Многие ли женщины, примеряя на палец очередное украшение, знают, что привлекающее их тускловатое мерцание платины - это весточка из космоса? Какой путь проделал прежде чем завоевать сердца любителей красоты и роскоши? Поговорим об истории и свойствах удивительной платины, которая стала источником вдохновения таких легендарных ювелиров, как Картье, Тиффани и Фаберже.
Благородные или драгоценные металлы
Известно, что металлы бывают разные. Чаще всего мы слышим о черных, цветных и благородных. К последним относятся всего восемь элементов - золото, серебро, платина, палладий, родий, иридий, рутений и осмий. Они не окисляются, устойчивы к воздействиям внешней среды, обладают пластичностью и легко образуют сплавы. Но не все из них безопасны для человека.
Для изготовления ювелирных украшений используются только золото, серебро, палладий и платина, которая из этой четверки является наиболее дорогостоящей. Но эти металлы редко применяются в чистом виде. Их концентрацию в полюбившемся изделии можно узнать, посмотрев на пробу. Разберемся, что такое платина с клеймом 950°. Это значит, что на 1 кг ювелирного сплава приходится 950 граммов драгоценного металла, остальное - легирующие компоненты. Платина - это самый прочный ювелирный металл. Тем не менее, без легирующих сплавов даже он не будет отличаться высокой износостойкостью.
Платина или белое золото?
Довольно часто можно услышать, что платина - это белое золото. Это не так. Их состав и свойства различны. Ответим на вопрос о том, что такое платина и белое золото. Для этого посмотрим на таблицу Менделеева. Под номером 078 есть элемент Pt. Теперь понятно, что такое платина, - металл в чистом виде. А белое золото - это ювелирная уловка, когда путем добавления серебра, никеля или других примесей нивелируется желтый цвет. Его высшая проба - 750.
Благодаря популярности белого золота, изделия из платины нашли своих поклонников и снова в моде. И хотя они намного дороже, прочность этого металла делает его незаменимым для обручальных колец, а также украшений с камнями, долговечность которых зависит от надежности оправы. Кстати, еще одно достоинство платины состоит в том, что она не вызывает аллергии, как это часто случается с белым золотом из-за дополнительных компонентов.
Все сказанное выше, конечно же, влияет на стоимость, но главным выступает способ добычи.
История Земли и драгоценные металлы
Несколько лет назад немецкие ученые, обнаружив в Pt (078), задумались о том, что такое платина и как она появилась на Земле. По мнению исследователей из Университета Майнц, на нашей планете не было естественных условий для образования металлов. Если их родиной является Земля, то они должны находиться в расплавленном ядре, а не в верхней части коры.
Физик Герхардт Шмидт полагает, что металлы были занесены к нам около 4 миллиардов лет назад, когда Землю атаковали метеориты, состоящие из железа. Зафиксирован наиболее древний небесный посланник, богатый платиной, который упал на Землю около 2 миллионов лет назад. По подсчетам ученых, для образования металлов на планете в существующем количестве понадобилось в среднем 160 космических тел диаметром около 20 км.
Можно сделать вывод о том, что ресурс является достаточно ограниченным. Именно из-за этого с каждым годом цена только растет.
Месторождения и добыча платины
Месторождения платиновой руды определяют по сопутствующим горным породам. Она встречается как в чистом виде, так и в соединениях, например, с никелем или золотом. Образования руды бывают как коренные, так и россыпные. Последние особенно тяжелы в добыче. В России во времена открытия металла труд на россыпях считался адским, хотя достаточно быстро были придуманы первые машинные установки.
Хотя сегодня техника геологических разработок упростилась, тем не менее, платина остается дорогостоящей в производстве. Чтобы достать (это около 31 грамма), необходимо переработать более 10 тонн сырьевой руды.
Главной страной, в которой обнаружены большие залежи платины, является ЮАР. Здесь ежегодно добывается около 151 тонн металла. На втором месте стоит Россия, производящая приблизительно 26 тонн платины. Далее следуют Зимбабве, США и Канада, вырабатывающие от 9 до 5 тонн в год. Платину находят также в землях Японии, Австралии и Колумбии. По большому счету, она есть практически в каждой стране, но в промышленных масштабах добывать ее не имеет смысла.
Интересно, что именно Урал является колыбелью двух самых крупных самородков платины в мире. Их вес - 5918,4 и 7860,5 г. Теперь мы примерно разобрались, что такое платина. Фото изделий из этого метала можно посмотреть в статье.
Древние цивилизации и использование платины
Первые изделия из золота со следами платины современные ученые находят в египетских захоронениях, датированных примерно 1200 годом до н. э. Документальные таблички с уже полностью сделанные из этого драгоценного металла, появляются около 700 лет до н. э. В Южноамериканской цивилизации инков церемониальные артефакты изготавливались как из желтого, так и белого металлов.
