителей. Платина реагирует с галогенами при нагревании, а с фосфором, мышьяком, кремнием, серой, селеном и углеродом лишь при температуре красного каления.

Платина – драгоценный металл, и поэтому с платиновыми изделиями следует обращаться очень осторожно и бережно, строго придерживаясь установленных правил.

Платиновую посуду и изделия разрешается применять:

1) при химическом определении щелочных металлов в силикатах сплавлением с СаСO3 и NH4Cl;

2) при сплавлении и спекании веществ с Na2CO3 и К2СО3 (но не Li2CO3) с целью переведения в раствор сульфатов щелочноземельных металлов и кислотоупорных оксидов металлов;

3) при получении безводного Na2CO3 для установления титра кислот;

4) при определении SiO2 сплавлением силикатов с K2CO3 и Na2CO3;

5) при сплавлении с бурой (борным ангидридом) огнеупорных оксидов металлов, не растворяющихся в кислотах;

6) при работе с HF;

7) при определении нелетучего остатка в кислотах;

8) при определении галогенов в органических соединениях, содержащих щелочные металлы;

9) при озолении и определении теплоты сгорания веществ;

10) при электровесовом определении металлов;

11) для потенциометрического, кондуктометрического, амперометрического и полярографического анализа;

12) для арбитражного и микрохимического анализа и в новых областях аналитической химии.

Из платины изготовляют лабораторную посуду (тигли, чашки, воронки, стаканы, колбы, пробирки и др.), лабораторные принадлежности (треугольники для тиглей, лодочки для элементного анализа, ложки, шпатели и др.), а также электроды для электродиализа и внутреннего электролиза.

При пользовании платиновой посудой необходимо выполнять правила обращения с изделиями из платины.

1. Платина очень мягкий металл, поэтому обращаться с посудой и изделиями из платины следует осторожно. Аккуратное обращение предотвращает деформацию изделий, образование прогибов и царапин. Для выравнивания платиновых тиглей и чашек используют деревянные формы (болванки) и деревянный молоток.

2. При растворении веществ в платиновой посуде помешивать нужно стеклянной палочкой с хорошо оплавленным концом.

3. В платиновой посуде нельзя нагревать или сплавлять следующие вещества:

а) оксиды и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов;

б) растворы галогенов и веществ, выделяющих их: царскую водку, НСl вместе с окислителями (KMnO4, K2Cr2O7, KClO3 и др.);

в) тяжелые металлы (Pb, Sn, Cd, Bi, Cu, Sb, Fe, Ag) и такие их соединения, которые могут легко восстановиться до металла; восстановителем служит углерод, образующийся при сгорании бумажного фильтра, а также органические вещества, которые могут находиться в осадках; платина легко сплавляется с этими металлами, отчего становится рыхлой и хрупкой;

г) соединения фосфора и мышьяка в присутствии восстановителей; фосфор и мышьяк легко соединяются с платиной при высокой температуре, что приводит к порче платиновой посуды;

д) Na2S, смеси Na2SO4 с углем, силикатов с углем. С платиновой посудой нельзя также работать при анализе неизвестных веществ.

4. Прокаливать платиновые тигли и чашки можно только на несветящемся (наружном окислительном) пламени газовой горелки или в электрических муфельных печах. Прокаливание платиновых тиглей в коптящем, светящемся или внутреннем конусе пламени горелки не допускается, это приводит к порче изделий вследствие образования углеродистой платины.

Бумажные фильтры можно сжигать в платиновом тигле только при условии постепенного нагревания, когда бумага не воспламеняется, а обугливается, и затем уголь выгорает при низкой температуре и достаточном доступе воздуха.

5. При прокаливании на горелке тигли вставляют в обычный фарфоровый треугольник с неповрежденными и не покрытыми оксидом железа фарфоровыми трубками, но лучше эту операцию осуществлять на треугольниках из толстой платиновой проволоки.

