پلاتين

اطلاعات اوليه
 

پلاتين، يکي از عناصر شيميايي جدول تناوبي است با علامت Pt و عدد اتمي 78، وزن اتمي 195/07، وزن مخصوص 21/45 گرم بر سانتي متر مکعب، سختي 3/5 در مقياس موس، سخت، قابل انعطاف، شکل پذير، قيمتي، مقاوم در برابر خوردگي، با نقطه جوش 3827 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 1772 درجه سانتي گراد.پلاتين در گروه 10 جدول تناوبي به عنوان فلز انتقالي Transition Metals و در دوره 6 قرار دارد.
پلاتين فلز انتقالي خاکستري مايل به سفيد است که هادي جريان الکتريسيته بوده،قابل انعطاف،سنگين و بسيار باارزش است و در مقابل خورده شدن و اکسيداسيون مقاوم بوده و در برخي از معادن مس و نيکل يافت مي شود.از پلاتين در جواهرات، تجهيزات آزمايشگاهي،اتصالات الکتريکي، دندانپزشکي و دستگاه ضد آلودگي در اتومبيل استفاده مي شود.ميزان مصرف ظاهري پلاتين در جهان در طي دوره 1995-2000 از 177 کيلوگرم در سال 1995 به 256 کيلوگرم در سال 1998 و 491 کيلوگرم در سال 2000 افزايش يافته است.

تاريخچه
 

پلاتين با منشأ طبيعي از مدت زمان طولاني شناخته شده و آلياژهاي پلاتين نيز از همان دوران ساخته شده اند.اگرچه اين فلز توسط هنديها، قبل از سرخپوستهاي کلمبيايي استفاده مي شده است، اما اولين اشاره به پلاتين در اروپا به سال 1557 در نوشته هاي انسان شناس ايتاليايي، جوليوس سزار اسکاليگر ديده مي شود که از آن به عنوان فلزي اسرارآميز که از معادن آمريکاي مرکزي بين پاناما و مکزيک استخراج شده، نام برده است و نيز افزوده:تاکنون حتي با هنرها و صنعت اسپانيايي ها هم غيرقابل ذوب است.
اسپانيايي ها زماني که اين فلز را در کلمبيا کشف کردند، نام اين فلز را Platina يا نقره کوچک ناميدند.اسپانيايي ها توجه نمودند که پلاتين يک ناخالصي ناخواسته در نقره ايجاد مي کند و زماني که نقره استخراج مي شود، اغلب پلاتين را دور مي ريختند.
پلاتين توسط آنتونيو د لولاي-ستاره شناس و دن سانتيسولا کشف شد.هر دوي آنها توسط پادشاه فيليپ پنجم به يک مأموريت جغرافيايي در پرو که از 1735 تا 1745 طول کشيد، رهسپار شدند.اگرچه پلاتين در انگلستان کاربرد پيدا کرد و حتي در جامعه سلطنتي نيز رسوخ کرد، اما از انتشار آن جلوگيري شد و تا سال 1748 به صورت يک فلز ناشناخته بود.
پلاتين در حال حاضر با ارزشتر و گرانتر از طلا مي باشد و از اين جهت جايزه هاي پلاتيني بهتر از جايزه هاي طلايي مي باشند.قيمت پلاتين بسته به فراوانيش تغيير مي کند، ولي معمولاً 8 برابر طلا ارزش دارد.براي مدتهاي طولاني تعريف استاندارد متر بر اساس فاصله بين دو علامت بر روي شمش پلاتين-ايريديوم که در سور(Sevres)نگهداري مي شد، تعيين شده بود.از اين فلز همچنين در تعريف الکترود استاندارد هيدروژني نيز استفاده مي شود.

پيدايش
 

پلاتين معمولاً به حالت خالص و يا در سنگ معدن اسپريليت(آرسنيد پلاتين PtAs2)که بزرگترين منبع اين فلز است، يافت مي شود.آلياژ طبيعي پلاتين و ايريديوم، پلاتينيريديوم نام دارد که در کوپريت معدني(سولفيد پلاتين، Pt S)يافت مي شود.
اين فلز معمولاً با مقدار کمي از ديگر فلزات خانواده پلاتين که در مواد آبرفتي در کلمبيا، اونتاريو و کوه هاي اورال و در برخي از ايالتهاي غربي آمريکا يافت مي شوند، همراه است.
پلاتين از نظر اقتصادي به عنوان محصول جانبي فرآوري سنگ معدن نيکل توليد مي شود.حجم عظيم سنگ معدن فرآوري شده نيکل، نشانگر اين است که حجم پلاتين تنها 2 در ميليون از اين سنگ معدن مي باشد.