Незадачливая находка - и не золото, и не серебро
Знакомство европейцев с тугоплавким металлом произошло в 1590 году в Южной Америке. Что такое платина в то время? Всего лишь «гнилое золото». Испанские конкистадоры были настолько разочарованы находкой, что прозвали ее «серебрецом». Обнаружив сероватые пластинки в золотых россыпях, они посчитали, что платина - это примесь, портящая блеск добычи и абсолютно не годная из-за сложности обработки и тусклости. Так и прозвали ее - Plata, что значит «серебро», с уменьшительно-пренебрежительным окончанием ina. Когда в руки завоевателей новых земель попадалась платина, они просто выбрасывали ее в море.
Покорение Европы
В 1700 году серебристый элемент был обнаружен у берегов Европы. Он стал объектом изучения алхимиков, которые хотели разобраться, что такое платина. Они делали эксперименты, пытаясь определить ее свойства и превратить в золото. В 1751 году шведский ученый Теофил Шеффер (Theophil Scheffer) определил платину как великолепный металл. А в 1780 году король Франции Людовик XVI декларировал ее как предназначенную только для коронованных особ.
Его ювелир Марк Этьен Жанетти (Mark Etienne Janety) создал из платины несколько непревзойденных предметов роскоши, в том числе красивую сахарницу со сложным орнаментом. В 1788 году Франциско Алонсо создал по заказу испанского короля Карлоса III подсвечник высотой в 30 см, предназначенный в дар Папе. Это стало возможным благодаря открытиям в ковке платины Пьера Франсуа Шаболе и Жозефа Луи Пруста. Так французы установили в Испании новый век роскоши. Его вершиной является Платиновая комната в Арганьезе, двери которой открыты для всех желающих и в наши дни.
Но самым неоспоримым фактом покорения Европы серым металлом является его использование в создании эталонов измерительной системы. В 1799 году Марк Этьен Жанетти, который после Французской революции покинул Париж, был приглашен для создания платинового метра и килограмма. По сегодняшний день они хранятся в Международном Бюро Мер и Весов.
Платиновое богатство России
Обнаружение дорогостоящей руды в России, на Урале, произошло намного позже - в начале XIX века. К тому времени платина уже завоевала Европу и считалась «королевским» металлом. Ее залежи оказались в землях, принадлежащих роду Демидовых, которые, благодаря своему богатству, уже считались тайными хозяевами Империи. «Открывателями» месторождения были крепостные Ефим Копылов и Емельян Ростигаев.
Россыпи крупных зерен металла оказались лишь слегка прикрыты растительным слоем. Спустя короткое время уже тысячи демидовских крепостных трудились на «поддерниках», обработав практически вручную около 40 тонн платиновых пород. Говорят, что самый крупный из добытых самородков весил около 9 кг, однако достоверных доказательств этому нет.
Платина в руках ювелиров
Итак, к концу XIX века платина - это металл для избранных, взобравшийся на Олимп из-за своей редкости и устойчивости к механическим воздействиям. Он привлекает любителей блеска и шика также благодаря чистоте использования - на сегодняшний день это 950-я проба.
Главным популяризатором платины в ювелирном мире считается Луи-Франсуа Картье, основатель небезызвестной фирмы Cartier. Он считал ее незаменимым материалом с безграничными возможностями, благодаря гибкости и надежности. Знаменитый образ пантеры, созданный под вдохновением любви к Жанне Туссен, выполнен из платины с сапфирами и бриллиантами.
Однако он не единственный, кто оценил достоинства серебристого материала. Его главным конкурентом на то время был который также использовал платину в авторских изделиях. Кстати, многие цветочные композиции и животные мотивы были заимствованы Луи Картье именно у Фаберже.
Интерес к платине все возрастал, достигнув пика в начале XX века, и не спадал вплоть до Второй мировой войны. Немало этому успеху поспособствовали королевские особы и «звезды» Голливуда.
«Платиновая» болезнь от платиновых блондинок
В Америке в 1930 годы для простых людей средством от тревог и разочарований, вызванных Великой депрессией, стал кинематограф. На экраны вышли сотни лент про не знающих забот богачей и их спутниц. Иконой того времени стала Джин Харлоу, блистающая в фильме Фрэнка Капра «Платиновая блондинка». Яркая красавица, роскошная и забавная, манила легким отношением к жизни как мужчин, так и женщин. как и другие актрисы Голливуда, формирует новый стиль шика. Его неизменным аксессуаром становятся бриллианты, оправленные в платину. А завершающий штрих к образу - модный цвет волос. Какой? Конечно же, платиновый.
Прошло более ста лет, и мы наблюдаем возврат любви к этому драгоценному металлу. Миру нужны красота, изысканность и прочность. Теперь мы знаем все о том, что такое платина. Картинки в статье наглядно демонстрируют роскошь и привлекательный вид этого драгоценного металла.
Платина – редкий блестящий металл серебристого цвета. Занимает особое место среди остальных благородных металлов, являясь обычно более дорогим, чем золото и серебро.
