Платина

В Старом Свете платина не была известна до середины XVI века, однако цивилизации Анд (инки и чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён. Первыми европейцами, познакомившимися с платиной в середине XVI века, были конкистадоры. Считается, что первым в литературе упомянул о платине Скалигер в опубликованной в 1557 году книге «Экзотерические упражнения в 15 книгах», где он, полемизируя с Кардано о понятии «металл», рассказал о некоем веществе из Гондураса, которое нельзя расплавить. Вероятно, этим веществом и была платина[4][5].

В 1735 году испанский король издаёт указ, повелевающий платину впредь в Испанию не ввозить. При разработке россыпей в Колумбии повелевалось тщательно отделять её от золота и топить под надзором королевских чиновников в глубоких местах речки Рио-дель-Пинто (приток реки Сан-Хуан), которую стали именовать Платино-дель-Пинто. А ту платину, которая уже привезена в Испанию, повелевалось всенародно и торжественно утопить в море. Королевское распоряжение было отменено через 40 лет, когда мадридские власти приказали доставлять платину в Испанию, чтобы самим фальсифицировать золотые и серебряные монеты. В 1820 году в Европу было доставлено от 3 до 7 тонн платины. Здесь с нею познакомились алхимики, считавшие самым тяжёлым металлом золото. Необычайно плотная платина оказалась тяжелее золота, поэтому алхимики посчитали её непригодным металлом и наделили адскими чертами. Некоторое применение платина нашла позже во Франции, когда из неё был изготовлен эталон метра, а позже эталон килограмма[6].

Согласно некоторым источникам, испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа в 1744 году привёз образцы платины в Лондон[7]^:210, он поместил описание платины в своём отчёте о путешествии в Южную Америку, опубликованном в 1748 году[8]. В 1789 А. Лавуазье включил платину в список простых веществ[7]^:210[9]. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 году.

В России ещё в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале, был обнаружен «новый сибирский металл», который сначала называли белым золотом. Платина встречалась на Верх-Исетских, а затем и на Невьянских и Билимбаевских приисках. Богатые россыпи платины были открыты во второй половине 1824 года, а на следующий год в России началась её добыча[10]. В 1826 году П. Г. Соболевский и В. В. Любарский изобрели метод выработки ковкой платины с помощью прессования и последующей выдержки в раскалённом добела состоянии[7]^:210[11].

Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке (на территории современной Колумбии) с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata). Слово буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. В настоящее время её стоимость относительно серебра выше примерно в 42 раза.

Платиново-палладиевая порода, шахта Стиллуотер (штат Монтана, США)

Серный серпентинтит (платино-палладиевая руда), Джонс-Мэнвиль Риф

Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы), менее богаты рассыпные месторождения платины, которые разведываются, в основном, способом шлихового опробования.

Производство платины в виде порошка началось в 1805 году английским учёным У. Х. Волластоном из южноамериканской руды.

Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, 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 гексахлороплатинат(IV) аммония (NH₄)₂PtCl₆. Высушенный осадок прокаливают при 800—1000 °C:

${\displaystyle {\mathsf {3(NH_{4})_{2}[PtCl_{6}]\xrightarrow {T} \ 2N_{2}\uparrow +2NH_{3}\uparrow +18HCl+3Pt}}.}$

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 растворов солей платины химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 2041,4 K (1768,3 °C) и 4098 K (3825 °C)[2] соответственно, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм·м (при 0 °C). Платина — один из самых тяжёлых (плотность 21,09—21,45 г/см³[2][3]; атомная плотность 6,62⋅10²² ат/см³) металлов. Твёрдость по Бринеллю — 50 кгс/мм² (по Моосу 3,5[13]).

Кристаллическая решётка кубическая гранецентрированная, а = 0,392 нм, Z = 4, пространственная группа Fm3m[3].

Платина устойчива к вакууму и может применяться в космической технике[14].

