Температура плавления сплавов платины

Платина — это Золушка в мире металлов. В самородном состоянии она выглядела, как чумазое серебро, попадалась испанцам, прибывшим в Новый Свет с Колумбом, чтобы разбогатеть. Золотые россыпи Колумбии содержали и «грязное серебро», которое старатели отбрасывали. Грязноватые на вид крупицы было сложно отделять от золота, плавились они с трудом, отделить от золота их было непросто…

Старатели, называвшие серебро «plata», грязно-серые кусочки металла называли «platina». Тогда благородный металл был «лягушачьим, гнилым серебром», просто серебришком.

История про фальшивомонетчиков и уральских охотников

Дешевое «серебришко» натолкнуло фальшивомонетчиков на отличную идею. Надоедливый металл добавляли в золото: цвет сплава не менялся, подделки были высокого качества.

Испанская корона, узнав о проделках мошенников, приказала топить «вредный металл». Натурально топить, в водах Атлантики — в Колумбии и Испании. Позже испанский двор решил сам подзаработать на «гнилом серебре» и добавлять его в монеты.

Печальная история «металлической Золушки» закончилась к XIX веку.

Ученые заинтересовались платиной, и обнаружили, что у нее есть «семья». Вместе с «главой» членов семьи пять. Это родий, иридий, рутений, палладий, осмий. Классификацию проводили ученые разных стран.

Интересно: уральские охотники, встречая платиновые россыпи, использовали зернышки металла вместо дроби. Это была самая дорогая дробь в мире.

Свойства физические и химические

Платина — благородный металл, блестящий, ковкий, серебристо-белого цвета.

Химические свойства металла.

Свойство	Показатели
Степени окисления	0, 2, 4
Ковалентный радиус	130 пикометров
Электроотрицательность	2,28 по шкале Полинга

Физические свойства:

• твердость 3,5 по Моосу;
• структура (кристаллическая решетка) гранецентрированная;
• плотность 21,1-21,45 г/см3;
• температура плавления 1768,3 °C.

Свойства атома
Название, символ, номер	Платина / Platinum (Pt), 78
Атомная масса (молярная масса)	195,084(9)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 4f14 5d9 6s1
Радиус атома	139 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	130 пм
Радиус иона	(+4e) 65 (+2e) 80 пм
Электроотрицательность	2,28 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Pt←Pt2+ 1,20 В
Степени окисления	4, 2, 0
Энергия ионизации (первый электрон)	868,1 (9,00) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	21,09-21,45[2][3] г/см³
Температура плавления	2041,4 K (1768,3 °C, 3214,9 °F)[2]
Температура кипения	4098 K (3825 °C, 6917 °F)[2]
Уд. теплота плавления	21,76 кДж/моль
Уд. теплота испарения	~470 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,85[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём	9,10 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированная
Параметры решётки	3,920 Å
Температура Дебая	230,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 71,6 Вт/(м·К)
Тепловое расширение	(25 °C) 8,8
Модуль Юнга	168 ГПа
Модуль сдвига	61 ГПа
Модуль объёмной упр.	230 ГПа
Коэффициент Пуассона	0,38
Твёрдость Мооса	3,5
Твёрдость Виккерса	549 МПа
Твёрдость Бринелля	392 МПа
Номер CAS	7440-06-4

Рекомендуем: ВИСМУТ — радиоактивный и безопасный

Этот драгоценный металл практически не поддается ржавчине. При нормальных условиях медленно реагирует с «царской водкой», при нагреве — дайте время — растворится в серной кислоте и жидком броме. Другие кислоты (неорганические, органические) на платину не действуют.

Сейчас платина по достоинству оценена, ее называют «королевой металлов».

Как происходит переработка платинового сырья

Металл очищается механически от инородных веществ. Затем наступает этап химической очистки, которая направлена на качественное улучшение и повышает свойства металла методом химической очистки от примесей.

На данном этапе очистки самородки нагреваются в крупных фарфоровых емкостях, куда добавляется царская водка. Этот процесс позволяет отделить неблагородные металлы, которые растворяются. Но выделяется также и неподдающийся растворению осадок с содержанием других элементов.

Осадки подвергаются фильтрации с последующей повторной обработкой царской водкой. Осмий и иридий, полученные в ходе этого процесса, в дальнейшем используются в промышленности, поэтому извлекаются из котлов.

В результате этих действий платина остается в двух комплексах:

Во второй комплекс вводится элемент под названием HCl. Именно он переводит (NO) 2[PtCl6] в первый комплекс. Так получается единый комплекс, в который входят палладий, осмий и иридий, относящиеся к благородным металлам. Их необходимо перевести в соединения (Ir3+, Pd2+), на которые не может влиять хлористый аммоний, чтобы элементы не выпали в осадок. Далее раствор изменяется прогревом с серной и щавелевой кислотами.

После ввода хлор-аммония платина попадает в осадок в виде гранул золотого цвета. Платина при этом остается в растворе. Извлеченный металл затем очищается нашатырем и просушивается.

Только после такого длительного процесса очистки платина готова к плавке.