Это обусловлено тем, что добыча платины – крайне трудоемкий процесс и этот металл встречается очень редко. К примеру, для получения одной унции золота достаточно очистить три тонны руды, а, чтобы извлечь аналогичное количество платины, нужно обработать до десяти тонн породы.
История использования металла
Платина была известна еще до нашей эры. Ее использовали в Древнем Египте для изготовления разнообразных украшений. Также она была распространена в племенах инков, но со временем была забыта. На фото можно увидеть платиновые изделия, обнаруженные археологами:
Только спустя долгое время открытие этого вещества произошло благодаря испанским путешественникам, осваивавшим Южную Америку. Изначально ее не оценивали по достоинству, что видно из названия. «Platina» в переводе с испанского можно сформулировать как «маленькое серебро».
Соответственно и ценилась платина намного меньше, чем драгоценные металлы. Нередко ее даже считали недозревшим золотом или неправильным серебром (благодаря цвету) и попросту выбрасывали. Она отличается тугоплавкостью и высокой плотностью. Поэтому считалась непригодной для какого-либо использования.
Однако потом было обнаружено интересное свойство – этот драгоценный металл имеет способность легко сплавляться с золотом. Ювелиры взяли это на вооружение и активно стали примешивать платину в золотые изделия, понижая тем самым стоимость их изготовления. Причем делалось это настолько искусно, что обнаружить подделку было практически нереально. Из-за высокой плотности платины даже малый ее объем увеличивал вес готового изделия, но это компенсировалось добавлением в сплав некоторого количества серебра, что не влияло на цвет. Такое мошенничество было все же распознано, и ввоз драгоценного металла в Европу на некоторое время был запрещен законом.
В качестве самостоятельного химического элемента платина была признана лишь в середине восемнадцатого столетия. Тщательное изучение ее качеств позволило найти первое применение этого металла.
Физические и эксплуатационные свойства платины, особенно сопротивление различным воздействиям и высокая плотность, послужили основой для того, чтобы изготавливать из нее полезное оборудование. В частности, платиновые реторты успешно применялись для концентрирования едкой серной кислоты.
Делались такие сосуды изначально с помощью ковки либо прессования, так как в те времена научный прогресс не мог обеспечить необходимую температуру в печах для плавления. К концу девятнадцатого века удалось расплавить платину, применив для этого пламя, возникающее при горении гремучего газа.
Платина в России
История этого благородного металла в России берет свое начало в 1819 году, когда он был впервые найден на Урале, недалеко от Екатеринбурга. Через пять лет залежи платины были найдены в Нижнетагильском округе. Россыпи оказались такими обильными, что Россия стремительно стала лидером по добыче во всем мире.
На фото можно увидеть крупнейший самородок, добытый на этих месторождениях:
Его вес составлял 12 кг (к сожалению, позднее он был переплавлен).
Уральская платина активно выкупалась иностранными компаниями, особенно возрос экспорт после того, как был разработан промышленный метод очистки ее от примесей и создания чистых слитков серебристого цвета. Изначально за рубежом она пользовалась огромным спросом в Англии и Франции, позднее к ним присоединились США и Германия.
В процессе исследований ученые обнаружили некоторые элементы, входящие в состав самородной платины. Первыми пополнили периодическую таблицу Менделеева палладий и родий, позже были выделены иридий и осмий. И заключительным элементом, входящим в платиновую группу, стал рутений, обнаруженный в 1844 году.
В связи с тем, что объемы добываемой платины на Урале были чрезвычайно высоки и большая часть металла просто не находила достойного применения, в 1828 году было принято решение о выпуске платиновых монет. На фото изображены первые монеты из этого драгоценного металла российского производства.
К тому времени уже был найден способ изготавливать различные изделия высокого качества. Этот метод, получивший название порошковой металлургии, широко используется и в наши дни. На данный момент русские монеты 19 века из платины имеют колоссальную ценность. Стоимость одного экземпляра может доходить до 5000 долларов США.
Для изготовления ювелирных изделий большая часть добытой платины использовалась вплоть до середины двадцатого столетия, после чего ее стали употреблять чаще в технических целях. Она применяется в следующих отраслях:
- Автомобилестроение (для изготовления катализаторов);
- Электротехника (создание элементов для электропечей, подвергающихся воздействию высоких температур);
- Нефтехимический и органический синтез;
- Синтез аммиака.
Также она применяется в изготовлении деталей стекловаренных печей, разнообразного лабораторного оборудования, аппаратуры для производств, где необходимо сопротивление химическим и температурным воздействиям.
Основные свойства
Нередко можно услышать мнение, что платина и белое золото – одно и то же. Но на самом деле такое утверждение в корне неверно, они схожи лишь цветом.
Платина – химический элемент таблицы Менделеева (естественной классификации элементов по электронной структуре атомов), со своими характерными свойствами. Хотя на фото можно заметить некоторое сходство с белым золотом по внешнему виду.