Учитывая, что горячие платиновые изделия легко сплавляются с железом, лабораторные щипцы для работы с раскаленными тиглями должны иметь платиновые наконечники. Нельзя: держа в таких щипцах тигель, прокаливать его при высоких температурах длительное время; погружать концы щипцов в кислоту; класть щипцы непосредственно на стол; брать щипцами за края чашки, заполненной жидкостью, так как это может привести к разрыву платины. Однако, если платиновый тигель охладить до температуры ниже красного каления, то его можно брать щипцами из никеля или из нержавеющей стали.

6. Нельзя нагретые до красного каления тигли резко охлаждать, погружая их в воду. Водой можно охлаждать тигли, имеющие температуру ниже красного каления.

7. При извлечении твердых веществ, приставших к стенкам тигля, нельзя очищать их стеклянной палочкой, так как при этом можно поцарапать металл. Для удаления плава нельзя сминать стенки тигля, так как при этом легко образуются неровности, складки и могут появиться трещины.

8. При прокаливании новых платиновых изделий в муфельной печи рекомендуется ставить их так, чтобы они не соприкасались друг с другом, так как при температуре свыше 1000 °С может произойти их слипание.

9. При работе с платиновыми электродами следует соблюдать общие правила обращения с изделиями из платины; перегибы и деформация электродов недопустимы.

Платиновая посуда и другие изделия из платины должны быть всегда чистыми и блестящими.

Грязные тигли и чашки очищают, промывая их в конц. НСl или 30-40% HNO3. Если при этом тигель не очищается, то в нем расплавляют пиросульфат натрия Na2S2O7 и держат в расплавленном состоянии при возможно более низкой температуре 5-10 мин. Расплавленную массу затем выливают в сухой песок, прежде чем она затвердеет. После этого тигель снова обрабатывают горячей конц. НСl, а затем дистиллированной водой. Если сплавление с Na2S2O7 не дало должного результата, то повторяют операцию сплавления, но уже с Na2CO3. Рекомендуется также очищать платиновые тигли и чашки плавлением в них хлорида магния-аммония (MgCl2-2NH4Cl) при 1100-1200°С. После выщелачивания плава водой платиновое изделие становится белым и блестящим. После повторных прокаливаний поверхность платины иногда становится серой и утрачивает блеск, что связано с начинающимся процессом рекристаллизации платины. В этих случаях рекомендуется поверхность платинового тигля или чашки время от времени осторожно протирать тонким кварцевым песком. Для этого порцию кварцевого песка, просеянного через сито с отверстиями в 0,1 мм, наносят на влажный ватный тампон и, слегка прижимая пальцем, полируют им внутреннюю поверхность тигля или чашки до появления металлического блеска, после чего промывают НСl и дистиллированной водой.

Платиновые электроды перед работой необходимо тщательно очистить. Для этого их погружают на 10-20 мин в теплую разбавленную (1:1) HNO3, тщательно промывают водопроводной, а затем дистиллированной водой (погружением в стакан с водой). После этого электроды погружают последовательно в этиловый спирт, диэтиловый эфир, а затем сушат несколько минут в сушильном шкафу или над горелкой, покрытой асбестовой сеткой. При этом следует помнить, что нельзя прикасаться руками к рабочим частям электрода. Чистые электроды следует хранить в вертикальном положении в высоком стеклянном стакане.

История платины

Сравнительно недавно метал который в XXI веке стоит в десятки раз дороже серебра и по цене сопоставим с золотом, считался бесполезным и безжалостно уничтожался.

Впервые платину открыли испанцы в рудниках Южной Америки в XVI веке. По цвету неведомый металл напоминал серебро. Но из-за того, что его нельзя было расплавить, поначалу казался совершенно бесполезным. Поэтому конкистадоры пренебрежительно назвали его « серебришко » ( от испанского plata – серебро ).