При какой температуре плавится

Температурой плавления платины считается °С — 1773,5, однако существуют рекомендации плавки отдельных видов:

Сплавы	Температура плавления	Пластичность	Удельный вес	Прочность
Pt850/ Ir	1800—1820 °C	15%	21,5	160 HV
Pt900/ Ir	1780—1800 °C	20%	21,5	110 HV
Pt950/ Ir	1780—1790 °C	30%	21,45	80 HV
Pt 900/ Co30/ Pd70	1730°C – 1740 °C	22%	20,4	120 HV
Pt850/ Pd	1730—1750 °C	76 HV
Pt900/ Pd	1740—1755 °C	22%	19,8	72 HV
Pt950/ Pd	1755—1765 °C	22%	19,8	68 HV
Pt950/ Co	1780—1765 °C	20%	20,8	135 HV
Pt960/ Cu	1725—1745 °C	29%	20,0	108 HV
Pt950/ Co/ Cu	1750—1760 °C	22%	20,1	120 HV
Pt950/ 15In/ 30Ga	1550—1625 °C	26%	20,22	200 HV
Pt950/ Ru	1780—1795 °C	34%	20,7

Земной и звездный роддом платины

Главные платиновые месторождения находятся в странах:

• Зимбабве;
• США;
• ЮАР;
• Китай;
• Россия.

Это примерно 90% мирового запаса (по расчетам некоторых аналитиков). Другие отдают те же 90% платины в природе одним южноафриканским месторождениям. Такая странная «аналитика» показывает, что недра Земли разведаны приблизительно.

Мелкие месторождения есть в Южной Америке, Канаде и ряде стран.

Добываем платину

Об интересных и важных местах добычи «королевы металлов». Платину обнаруживают в россыпях, коренных ультраосновных породах.

Процесс образования благородного металла происходил не только на Земле. Начинкой некоторых астероидов, падавших на Землю, были платиноиды.

Южно-Африканская Республика

Самая большая на земле «корзина» с платиной и платиноидами находится в ЮАР. Это Бушвельдский комплекс. Он похож на блюдце диаметром около 370 км. От краев блюдца к центру протягиваются горизонты (рифы), линзы, платиновые жилы. Их толщина от 1 до 90 метров; некоторые рифы разрабатываются открытым способом.

Здесь добывают ¾ всей платины.

Россия

У нас на Урале были богатейшие россыпные месторождения. С 1828 года страна чеканила платиновые монеты номиналом в 3, 6 и 12 рублей. Для монет использовался самородный металл, не очищенный от сопутствующих металлов. Монеты чеканили всего 17 лет, затем их стали изымать из обращения.

Через 100 лет уральские месторождения истощились.

Сейчас добыча «серебришка» ведется на Таймыре, на Кольском полуострове, в Хабаровском и Красноярском краях.

Канада

В центральном Онтарио ведется добыча никеля, палладия, а платина — «приз» добытчикам. Кстати, скорее всего, платиноиды тут внеземного происхождения. Когда-то тут упал огромный метеорит.

На шахте Lac des Iles в западном Онтарио способ добычи металлов платиновой группы — открытый. Недавно тут открыли подземный рудник, где содержание благородных платиноидов больше.

США

Здесь всего два рудника, оба в штате Монтана. Однако руда богатая, содержание платиноидов около 20 грамм на тонну руды.

В 2015 году близенько к Земле пролетел небольшой (диаметр менее километра) астероид. От массы других небесных тел отличается «начинкой». Ядро небесного камешка, как выяснили астрономы, состоит из платины, золота и других привлекательных металлов. Жалко, не поймали…

Рекомендуем: ИРИДИЙ — подарок из космоса

Платина для человека

В сферу применения драгоценного металла входят нефтеперерабатывающая промышленность. Тут не обойтись без катализаторов, содержащих платину. Сюда уходит львиная доля (около половины добываемого благородного металла). Химическая промышленность использует благородный металл в производстве азотной кислоты.

Платина незаменима в радиотехнике, электротехнике, телемеханике, точном приборостроении.

Используют «серебришко» в медицине. Здесь из сплавов платины делают хирургические инструменты. Существуют методики лечения онкологических заболеваний с помощью цис-изомеров, производных двухвалентной платины.

Активность партии зеленых привела к росту потребления «королевы металлов» в автомобилестроении. Ужесточение норм по вредным выбросам в атмосферу привело к оснащению автомобилей автокатализаторами.

Из сплава платины с иридием изготовлен российский эталон килограмма.

Познавательно: в полиции и казино используют зеркала с платиновым покрытием. С освещенной стороны оно работает, как заурядное зеркало, с теневой — прозрачно, как стекло.

Плавление платины в домашних условиях

Если возникла такая ситуация, когда нужно переплавить платину в домашних условиях, предварительно нужно ознакомиться с данным процессом. Перед процедурой подготавливают необходимые инструменты и материалы. Плавить платину можно с помощью самодельных газовых горелок с использованием кислородных баллонов. Также используют для этих целей сварочный аппарат. В качестве емкости берут фарфоровый тигель.