Она представляет собой драгоценный металл серебристого цвета, но выглядит все же несколько иначе, нежели серебро. Отличается от других также своими характеристиками и способами применения.
Физические и химические свойства платины
Этот элемент является тугоплавким металлом с высокой плотностью, для ее плавления необходима температура 1769 градусов по Цельсию, а для закипания – 3800 градусов, что обусловлено низкой удельной теплопроводностью.
Также это один из самых тяжелых металлов в таблице Менделеева. По этому показателю его превосходят лишь два других элемента платиновой группы – осмий и иридий. Плотность в обычных условиях составляет 21,45 грамма на квадратный дециметр. Удельный вес – 21,45 грамма на кубический сантиметр. Этот показатель выше, чем у золота и практически в два раза превосходит удельный вес серебра.
Твердость платины – это еще одно качество, благодаря которому она получила свое применение в промышленности и ювелирном деле. Сопротивление различным внешним воздействиям делает процесс обработки и изготовления изделий более трудоемким, но ее эксплуатационные свойства с лихвой компенсируют такие неудобства.
К примеру, ювелирные украшения могут быть выполнены целиком из чистой платины, в то время как золото и серебро требуют в составе примесей иных материалов для обеспечения прочности.
Также стоит отметить высокую пластичность этого металла. Из него можно изготовить тончайший лист фольги или легкую проволоку, при этом не потеряв основных свойств.
Платина входит в состав группы благородных металлов, так как не имеет способности к окислению и оказывает сопротивление коррозии. Высокая инертность металла не позволяет взаимодействовать с кислотами или щелочами. Может быть растворена только в «царской водке» и жидком броме, подвержена растворению при длительном воздействии горячей серной кислоты.
При нагревании данного вещества возрастает возможность взаимодействия с иными химическими элементами, веществами и сплавами. Увеличение температуры позволяет получить оксид платины, образующийся на поверхности металла. Существует несколько его разновидностей, которые легко отличить по цвету.
Самыми известными являются:
- Черный PtO (темно-серого цвета);
- Оксид платины PtO2 (коричневого цвета);
- Оксид PtO3 (красно-коричневого цвета).
Быстрота и степень окисления этого металла напрямую зависит от того, насколько свободно кислород поступает к поверхности и каково его давление. Препятствием к окислению могут послужить иные металлы, расположенные на поверхности платины. Поэтому наибольшее окисление следует ожидать от чистого металла без каких-либо примесей.
В зависимости от конкретного соединения платина может демонстрировать различную степень окисления. Этот показатель варьируется от 0 до +8.
Обладая достаточно низким удельным сопротивлением, этот металл является неплохим проводником, уступая в этом свойстве алюминию, меди и серебру. Показатель удельного сопротивления близок к железу.
Соответственно, удельная проводимость платины (величина, обратная удельному сопротивлению) занимает аналогичное положение среди других элементов таблицы Менделеева. Так как она является проводником, ее удельное сопротивление возрастает по мере нагрева, а удельная проводимость, наоборот, падает. Такое свойство обусловлено тем, что частицы в составе платины начинают двигаться в хаотичном порядке при возрастании температуры. А это, в свою очередь, создает препятствия для прохождения электрического тока.
Одним из наиболее важных качеств, которое широко используется в производстве, является свойство этого благородного металла выступать в качестве катализатора многочисленных химических реакций. Обычно применяется в сплаве с родием либо как платиновая чернь – тонкий порошок характерного черного цвета, получаемый в результате восстановления соединений.
Довольно широко распространены в настоящее время платиновые термометры сопротивления (проиллюстрированы на фото). Это обусловлено тем, что это вещество практически не подвержено коррозии, имеет высокую степень пластичности, инертности и дает возможность использовать чистый металл для производства. Немаловажную роль играют и такие качества, как высокое удельное сопротивление и значительный температурный коэффициент сопротивления.
Вывод
Большинство людей представляют себе платину как очень дорогой металл серебристо-белого цвета, который используется для изготовления ювелирных изделий. Однако благодаря своим многочисленным свойствам она получила широкое распространение в различных сферах деятельности человека, от медицины до автомобилестроения.
Хотя за всю историю эксплуатации платины она никогда не использовалась в качестве денег, инвестиции в платину считаются достаточно выгодным видом вложений. Одна унция этого металла превосходит в стоимости аналогичное количество золота на 270$. Если постоянно следить за курсом драгоценных металлов, то можно получить неплохую прибыль.
Платина - очень пластичный металл светло-сероватого цвета с металлическим блеском, который является одним из самых тяжелых металлов. Платина по своим химическим свойствам очень схожа с палладием. Отличием является большая химическая устойчивость первого металла.
Платина не растворяется ни в кислотах, ни в щелочах, только в горячей царской водке и в броме. Этот драгоценный металл называют еще «белым золотом». Он имеет высокую температуру плавления, хорошую электропроводность.
Этот благородный металл активно используют в различной промышленности: химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, ювелирной, автомобильной.