Зато среди алхимиков платина вызвала ажиотаж. Этот металл оказался очень активным катализатором многих химических реакций. И эксперименты по поиску философского камня получили новый импульс. Кроме того, платина очень приглянулась фальшивомонетчикам . Она легко вступала в сплав с золотом, обладала близким к нему удельным весом и не боялась пробы кислотой. А значит, позволяла мошенникам резко уменьшать в своих изделиях долю благородного металла за счёт дешёвого.

Усердие алхимиков и успехи фальшивомонетчиков привели к удивительному приказу короля Испании. Всю добытую платину надлежало топить в океане. Тонны драгоценного металла были просто сброшены в море.

Лишь в 1778 году запрет на ввоз платины в Европу был отменён. Но только потому, что власти Испании в ситуации острого бюджетного дефицита сами решили наладить на государственном монетном дворе выпуск фальсифицированных денег , по примеру преступников «разбавляя» золото.

В начале XIX века значительные запасы платины были обнаружены на золотоносных приисках Урала. И вскоре Россия по объёмам добычи этого металла вышла на первое место в мире. Поначалу побочному продукту при извлечении из недр золота не могли найти применения. Россыпи тяжёлых гранул использовали даже в качестве дробин.

Гениальное по простоте и пользе решение придумал министр финансов Егор Канкрин.

В 1820-е годы денежная система России находилась в глубоком кризисе. Золота и серебра на чеканку монет не хватало, а бумажные ассигнации совершенно обесценились. Поэтому предложение об изготовлении монет из платины оказалось очень кстати.

Любопытно, что номинал некоторых появившихся платиновых денег был уникален. Во всяком случае ни до, ни после в России не было монет достоинством в 6 и 12 рублей. Но столь непривычные деньги пользовались популярностью у населения. В царствование Николая I было выпущено платиновых монет больше чем на четыре миллиона рублей. И не было зафиксировано ни одного случая подделки!

Тем более невероятно, что в 1845 году царь распорядился изъять платиновые деньги из обращения. Молва связывала это непонятное распоряжение с личными интересами нового министра финансов Федора Вронченко . Якобы он был подкуплен англичанами, которым и передал контроль над оборотом платины. А Николая I убедил, что это очень выгодно для России. В итоге министр прославился кличкой Вранченко, а страна осталась без удобного платёжного средства.

Британские дельцы очень дешево скупали тонны платины на Урале и продавали на биржах Европы по цене в разы выше золота. Спрос на надёжное средство в борьбе с инфляцией привёл к тому, что в конце XIX века «серебришко» превратилось в один из ведущих инвестиционных металлов . И остаётся таковым и поныне.

Подписывайтесь на канал. Больше интересных историй читайте здесь .

Платина – царица благородных металлов

Самый недооцененный из тройки всем известных благородных металлов – это платина. Ничего удивительного в этом нет: платиновый самородок черен и неказист, и всякий нашедший его – перешагнет и пойдет дальше.

В рудах платина и золото частенько сопутствуют друг другу. Однако золотодобытчики прошлого, выплавляя золото, попросту выбрасывали кусочки невзрачного металла. Вместе с золотом и серебром платина не плавилась; под молотом на наковальне становилась тверже; по виду слегка напоминала серебро – но грязное, негодное.

Словом, ненужная примесь шла в отходы. Да и было-то ее совсем немного! Настолько немного, что европейские литейщики благородных металлов даже о существовании платины как отдельного элемента Вселенной не догадывались вплоть до середины ΧVΙΙΙ века. В отличие от инков.

Запутанная история драгоценного металла

О происхождении платины и металлов платиновой группы современным ученым известно из спектрографических наблюдений масштабных космических катастроф. Тяжелые металлы, в том числе серебро, золото, платина и платиноиды – палладий, рутений, осмий, иридий и родий, – появляются в межзвездном пространстве в результате реакций синтеза, сопровождающих взрывы сверхновых и столкновения массивных старых звезд.