Растворение платины в горячей царской водке

По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет бо́льшую химическую устойчивость. При комнатной температуре реагирует с царской водкой с образованием бесцветного оксида азота (II) и оранжево-жёлтого гексахлороплатината(IV) водорода:

${\displaystyle {\mathsf {3Pt+4HNO_{3}+18HCl\rightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\uparrow +8H_{2}O}}.}$

Платина медленно растворяется в горячей концентрированной серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):

${\displaystyle {\mathsf {Pt+2Cl_{2}+2NaCl\rightarrow Na_{2}[PtCl_{6}]}}.}$

При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объём поглощаемого водорода и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: чёрный PtO, коричневый PtO₂, красновато-коричневый PtO₃, а также Pt₂O₃ и смешанный Pt₃O₄, в котором платина проявляет степени окисления II и IV.

Для платины известны гидроксиды Pt(OH)₂ и Pt(OH)₄. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлороплатинатов, например:

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}[PtCl_{4}]+2NaOH\rightarrow 4NaCl+Pt(OH)_{2}\downarrow }},}$

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}[PtCl_{6}]+4NaOH\rightarrow 6NaCl+Pt(OH)_{4}\downarrow }}.}$

Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства:

${\displaystyle {\mathsf {Pt(OH)_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}[Pt(OH)_{4}]}},}$

${\displaystyle {\mathsf {Pt(OH)_{2}+4HBr\rightarrow H_{2}[PtBr_{4}]+2H_{2}O}},}$

${\displaystyle {\mathsf {Pt(OH)_{4}+2NaOH\rightarrow Na_{2}[Pt(OH)_{6}]}},}$

${\displaystyle {\mathsf {Pt(OH)_{4}+6HBr\rightarrow H_{2}[PtBr_{6}]+4H_{2}O}}.}$

Гексафторид платины PtF₆ является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений, способный окислить молекулы кислорода и ксенона:

${\displaystyle {\mathsf {O_{2}+PtF_{6}\rightarrow O_{2}^{+}[PtF_{6}]^{-}}}.}$

Соединение O₂⁺[PtF₆]⁻ (гексафтороплатинат(V) диоксигенила) летуче и разлагается водой на фтороплатинат(IV), небольшое количество гидратированного диоксида платины и кислород с примесью озона[15].

С помощью гексафторида платины, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона Xe[PtF₆].

C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF₆, приводящего к образованию Xe[PtF₆], началась химия инертных газов. PtF₆ получают фторированием платины при 1000 °C под давлением.

Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350—400 °C даёт фторид платины(IV):

${\displaystyle {\mathsf {Pt+2F_{2}\rightarrow PtF_{4}}}.}$

Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой.

Тетрахлорид платины 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 состава [PtX₄]^2- и [PtX₆]^2-. Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Реакционная способность

Монета 3 рубля, 1834

Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.

При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — со щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее активно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.

В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +6, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Для платины характерно 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 (1873−1922), первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.

1000 кубических сантиметров 99,9 % платины общей стоимостью 970 600 долларов США (в ценах на 14 июля 2012 года)[16]

Рост добычи шлихового золота и платины в России в XIX веке

Мировое производство платины (в тоннах/год) за последние десятилетия[17]

До 1748 г. платина добывалась и производилась только на территории Америки, а в Старом Свете не была известна.

Когда платину стали завозить в Европу, её цена была вдвое ниже серебра. Ювелиры очень быстро обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, а так как плотность платины выше, чем у золота, то незначительные добавки платины позволили изготавливать подделки, которые невозможно было отличить от золотых изделий. Такого рода подделки получили столь широкое распространение, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а оставшиеся запасы — утопить в море. Этот закон просуществовал до 1778 года. После отмены закона потребность в платине была небольшой, её использовали в основном для создания химического оборудования, приспособлений и в качестве катализаторов. Добываемой в Америке платины для этих целей было достаточно. Ни о каком значимом промышленном производстве говорить не приходилось.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 г. были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Россия почти сразу заняла первое место в мире по добыче этого металла. Только в 1828 году в России было добыто 1,5 т платины — больше, чем за 100 лет в Южной Америке. На Урале появились целые платинодобывающие районы, из которых наиболее важными в промышленном отношении стали Исовской и Тагильский[18].

К концу XIX века в Российской империи добывалось платины в 40 раз больше, чем во всех остальных странах мира. Причём представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, у одного из найденных на Урале самородков масса составляла 9,639 кг, впоследствии он был переплавлен[19].