Название «платина» происходит от испанского слова plata, что означает серебро, серебришко, сребрецо. Металл соотносят с планетой Нептун .
Легенды о платине
Платину до 1748 года добывали только в Америке. В других странах про этот благородный металл даже не знали. В те времена его цена была в два раза ниже серебра . Мастера - ювелиры очень быстро обнаружили тот факт, что платина очень хорошо создает сплавы с золотом . Это позволило им изготавливать подделки, добавляя платину в золотые украшения. Про это прознал испанский король и издал указ о запрете ввоза этого драгоценного металла. Через некоторое время король отменил свой приказ и в Испании золотые монеты стали делать с примесью платины.
В середине 16 века испанский конкистадор открыл в Южной Америке новый металл и дал ему название plata, так металл был очень похож на серебро.
В некоторых древних индейских племенах был обычай поклоняться слиткам платины. Люди верили в то, что через этот металл их слышит сам Нептун.
Платина по своим магическим свойствам - самый чистый и светлый металл. Он не способен хранить негативную память, в отличие от золота. Он не поддается программированию, поэтому защитные амулеты из платины не делают. Единственным моментом является то, что платина смягчает действие драгоценных камней . Некоторые камни способны очень сильно воздействовать на своего хозяина. И, чтобы этого не произошло, камень необходимо вставить в платиновую оправу.
Платина помогает тем людям, которые хотят встать на путь духовного преображения, хотят обратиться к религии или к мудрым оккультным учениям. Во время молитвы, медитаций маги советуют надевать платиновые кольца на указательные или безымянные пальцы.
Платина станет союзником только спокойным людям, которые склонны к созерцательности. Металл не выносит сплетников и завистников, наказывает воров, лицемеров, предателей.
Еще одним магическим свойством платины является ее прочность. Считается, если на свадьбе молодожены обменяются платиновыми кольцами, то влюбленная пара навсегда будут вместе, и ничто не сможет их разлучить.
Платина - единственный «металлический» антиоксидант, который ведет активную борьбу со свободными радикалами. Этот благородный металл выводит лишний активный кислород, таким образом, не дает ему «захватывать» электроны в здоровых клетках. Таким образом, платина приводит к нормализации антиоксидантного статуса организма человека.
Платина также способствует регенерации кожных покровов. Этот металл благотворно действует на кожу, оказывая антимикробное и противовоспалительное действие. Платина успешно лечит прыщи, фурункулы, убирает пигментацию, сокращает морщины.
Связь платины с астрологическими знаками зодиака
Так как платина соотносится с планетой Нептун, этот металл показан таким знакам зодиака, как Рак и Рыбы . Представителям этих зодиакальных знаков платину можно носить постоянно.
ПЛАТИНА – химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 78, атомная масса 195,08. Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения – 1769°С и 3800°С. Платина – один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см 3) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5·10 –7 % по массе.
При комнатной температуре весьма инертна, при нагревании в атмосфере кислорода медленно окисляется с образованием летучих оксидов. В мелкораздробленном состоянии поглощает большие количества кислорода. Платина растворяется в жидком броме и в царской водке. При нагревании реагирует с другими галогенами, пероксидами, углеродом , серой, фосфором, кремнием. Платина разрушается при нагревании со щелочами в присутствии кислорода , поэтому в платиновой посуде нельзя плавить щелочи.
Платина, особенно в мелкораздробленном состоянии, является очень активным катализатором многих химических реакций, в том числе используемых в промышленных масштабах. Например, платина катализирует реакцию присоединения водорода к ароматическим соединениям даже при комнатной температуре и атмосферном давлении водорода. Еще в 1821 немецкий химик И.В. Дёберейнер обнаружил, что платиновая чернь способствует протеканию ряда химических реакций; при этом сама платина не претерпевала изменений. Так, платиновая чернь окисляла пары винного спирта до уксусной кислоты уже при обычной температуре. Через два года Дёберейнер открыл способность губчатой платины при комнатной температуре воспламенять водород. Если смесь водорода и кислорода (гремучий газ) ввести в соприкосновение с платиновой чернью или с губчатой платиной, то сначала идет сравнительно спокойная реакция горения. Но так как эта реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, платиновая губка раскаляется, и гремучий газ взрывается. На основании своего открытия Дёберейнер сконструировал «водородное огниво» – прибор, широко применявшийся для получения огня до изобретения спичек.
Платиновая чернь – мельчайший порошок платины с размером частиц 20–40 мкм. Как и все мелкораздробленные металлы (даже золото), платиновая чернь имеет черный цвет. Каталитическая активность платиновой черни намного выше, чем у компактного металла.
В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8. Но наиболее характерно для платины образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен. Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т.д.). Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л.А.Чугаев (1973–1922), первый директор созданного в 1918 Института по изучению платины.