Распыленная звездная субстанция конденсируется в пыль. Гравитационные флуктуации формируют более или менее массивные комки материи. Разными путями межзвездное вещество, некоторую часть которого составляют благородные металлы, попадает на поверхность планет. Где и рассеивается в толще коры.

Процессы эрозионного разрушения коренных пород планеты с переформированием осадочных и метаморфических наслоений позволяют тяжелым металлам сконцентрироваться в месторождения. Редкие и немногочисленные – если говорить о платине и металлах платиновой группы.

Платина и платиноиды на Земле

В земной коре платины немного. Всего-то 0,0000005% (пять десятимиллионных процента) от массы Земли. Что не мешает заинтересованным в платине промышленникам добывать по 200 тонн благородного металла ежегодно.

Разведанные запасы платины оцениваются в 80 тысяч тонн, причем основные месторождения располагаются на территории пяти государств. ЮАР и Зимбабве, Россия и Китай, США сосредотачивают примерно девять десятых мирового запаса платины. Канада, Южная Америка и прочие страны владеют мелкими месторождениями.

Впрочем, имеются оценки, позволяющие 90% сырой платины относить к южноафриканским копям. Что, конечно же, указывает не столько на исключительность южной Африки, сколько на недостаточность геологической разведки недр остальной части Земли.

Природные соединения платины

Чистая платина в природе встречается нечасто. Самородная платина – это, как правило, смесь нескольких металлов с преобладанием собственно платины. Наиболее типичные из соединений определяются как минералы.

В поликсене – от 80 до 88% платины и около 10% железа. Купроплатина, помимо благородного металла, содержит до 14% меди и примерно столько же железа. Хорошо известна никелистая платина (находящаяся в жильных залежах в смеси с железом, медью и никелем).

Случается платине соединяться и с серой (минерал куперит), и с мышьяком (сперрилит), и с сурьмой. Однако гораздо чаще природная платина встречается в соединении с палладием или иридием. Остальные металлы платиновой группы присутствуют в рудах в незначительных, как правило, концентрациях.

Особо крупных самородков платины в природе не обнаружено. Не слишком впечатляющие внешне, в Алмазном фоне России хранятся платиновые самородки массой в 5918 г и 7860 г. Найдены они на рассыпных месторождениях Кондер (Хабаровский край) и Исовский прииск (Урал).

История освоения богатства

Встречавшаяся в россыпях издревле, платина не интересовала европейцев. Наиболее практично поступали народы северной Азии, использовавшие платиновую зернь в качестве дроби или картечи. Однако южноамериканские племена инка и чибча, добывавшие в Андах немало золота и серебра, к платине относились с большим пиететом. Не умея толком обработать тугоплавкий металл, они хранили платину как дар богов, и использовали ее в культовых ритуалах.

Испанцы, презрительно обозвавшие новый для себя металл «серебришком», сообразили как при помощи платины фальсифицировать золото. Очень выгодно взять по бросовой (вдвое дешевле серебра) цене платину, и добавить ее в золотой сплав. Примешанная к золоту в относительно небольших количествах, платина не меняет цвета сплава. Зато позволяет сэкономить дорогой материал!

Вот почему испанские власти платину приказали топить: частью прямо в Колумбии, частью уже в Испании. И топили, пока мадридский двор сам не решил подзаработать фальшивомонетчеством. Глядя на фокусы власть предержащих, естествоиспытатели заинтересовались новым металлом, и, проведя ряд исследовательских опытов, сначала в 1750-м, и повторно аж в 1803-му году выделили из разрозненных образцов чистую платину.

Понадобилось еще 30 лет, чтобы Джулиус Скалигер, химик из Италии, привел неопровержимые доказательства: платина – химический элемент, а не грязное золото или испорченное примесями серебро. Впрочем, у Скалигера были предшественники, утверждавшие то же самое за 80 лет до него – но наука тех лет большой спешностью не отличалась. Фактически признание к платине пришло лишь в ΧΙΧ веке.