Подготавливают шихту таким же образом, как и в промышленных условиях. Сам процесс плавки выполняется следующим образом.

1. Платиновый сплав помещается в тигель и нагревается газовой горелкой или другими самодельными приспособлениями до достижения необходимой температуры.
2. Вид отлитого металла зависит от созданной формы и личных предпочтений.
3. После плавления платина должна полностью остыть.
4. Готовое изделие вынимается из формы с помощью инструментов и с соблюдением необходимых мер осторожности.

Как видите, плавить платину самостоятельно можно, хотя конечный результат во многом зависит от умений мастера, качества материалов и знания технологии. Получить чистый продукт без примесей без специального оборудования практически невозможно, т.к. все способы плавки не идеальны. Если нужен чистый металл, лучше обратиться к специалистам.

Украшения из платины

Платиновые украшения не слишком популярны в России. Скорее всего, дело в привычке, в убеждении, что «хочешь выглядеть богато — носи золото». К тому же цена на этот благородный металл «кусается». 1 грамм стоит от 5500 до 7500 рублей (цена в немалой степени зависит от аппетитов продавца).

С Запада в Россию приходит мода на украшения, докатилась до нас мода на изделия из платины. Фирма Картье давно работает с драгоценным металлом. Вставки в платиновые серьги, кольца, колье часто делают из бриллиантов. Родниковая прозрачность, холодный огонь камня изумительно подходит к бесстрастной чистоте и белизне платины. Хороши в обрамлении элегантного металла бесцветные или белые камни.

• Преимущества платиновой оправы в коррозионной стойкости, твердости, красоте, дорогом и респектабельном виде.
• Недостаток один, но существенный. Платина далеко не демократичный металл, купить украшение из драгоценного металла сможет далеко не каждый.

Сплавы платины для ювелирных изделий

В украшениях используются сплавы платины с различными металлами. Это кобальт, медь, вольфрам, иридий. Они добавляют полезные свойства сплаву: улучшают механические свойства, удлиняют срок службы изделий, придают мягкость.

В России приняты следующие пробы сплавов:

• 950 — самая популярная у ювелиров и потребителей;
• 900 — применяется реже 950-й; у нее слабее белый цвет и меньший блеск;
• 850 — в ювелирном производстве применяется не часто: блеск и белизна платины «убивается» серебром.

Чем заменить платину

Не на что купить украшение из платины, но очень хочется — купите украшение из белого золота. Иногда эти металлы путают.

Главное отличие платины от белого золото в том, что собственно платина в белом золоте отсутствует. Технически белое золото — это ювелирный сплав из золота с серебром, никелем или палладием.

Рекомендуем: ОЛОВО — разноликий металл

Последние исследования показывают, что более 10% людей страдают от аллергии на никель. В Европе использование никеля в ювелирных изделиях законодательно запрещено.

Познавательно: сплав золота с серебром человечество использовало очень давно. Сплав называли электр, электрум, упоминают о нем античные авторы Плиний, Гомер, Архимед. Первые монеты в истории человечества изготовлены были из электрума. Было это в Лидии, очень давно, в VII веке до нашей эры.

Можно ли расплавить платину в домашних условиях

Интересно, есть ли возможность плавки платины в домашних условиях — сразу оговорюсь, что приступать к таким действиям следует в том случае, если вы разбираетесь в теме! Методы самостоятельного плавления кустарны и порой небезопасны.

Получить чистый продукт без примесей в таких условиях практически невозможно, все способы плавки не идеальны. Лучше обратиться за помощью к специалисту.

Необходимое оборудование и материалы

Некоторые любители плавят платину с помощью собранных своими руками газовых горелок с использованием кислородных баллонов, кто-то делает это сварочным аппаратом. Необходим также фарфоровый тигель (горшочек для нагрева).

Подготовка шихты

В целом процесс подготовки не отличается от промышленного, разумеется, в рамках ваших возможностей, которые в условиях дома крайне ограничены.

Процесс плавки

Сплав помещается в тигель и накаляется газовой горелкой, сварочным инвертором или другими самодельными приспособлениями до достижения необходимой температуры.

Получение отливок

Отлитый металл бывает разного вида в зависимости от созданной формочки. Тут играют роль ваши предпочтения. Главное — дать платине остыть и пользоваться инструментами предосторожности.

Ухаживаем за платиновыми украшениями

В уход за ювелирным изделием входят:

• чистка у профессионала (особенно, если в украшении есть драгоценные камни);
• проверка хорошей фиксации камней в изделии;
• в отличие от вас ювелирным украшениям не приносят пользы косметические средства и бытовая химия;
• осматривайте украшение на предмет трещин, царапин, сколов. Обнаружили ущерб — бегите к ювелиру.

Храните украшения в отдельных футлярах, коробочках, мешочках. Так изделия из разных металлов и камней (с разной твердостью) не поцарапают одно другое.

Мойте серьги, кольца мыльным нейтральным раствором с помощью мягкой щетки. Цепочки кладите в стаканчик, заливайте мыльным раствором и поболтайте содержимое.

Затем ополосните изделие под проточной водой и высушите.