Необычность поведения комплексов платины можно продемонстрировать на ряде соединений платины (IV), которые были получены и исследованы еще в 19 в. Так, соединение состава PtCl 4 ·2NH 3 в растворе практически не распадается на ионы: его водные растворы не проводят ток, а с нитратом серебра эти растворы не дают осадка. Соединение PtCl 4 ·4NH 3 дает растворы с высокой электропроводностью, которая указывает, что в воде оно распадается на три иона; соответственно, нитрат серебра осаждает из таких растворов только два атома хлора из четырех. В соединении PtCl 4 ·6NH 3 все четыре атома хлора осаждаются из водных растворов нитратом серебра; электропроводность растворов показывает, что соль распадается на пять ионов. Наконец, в комплексном хлориде состава PtCl 4 ·2KCl, как и в первом соединении, нитрат серебра вовсе не осаждает хлор, однако растворы этого вещества проводят ток, причем электропроводность указывает на образование трех ионов, а обменные реакции обнаруживают ионы калия. Объясняются эти свойства разным строением комплексных соединений, в которых ионы хлора могут входить во внутреннюю или внешнюю сферу комплекса; при этом только ионы внешней сферы могут диссоциировать в водных растворах, например: Cl 2 ® 2+ + 2Cl – .
В 1827 датский химик Вильям Цейзе неожиданно для себя получил соединение платины, содержащее органическое вещество – этилен; впоследствии было установлено его строение: K·H 2 O. В настоящее время изучено множество комплексных соединений платины с нитрилами RCN, аминами R 3 N, пиридином C 5 H 5 N, фосфинами R 3 P, сульфидами R 2 S, многими другими органическими соединениями. Некоторые из этих комплексов нашли практическое применение, например, для лечения злокачественных образований.
История платины весьма интересна и полна неожиданностей. Когда испанцы в середине 16 в. познакомились в Южной Америке с новым для себя металлом, внешне очень похожим на серебро (по-испански plata), они назвали его platina, что буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое несколько пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Но когда ювелиры обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, некоторые из них стали подмешивать сравнительно дешевый металл к золотым изделиям. Обнаружить подделку по плотности было невозможно: платина тяжелее золота, и с помощью более легкого серебра нетрудно было в точности подогнать плотность слитка к плотности золота. Кончилось это тем, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а все ее запасы утопить в море. Закон этот был отменен только в 1778.
В середине 18 в. химики изучили свойства платины и признали ее новым элементом. Благодаря исключительной химической стойкости платину начали использовать для изготовления химического оборудования. Так, в 1784 был изготовлен первый платиновый тигель, а в 1809 – платиновая реторта массой 13 кг; такие реторты использовали для концентрирования серной кислоты. Изделия из платины делали путем ковки или горячего прессования, поскольку электропечей, дающих достаточно высокую температуру, тогда не было. Со временем научились расплавлять платину в пламени гремучего газа, и на Лондонской выставке 1862 можно было видеть отливки из платины массой до 200 кг.
В России впервые обнаружили платину близ Екатеринбурга на Урале в 1819, а спустя 5 лет в Нижнетагильском округе были открыты платиновые россыпи. Уральские месторождения были настолько богатыми, что Россия быстро заняла первое место в мире по добыче этого металла. Так, только в 1828 в России было добыто более 1,5 тонн платины – больше, чем за 100 лет в Южной Америке. А к концу 19 в. добыча платины в России в 40 раз превышала суммарную добычу во всех остальных странах. Один из обнаруженных на Урале самородков платины имел массу 9,6 кг!
К середине 19 в. во Франции и Англии были проведены обширные исследования по аффинажу (очистке от других металлов) платины. Промышленный способ получения слитков чистой платины впервые осуществил в 1859 году французский химик А.Сент-Клер Девиль. После этого почти вся уральская платина стала закупаться иностранными фирмами и вывозиться за рубеж. Сначала ее скупали в основном французские и английские фирмы, в том числе и знаменитая «Джонсон, Маттей и К°» в Лондоне. Затем к ним присоединились американские и немецкие фирмы.
Химики, исследовавшие самородную платину, обнаружили в ней ряд новых элементов. В начале 19 в. английский химик У.Волластон, изучая ту часть сырой платины, которая растворялась в царской водке, открыл палладий и родий, а его соотечественник С.Теннант в нерастворимом остатке обнаружил иридий и осмий. Наконец, в 1844 профессор Казанского университета К.К.Клаус открыл последний элемент платиновой группы – рутений.
В 1826 петербургский инженер П.Г.Соболевский разработал способ получения ковкой платины. Для этого самородную платину растворяли в царской водке и получали гексахлороплатиновую (IV) кислоту: 3Pt + 4HNO 3 + 18HCl ® 3H 2 + 4NO + 8H 2 O. Из этого раствора после его нейтрализации оса,ждали практически нерастворимый гексахлороплатинат аммония, который промывали и прокаливали: (NH 4) 2 ® Pt + 2NH 4 Cl + 2Cl 2 . Полученный порошок платины («платиновую губку») далее можно было путем холодного и горячего прессования и ковки превращать в различные изделия высокого качества. Так в России были получены первые платиновые изделия – тигли, чашки, медали, проволока. Процесс получил мировую известность, им заинтересовался даже Николай I, посетивший лабораторию и лично наблюдавший за очисткой платины. Подобный метод обработки тугоплавких металлов, так называемая порошковая металлургия, не потерял своего значения и по сей день.