Английский инженер Уильям Уолластон (открывший родий и палладий) предложил изготавливать из платины сосуды для производства концентрированных кислот. Предложение оказалось дельным, и спрос на металл возрос.

Россия, обладавшая на тот момент сравнительно богатыми месторождениями платины, через десять лет после начала добычи благородного металла стала чеканить из него монету. Практического применения драгоценному металлу в России долго не находилось, и все припасы (более 16-ти тонн очищенной платины) в 1867-м году были проданы Англии.

Как это случалось и раньше, и позже, и не с одними только российскими правителями, потенциала своей «синицы в руках» они просто не рассмотрели.

Физико-химические свойства платины

По внешнему виду платина напоминает серебро, однако темнее и тусклее него. Цвет платины характеризуется как серовато-белый, в соединениях чистота окраски снижается. Температура плавления высока: 1768,3°C. Твердость не превышает трех с половиной единиц по Моосу. Кристаллическая структура платины – кубическая. В природе кристаллы платины встречаются в жильных месторождениях и самородках.

Платина химически устойчива, однако реагирует с горячей царской водкой. Растворяется в броме. При нагревании вступает в реакцию с немногочисленными металлами и неметаллами. Растворяет в себе молекулярный водород. Известна как активный катализатор процессов окисления и присоединения водорода. В частности, губчатая платина способна спровоцировать возгорание смеси водорода и кислорода при низкой температуре газов. До изобретения спичек широко выпускались зажигалки, использующие этот принцип.

Применение платины

В современных условиях спрос на платину растет, а ее использование интенсифицируется. До середины прошлого века не менее половины добываемой платины потреблялось ювелирами, еще несколько процентов – зубопротезистами и медиками.

Ювелирная платина (в особенности обработанная родием) – прекрасный материал для создания оправ бесцветных и белых камней, жемчугов, топазов, самоцветов с трудноуловимой окраской.

Главным потребителем ювелирной платины до последнего времени оставалась Япония (теперь ее сменил Китай): там кольца из платины столь же обычны, как и украшения из золота. В Китае ежегодно распродается до 25 тонн ювелирных изделий, выполненных из платины.

Рост спроса на ювелирную платину и металлы платиновой группы наблюдается и в Европе. Однако в России украшения из платины непопулярны: у нас находит сбыт лишь 0,1% общемирового объема платиновых изделий.

Львиная доля (не менее 90%) добываемого металла уходит в промышленность. Из платины производятся приспособления для химической индустрии: лабораторная посуда и оборудование, фильтры, электроды. Не менее половины технической платины идет на производство всевозможных катализаторов, в том числе и автомобильных.

Не обходится без платины и электротехника, и стекольное производство. Платиновые или платинированные контакты не боятся разрядных дуг. Фильеры из платины используются для получения стекловолокна.

Космическая отрасль без стабильности платины как электропроводящего, коррозиеустойчивого и термостойкого материала вряд ли бы достигла современных высот. Один из эталонов массы изготовлен из сплава платины с иридием: это – цилиндр высотой в 39 и диаметром тоже в 39 миллиметров.

Используется платина и как металл банковский: стоимость платины стабильно высока, прирост цены постоянен; как объект инвестирования этот благородный металл весьма выгоден!

Не находившая применения в прошлом, сегодня платина востребована как никогда. И если за гипотетическими золотыми астероидами посылать космические тягачи человечество то ли хочет, то ли не хочет, то за небесным телом из платины экспедицию снарядят без раздумий: настолько полезны уникальные свойства благородного металла.

Источники:

http://www.spec-kniga.ru/obuchenie/tekhnika-laboratornyh-rabot/himiko-laboratornaya-posuda-laboratornaya-posuda-i-izdeliya-iz-platiny.html
http://zen.yandex.ru/media/xtorik/istoriia-platiny-5ae039b57ddde81e86b730f8
http://finesell.ru/platinoid/platina.html