К середине XIX в. в Англии и Франции были проведены обширные исследования по аффинажу платины. В 1859 году французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девиль впервые разработал промышленный способ получения слитков чистой платины. С этого времени почти вся добываемая на Урале платина скупалась английскими и французскими фирмами, в частности, «Джонсон, Маттей и К°». Позже к закупкам платины у Российской империи подключились американские и немецкие компании.

Даже после значительных зарубежных закупок большая часть добываемой Россией платины не находила достойного применения. Поэтому начиная с 1828 года, по предложению министра финансов Егора Канкрина, в Российской империи начали выпускать платиновые монеты номиналом 3, 6 и 12 рублей[20]. При этом 12-рублёвая платиновая монета имела массу 41,41 г, а в рублёвой серебряной монете было 18 г чистого серебра. То есть по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза. С 1828 по 1845 гг. было выпущено 1 372 000 трёхрублёвых монет, 17 582 шестирублёвых и 3303 двенадцатирублёвых общей массой 14,7 т. Основную выгоду от добычи получали владельцы рудников — Демидовы. Только в 1840 было добыто 3,4 т платины. В 1845 году, по настоянию нового министра финансов Фёдора Вронченко выпуск платиновых монет был прекращён, и все они были срочно изъяты из обращения. Основной версией столь поспешного шага считается повышение европейских цен на платину, в результате которого монеты стали стоить дороже номинала. После прекращения чеканки монет добыча платины в Российской империи упала в 20 раз. Все же к 1915 году на долю России приходилось 95 % от мировой добычи платины. Оставшиеся 5 % добычи осуществляла Колумбия. Причём почти вся российская платина поступала на экспорт. Например, в 1867 году Англия скупила весь запас российской платины — более 16 т.

К концу XIX в. Российская империя добывала 4,5 тонны платины в год.

До Первой мировой войны второй после Российской империи страной по объёмам добычи платины была Колумбия; с 1930-х гг. стала Канада, а после Второй мировой войны — Южная Африка.

В 1952 году Колумбия добыла 0,75 т платины, США — 0,88 т, Канада — 3,75 т, а Южно-Африканский Союз — 7,2 т. В СССР данные по добыче платины были засекречены.

В 2014 году в мире была добыта 161 т платины. Лидерами добычи были:

•  ЮАР — 110,0 т,
•  Россия — 25,0 т,
•  Зимбабве — 11,0 т,
•  Канада — 7,2 т,
•  США — 3,7 т[21].

В 2017 год рынок платины оценивался[22] в 27,4 млрд долл., главными поставщиками (экспортерами) выступили:

•  ЮАР — 9 млрд долл.,
•  Великобритания — 4,15 млрд долл.,
•  Россия — 4,09 млрд долл.,
•  Германия — 2,12 млрд долл.,
•  США — 1,68 млрд долл.

Лидером добычи платины в России является ГМК «Норильский никель».

Кроме того, на территории Хабаровского края располагается прииск Кондёр, который являлся крупнейшим в мире россыпным месторождением платины[23][24]; его разработку ведёт Артель старателей «Амур» (входит в Группу компаний «Русская платина»), по итогам 2011 года на прииске добыто около 3,7 тонны платины[25].

Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между ЮАР (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

По состоянию на 02.04.2021 цена платины составляет 2 975,82 руб/грамм или 92 558 руб/унция[26]. Цена платины в 1 полугодии 2021г была 1000-1100$\унция, спрос упал до 125тыс унций\полугодие. [27]

• По всей видимости, платина не играет ярко выраженной биологической роли в организме человека, как и все платиноиды.
• В металлическом виде платина нетоксична, однако некоторые соединения (например, гексафторид платины), очень ядовиты.

• Металлы платиновой группы
• Платиновая фотопечать

• Платина (неопр.). Популярная библиотека химических элементов. Дата обращения: 17 августа 2013.
• Платина (неопр.). Каталог минералов. Дата обращения: 17 августа 2013.
• Цены драгоценных металлов (неопр.). Bullion.ru. Дата обращения: 17 августа 2013. Архивировано 19 августа 2013 года.
• Динамика курса платины (неопр.). Дата обращения: 17 августа 2013.