خصوصيات قابل توجه
 

اين فلز در هنگامي که خالص باشد، بسيار زيبا و به رنگ نقره اي مايل به سفيد بوده، هادي جريان الکتريسيته و نرم و قابل انعطاف مي باشد.اين فلز در برابر خوردگي مقاوم است.ويژگي هاي کاتاليزوري فلزات گروه ششم از خانواده پلاتين بسيار برجسته و مهم مي باشد.(توجه داشته باشيد که هيدروژن و اکسيژن در مجاورت پلاتين منفجر مي شوند).دوام بالا و خاصيت ضد تيرگي پلاتين دليل استفاده از اين فلز در ساخت جواهرات ظريف و زيبا مي باشد.
ديگر ويژگي هاي ممتاز اين فلز، پايداري در برابر واکنشهاي شيميايي و دماهاي بالا و خاصيت پايدار الکتريکي مي باشد.از تمامي اين ويژگي ها در صنعت استفاده مي شود.پلاتين در مجاورت با هوا در هيچ درجه اي اکسيد نمي شود، اما توسط سيانيدها، هالوژنها، گوگرد و بازهاي قوي خورده مي شود.اين فلز در اسيد هيدروکلريک و اسيد نيتريک حل نمي شود، ولي به راحتي در محلول تيزاب سلطاني حل مي شود(اسيد کلروپلاتينيک را به وجود مي آورد).حالتهاي اکسيداسيون پلاتين +2، +3 و +4 مي باشند.

کاربردها
 

پلاتينيوم به طور گسترده در جواهرسازي، ساخت انواع سيم و در ساخت بوته آزمايشگاهي، در صنايع شيميايي، براي ساخت کوره هاي الکتريکي دماي بالا و توليد اسيد سولفوريک استفاده مي شود.پلاتينيوم اغلب به صورت کاتاليزورهاي شيميايي استفاده مي شود.
اين فلز مي تواند مقادير زيادي از گاز ئيدروژن را جذب کند و زماني که گرم شده مقداري از آن را آزاد کند و سپس در يک محيط ذخيره شده و براي استفاده به عنوان سوخت وسايط نقليه استفاده شود.
در صنعت شيميايي از مقدار کافي عناصر گروه پلاتين و يا آلياژ پلاتينيوم-روديوم با عنوان کاتاليزور استفاده مي شود.کاتاليزورهاي پلاتين در پالايشگاه نفت خام باعث توليد گازوئيل با اکتان بالا و مواد مرکب آروماتيک موردنياز در صنعت پيروشيمي مي شود.
از پلاتين خوب جدا شده به عنوان کاتاليزور استفاده مي شود.براي مثال در مبدلهاي کاتاليزوري خودروها و فرايندهاي صنعتي مختلف، مانند ساخت اسيدسولفوريک استفاده مي شود.
اين فلز مي تواند مقدار زيادي از گاز هيدروژن را جذب کرده، هنگامي که حرارت داده مي شود، آن را آزاد کند.از اين جهت به عنوان منبع ذخيره گاز در وسايل نقليه و در سلول سوختي مطالعه مي شود.
صنايع شيميايي از مقدار قابل توجهي پلاتين يا آلياژ پلاتين -راديوم به عنوان کاتاليزور و به شکل توري ريزبافت براي کاتاليز کردن اکسيداسيون آمونياک براي تهيه اکسيد نيتريک که ماده خام براي کودها و مواد منفجره مي باشد و اسيد نيتريک استفاده مي کنند.
پلاتين هاي کاتاليزوري در تصفيه نفت خام و بهسازي فرايند توليد بنزين اکتان بالا و همچنين ترکيبات معطر در صنعت پتروشيمي کاربرد دارند.
ضريب انبساط اين فلز برابر با شيشه هاي سيليکايي بوده و در ساخت الکترودهاي آب بندي شده در سيستمهاي شيشه اي کاربرد دارد.
آلياژ پلاتين و کبالت، خاصيت مغناطيسي عالي دارد.آلياژي که از 76% پلاتين و 23% کبالت تشکيل شده باشد، از نظر مغناطيسي بسيار قوي مي باشد.
آلياژ 90/10 پلاتين /اوسميوم براي ساخت دستگاه تنظيم کننده ضربان قلب، دريچه هاي جايگزين و ساير کاشه هاي جراحي استفاده مي شود.
اين فلز در پوشش کلاهکهاي دماغه موشکها و نازل سوخت موتور جت و ديگر وسايلي که مي بايست با ضريب اطمينان بالايي در حرارتهاي بالا و در تناوبهاي زمان طولاني کار کنند، کاربرد دارد.
سيمهاي پلاتيني، وقتي در معرض متيل الکل قرار مي گيرند، با رنگ قرمز تيره مي درخشند، درست همانند کاتاليزوري که الکل را به فرمالدئيد تبديل مي کند.اين پديده به صورت تجاري در ساخت فندک سيگار و دست گرم کن ها استفاده مي شود.
سيس پلاتين با فرمول PtCl2(NH3)2،دارويي است که در درمان انواع خاصي از سرطان ها که شامل سرطان خون(Lukemia)و سرطان بيضه مي شود، کاربرد دارد.