Работа Соболевского вскоре получила неожиданное продолжение. Большое количество добываемой на Урале платины не находило достойного практического применения. И тогда по предложению министра финансов Е.Ф.Канкрина с 1828 в России впервые в мировой истории начали выпускать платиновые монеты достоинством 3,6 и 12 рублей. Такие странные номиналы объясняются тем, что по диаметру эти монеты соответствовали привычным российским монетам достоинством 1 рубль, 50 и 25 копеек. При этом 12-рублевая монета имела массу 41,41 г, а в рублевой монете чистого серебра было 18 г. Таким образом, по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза, что как раз соответствовало ценам на платину в те годы.
За 17 лет было выпущено 1 372 000 трехрублевых монет, 17582 шестирублевых и 3303 двенадцатирублевых общей массой 14,7 тонны! Это – уникальный случай в мировой финансовой системе. Русские платиновые монеты 19 в. – большая редкость: цена 12-рублевой монеты превышает 5000 долларов.
Владельцы же рудников – Демидовы извлекали большую выгоду от продажи своей платины правительству. В 1840 было добыто уже 3,4 тонны драгоценного металла. Однако в 1845 по настоянию нового министра финансов Ф.П.Вронченко выпуск платиновых монет был прекращен, и все монеты были срочно изъяты из обращения. Причины этой панической меры называют разные. Говорят, что боялись подделки этих монет за границей (где платина была якобы дешевле) и их тайного ввоза в Россию. Однако, ни одной поддельной монеты среди изъятых из обращения не обнаружили. По другой версии, более правдоподобной, спрос на платину и ее цена в Европе выросли настолько, что металл в монетах стал дороже их номинала. Но тогда уже следовало бояться другого: тайного вывоза монет из России, их переплавки и продажи слитков. Интересно, что Майкл Фарадей на своей популярной лекции о платине, прочитанной 22 февраля 1861 показывал русские платиновые монеты; проанализировав их состав, он нашел, что в монетах содержится 97% платины, 1,2% иридия, 0,5% родия, 0,25% палладия, а также примеси меди и железа. Фарадей отдал должное российским мастерам, сумевшим отчеканить монеты из недостаточно очищенной и потому довольно хрупкой платины.
После прекращения чеканки монет из платины ее добыча резко (почти в 20 раз) упала, но затем вновь начала расти. И в 1915 на долю России приходилось 95% от общего количества платины, добываемой в мире (остальные 5% получала Колумбия). Однако в России она практически не находила спроса и почти вся шла на экспорт. Так, в 1867 Англия скупила весь запас платины в России – более 16 тонн. К концу 19 в. добыча платины в России достигла 4,5 тонн в год, а в настоящее время во всем мире ее добывается примерно 100 тонн в год. Кроме России, платина добывается в Южной Африке, Канаде, США.
До Первой мировой войны второй после России страной по масштабам добычи платины была Колумбия; с 1930-х ею стала Канада, а после Второй мировой войны – Южная Африка. Например, в 1952 в Колумбии было добыто всего 0,75 тонны платины, в США – 0,88 т, в Канаде 3,75 т, а в Южноафриканском Союзе – 7,2 т (в СССР данные по добыче платины, как и других стратегических материалов, были засекречены).
Примерно до середины 20 в. большая часть платины шла на ювелирные изделия. В настоящее время платина используется в основном в технических целях. Основная область применения платины и ее сплавов – автомобилестроение (катализаторы дожига выхлопных газов), электротехника (тугоплавкую и химически стойкую платиновую спираль или ленту в электропечах можно разогреть почти до белого каления), нефтехимический и органический синтез (получение бензинов с высоким октановым числом, разнообразные реакции гидрирования, изомеризации, циклизации, окисления органических соединений), синтез аммиака. Платина – конструкционный материал стекловаренных печей для производства высококачественного оптического стекла. Из платины и ее сплавов изготовлены фильеры для получения стекловолокна, высокотемпературные термопары и термометры сопротивления, электроды в электролизных аппаратах, лабораторная посуда и оборудование, кислото- и жароупорная аппаратура химических заводов.
Платина во всем мире используется в точных приборах. Из тонкой платиновой проволоки делают термометры сопротивления, по ним можно измерять температуру с высокой точностью и в очень широком интервале. Широко используются и термопары из платинородиевых сплавов, содержащих от 60 до 99% платины; они позволяют измерять температуру вплоть до 2000 К. А в Венгрии изобрели зажигалку с катализатором из тончайшей платиновой проволочки. Такая зажигалка дает острое устойчивое пламя, которое не боится ветра.
