платина

ПЛА́ТИНА -ы; ж. [исп. platina] Химический элемент (Pt), благородный металл серебристо-белого цвета, обладающий красивым внешним видом, химической стойкостью и тугоплавкостью (применяется в электро- и радиотехнике, ювелирном деле, как химический катализатор). Самородная п. Кольцо из платины. Сплавы с платиной. П. подорожала.

◁ Пла́тиновый (см.).

* * *

пла́тина

(лат. Platinum), химический элемент VIII группы периодической системы, относится к платиновым металлам. Название от испанского platina (уменьшит. от plata — серебро). Плотность 21,45 г/см³, t_пл 1769°C. Идёт на изготовление катализаторов (около 50%; частично в виде сплавов с Rh, Pd, Ir), химической аппаратуры; используется в электро- и радиотехнике, ювелирном деле и т. д.

* * *

ПЛАТИНА

ПЛА́ТИНА (лат. Platinum, испанское platina, уменьшительное от plata — серебро), Pt, читается «платина», химический элемент с атомным номером 78, атомная масса 195,083. Платина состоит из четырех стабильных изотопов ¹⁹⁴Pt (32,9%), ¹⁹⁵Pt (33,8%), ¹⁹⁶Pt (25,2%), ¹⁹⁸Pt (7,2%) и двух слабо радиоактивных ¹⁹⁰Pt (0,013 %, период полураспада Т_1/2 = 6,9·10¹¹ лет), ¹⁹²Pt (0,78 %, Т_1/2 = 10¹⁵лет). Относится к платиновым металлам (см. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ) и располагается в 6 периоде, в VIIIB группе периодической системы элементов. Входит в триаду платина, осмий, иридий. Конфигурация двух внешних электронных слоев 5s²p⁶d⁹6s¹. Степени окисления 0, +2, +3, +4, +6 и редко +5 (валентности 0, II, III, IV, V, VI). Наиболее характерна степень окисления +4.
Радиус атома 0,138 нм, ионный радиус иона Pt²⁺ — 0,074 (координационное число 4), Pt²⁺ — 0,094 (6) , Pt⁴⁺ — 0,0765 (6), Pt⁵⁺ — 0.071 нм (6). Энергии ионизации Pt⁰ — Pt⁺ — Pt²⁺ — Pt³⁺ равны 9,0, 18,56, 23,6 эВ. Электроотрицательность по Полингу 2,2.
История открытия
Платина известна человечеству с древнейших времен. Изделия, содержащие платину, найдены при раскопках древнеегипетских гробниц и древнеиндейских поселений в Колумбии. Первое описание платины в Европе сделал А. де Ульолоа, который участвовал во французской экспедиции в 1736 с целью определения длины экватора. В его записях упоминается благородный металл platina,найденный в колумбийских золотых рудниках.
В 1741 южноамериканские образцы металла были доставлены в Европу, где сначала платину рассматривали как «белое золото». В середине 18 века была установлена элементарная природа платины. В настоящее время «белым золотом» называют сплавы золота и платины. Расплавить чистую платину удалось в 1783 А. Л. Лавуазье (см. ЛАВУАЗЬЕ Антуан Лоран) .
Получение
Производство платины в виде порошка началось в 1805 англичанином У. Х. Волластоном (см. ВОЛЛАСТОН Уильям Хайд) из южноамериканской руды.
В настоящее время платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА), после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO₃. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir³⁺ и Pd²⁺. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH₄)₂PtCl₆. Высушенный осадок прокаливают при 800–1000°C:
(NH₄)₂PtCl₆ = N₂ + 6HCl + Pt + H₂.
Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH₄)₂PtCl₆ и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.
Нахождение в природе
Платина — один из наиболее редких элементов, ее содержание в земной коре 5·10^–7% по массе. Она встречается в природе в сульфидных, медно-никелевых и медно-молибденовых рудах, в виде самородков и самородных сплавов с иридием или палладием. Минералы платины: PtAs₂ (сперрилит), PtS (куперит), (Pt,Pd,Ni)S (брэггит).
Физические и химические свойства
Платина — тугоплавкий тяжелый (плотность при 20°C 21,45 г/см³) серебристо-белый металл. Имеет кубическую гранецентрированную решетку, a = 0,392 нм. Температура плавления 1769°C, кипения 4170°C. Проявляет свойства парамагнетика. Металлическая платина хорошо поддается прокату и сварке. В ряду стандартных потенциалов платина расположена правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует.
По химическим свойствам платина похожа на палладий (см. ПАЛЛАДИЙ (химический элемент)), но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой:
3Pt + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O
Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):
Pt + 2Cl₂ + 2NaCl = Na₂[PtCl₆].
При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.
При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO₂, красновато-коричневый PtO₃, а также Pt₂O₃ и Pt₃O₄.
Для платины известны гидроксиды Pt(OH)₂ и Pt(OH)₄. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например:
Na₂PtCl₄ + 2NaOH = 4NaCl + Pt(OH)₂Ї,
Na₂PtCl₆ + 4NaOH = 6NaCl + Pt(OH)₄Ї.
Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства:
Pt(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Pt(OH)₄],
Pt(OH)₂ +4HCl = H₂[PtCl₄] + 2H₂O,
Pt(OH)₄ + 6HCl = H₂[PtCl₆] + 4H₂O,
Pt(OH)₄ + 2NaOH = Na₂[Pt(OH)₆].
Гексафторид PtF₆ — один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO:
O₂ + PtF₆ = O₂⁺[PtF₆]^–.
C обнаруженного Н. Бартлеттом (см. БАРТЛЕТТ Нил) взаимодействия между Хе и PtF₆, приводящего к образованию XePtF₆, началась химия инертных газов. PtF₆ получают фторированием платины при 1000 °C под давлением.
Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350—400 °C дает фторид Pt(IV):
Pt + 2F₂ = PtF₄
Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой.
Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl₄·nH₂O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl₄ в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl₅] и H₂[PtCl₆].
Синтезированы такие галогениды платины как PtBr₄, PtCl₂, PtCl₂·2PtCl₃, PtBr₂ и PtI₂.
Для платины характерно образование комплексных соединений (см. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ) состава [PtХ₄]^2– и [PtX₆]^2–. Изучая комплексы платины, А. Вернер (см. ВЕРНЕР Альфред) сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.
Применение
Основное применение платина, ее сплавы и соединения находят в автомобилестроении (30—65%), в качестве катализатора для дожигания выхлопных газов автомобилей. 7—12% платины используется в нефтеперерабатывающей промышленности и органическом синтезе (в процессах гидрирования углеводородов), 7—13% — в электротехнике и электронике, 3—17% — в стекольной и керамической промышленности, 2—35% — для изготовления зубных протезов и ювелирных изделий.
Физиологическое действие
Все соединения платины — сильные окислители. И требуют осторожного обращения.