ايزوتوپها
 

پلاتين طبيعي از 5 ايزوتوپ پايدار و يک راديو ايزوتوپ Pt-190 که نيم عمر بسيار طولاني 6 ميليارد سال دارد، تشکيل شده است.ايزوتوپهاي راديواکتيوي زياد ديگري نيز براي اين عنصر وجود دارند که پايدارترين آنها Pt-193 بوده که نيمه عمر آن 50 سال مي باشد.

هشدارها
 

ترکيبات پلاتين به شدت سمي هستند، با اين حال، تمام ترکيبات اين فلز بدليل طبيعت غيرواکنشي خود براي سلامتي مسأله ساز نيست.

تأثيرات زيست محيطي
 

منابع آلودگي:
فرآوري عناصر گروه پلاتين مشکلات زيست محيطي مشابه فلزات پايه ايجاد مي کند.
پالايشگاهها

بيماري هاي ناشي از قرارگيري در معرض پلاتينيوم
 

عارضه هاي تنفسي و پوستي پلاتينوز Platinosis در انسان
برخي از ترکيبات عناصر گروه پلاتين مانند سولفات و يا نيترات پالاديوم مي تواند باعث انعقاد خون شود.

کاني هاي پلاتين
 

عناصر گروه پلاتين شامل 6 عنصر است که عبارتند از:
پلاتين Pt، پالاديوم Pd، اسميوم Os، ايريديم Ir، روديوم Ru و روتنيوم Rh
اين عناصر در ترکيب پوسته جامد زمين بسيار نادر هستند.فلزات گروه پلاتين به 2 دسته تقسيم مي شوند:
1.پالاديوم-روتنيوم و روديوم که از طلا سبکتر هستند و وزن مخصوص آنها بين 12/4-11/3 مي باشد.
2.پلاتين-ايريديوم و اسميوم که سنگين تر از طلا هستند و وزن مخصوص آنها بين 19-5/22 مي باشد.
پالاديوم از نظر فراواني نسبي تقريباً 2 برابر پلاتين و ساير فلزات اين گروه و به مقياس تقريبي 0/1 ترکيب پوسته جامد زمين را مي سازد.اين فلزات در پوسته جامد زمين در سنگ هاي قليايي همراه ترکيبات کروم و آهن(کروميت)و يا همراه با پيروتين هاي نيکل دار متمرکز مي شوند.
در فازهاي گرمايي نيز در برخي مواقع پالاديوم ظاهر مي شود.پلاتينيوم اغلب در يک حالت خالص و کانه اسپريليت(آرسينوپلاتينيوم PtAs2)يافت مي شود و يک منبع اصلي فلزي است.
عيار پلاتين در يک کانسار داراي ارزش اقتصادي بين 5-PPb10 است که تقريباً از اين نظر همانند کانسارهاي طلا مي باشند.
بخش اعظم فلزات گروه پلاتين در طبيعت به صورت آلياژهاي آنها يافت مي شوند، با اين حال، ترکيبات پلاتين و يا پالاديوم با گوگرد، آرسنيک، آنتيموان، بيسموت، مس، قلع و سرب کاني هاي ويژه پلاتين محسوب مي شود.

مهمترين کاني هاي پلاتين
 

اسپريليت PtAs
 

اسپريليت معمولاً مقدار کمي رديوم، آهن، پالاديوم و آنتيموان نيز در ترکيب خود دارد.اسپريليت فراوانترين کاني پلاتين است.سختي اين کاني بين 6 تا 7، وزن مخصوص برابر 10/6 و مقدار پلاتين آن 58 درصد است.

ژورسيت PtSb2
 

مقدار پلاتين ژورسيت 45 درصد است و تا امروز فقط در معادن پلاتين ترانسوال شناخته شده است.

کوپريت Pts
 

سختي کوپريت 5، وزن مخصوص برابر 9 و مقدار پلاتين آن 89 درصد است.

براگيت S(Pt, Pd, Ni)
 

مقدار پلاتين براگيت 59 درصد است.

لوريت RuS2
 

سختي لوريت بين 7/5، وزن مخصوص برابر 7 و مقدار روتنيوم آن 67 درصد است.

استيبيوپالادينيت PdSb3
 

سختي استيبيوپالادينيت 4/4، وزن مخصوص برابر 9/5 و مقدار پالاديوم آن 72/4 درصد است.

فروديت PdBi2
 

سختي فروديت 2/5، وزن مخصوص برابر 9/5 است و در سيستم کوبيک متبلور مي شود.

ميشنريت PdBi2
 

سختي ميشنريت 2/5، وزن مخصوص برابر 12/5 بوده و تا بحال فقط در معدن سودبوري پيدا شده است و در سيستم منوکلينيک متبلور مي شود.
منبع:اطلاعات علمي، شماره 9.