Масса платины во всех этих в этих изделиях невелика. Но есть производства, которые требуют больших количеств этого драгоценного металла. Например, на знаменитых чешских стекловаренных заводах расплавленную стекломассу в платиновом тигле перемешивают винтообразной мешалкой из платины. Несмотря на высокую стоимость, применение платинового оборудования оправдывает себя, так как позволяет получать высококачественные стекла для микроскопов, биноклей и других оптических приборов.
В 19 в. из сплава платины и иридия были изготовлены эталоны метра и килограмма, по образцу которых изготовлялись национальные эталоны разных стран (в настоящее время эталоном метра служит расстояние, проходимое светом в вакууме за определенное время). Первые эталоны метра и килограмма были изготовлены фирмой «Джонсон, Маттеи и К°» в Лондоне из сплава, содержащего 90% платины и 10% иридия, который обладает очень высокой твердостью. Эти эталоны были помещены в специальное хранилище в Международном бюро мер и весов во Франции. Эталон метра имел вид бруска длиной 102 см, имеющего в поперечном сечении форму буквы Х, вписанной в квадрат со стороной 2 см. На двух концах бруска на отполированных местах нанесены тончайшие штрихи, расстояние между которыми и было принято за эталон метра. А эталон килограмма из этого же сплава имел форму прямого цилиндра диаметром и высотой 3,9 см (платина – тяжелый металл!).
В течение длительного времени платина использовалась также для определения эталона силы света, испускаемого 1 см 2 поверхности расплавленной чистой платины при температуре ее затвердевания.
В небольшом количестве платина идет на изготовление очень красивых юбилейных и памятных монет, предназначенных для коллекционеров. В 1977–1980 из платины 999 пробы были изготовлены монеты номиналом 150 рублей, посвященные Олимпийским играм в Москве. Всего было изготовлено 14 7378 этих монет. Другие выпуски платиновых монет были скромнее. Например, в 1993 в России было отчеканено всего 750 таких монет, посвященных русскому балету. Платиновые монеты в конце 20 в. чеканились и в других странах, причем не в самых крупных – таких, как Гибралтар (британское владение), Заир, Лесото, Макао, Панама, Папуа – Новая Гвинея, Сингапур, Тонга.
Медики из штата Огайо (США) разработали новый метод анестезии, в котором платине отведена важная роль. С помощью платиновой пластинки спинной мозг оперируемого пациента соединяется с электрическим стимулятором. Посылая в нужный момент в мозг электрические сигналы, стимулятор блокирует болевые ощущения.
Кристаллы тетрацианоплатината бария Ba·4H 2 O (раньше его называли платиносинеродистым барием) имеют интересные свойства: под действием рентгеновского и радиоактивного излучения они ярко светятся желто-зеленым светом. Раньше экраны, покрытые составом из этого соединения, широко использовали в научных исследованиях; ими пользовались Конрад Рентген , Эрнст Резерфорд и многие другие знаменитые физики и химики
Мировое потребление платины (более 100 тонн в год) нередко превышает ее добычу. В таком случае оно покрывается за счет старых запасов, а также регенерации платины из отработавших свой ресурс катализаторов. Больше всего платины (десятки тонн в год) расходуется на катализаторы дожигания выхлопных газов автомобилей. Во многих странах большинство выпускаемых автомобилей снабжается такими каталитическими устройствами (в Швеции уже в 80-х число таких автомобилей приблизилось к 100%).
Очень много платины идет на украшения. Интересно, что львиную долю ювелирной платины потребляет сравнительно небольшая страна – Япония. В то же время химическая и нефтехимическая промышленность расходуют всего несколько процентов всей платины, примерно столько же – стекольная, чуть больше (около 6%) – электротехническая.
В некоторых странах платина, наряду с золотом, хранится в банках; для этой цели из нее отливают бруски массой 0,5 и 1 кг.
Цены на платину на мировом рынке колеблются, иногда вплотную приближаясь к ценам на золото (так было, например, в феврале 1988), а иногда заметно превышая их (например, 1 грамм золота в феврале 2003 стоил около 12 долларов, а платины – более 22!). Химиков же, в основном, интересуют цены на платину и ее соединения как реактивы для научных исследований. Цена же эта зависит от трех факторов: чистоты (например, судя по каталогу известной немецкой фирмы Fluka, грамм платиновой проволоки диаметром 1 мм стоит около 120 евро при чистоте 99,9%, и около 160 евро при чистоте 99,99%); формы выпуска (порошок, дробь, фольга, проволока, сетка и т.п.); приобретаемого количества (скидка при увеличении закупки; например, грамм платиновой фольги толщиной 0,5 мм и чистотой 99,99% при закупке 7 г обойдется вдвое дешевле, чем при закупке 2 г). В общем, очищенные металлы – реактивы, а также содержащие их химические соединения (например, ацетилацетонат платины (II), оксид платины (IV), гексахлороплатинат (IV) аммония и др.) стоят значительно дороже «валютной» платины.
Илья Леенсон
