プラチナ：特性と用途

自然界に存在する物質は、物語にとって尽きることのないテーマです。さらに、それらのすべてが同じようによく知られているわけではありません。少なくとも一般的な開発では、プラチナに関連する主なポイント、その特性、およびアプリケーションの特徴を見つけることが不可欠です。

数十年前に学校を卒業した人は、プラチナはメンデレーエフの元素の周期表の第8グループの二次サブグループの金属であると自信を持って言うでしょう.ただし、この分類は時代遅れであり、 プラチナは現在、元素の第10グループに分類されています.

この金属が自然界でどのように見えるかを言うことは不可能です。実際、純粋な形では、人工的にしか入手できません。プラチナ鉱石は主物質の小さな内包物しかありません。 物理的な観点からは、それらは Pt と以下の同形混合物です。

• 銅;
• 鉄;
• ニッケル;
• 銀;
• さまざまな白金族金属。

プラチナ鉱石はどこにでも分散した状態で存在します。それらのほとんどは新世界に集中しています。それが理由です プラチナ発見の栄誉は古代インディアンのもの.彼らがこの金属を採掘し始めた正確な時期は、専門家でさえ知りません。しかし、ヨーロッパ人がプラチナを発見した後、経済におけるプラチナの役割はかなり否定的であることが判明しました.

1735 年にスペインが、以前に採掘されたプラチナの首都への輸入を禁止することを決定したのも不思議ではありません。 コロンビアで再び採掘されたものは、銀から慎重に分離され、川に氾濫するように命じられました.そして、彼らが以前にスペイン自体に輸入することができたものはすべて、厳粛な式典で海に沈められました.

しかし、反対にマドリッドがプラチナ原料の輸入の増加に着手してから半世紀も経っていないことは興味深いことです。その後、他の貴金属から硬貨を偽造するために全国規模で使用されるようになりました。 さまざまな情報源によると、1820 年までにヨーロッパには 3 ～ 7 トンのプラチナがありました。 メートルとキログラムの基準がフランスで作られたのはそれからでした。しかし、彼女はまだ長い間深刻なアプリケーションを持っていませんでした.

純プラチナの比重は1立方メートルあたり21.45gです。参照 摂氏約1768度の温度で溶けます。沸騰 (蒸発) は 3825 度で発生します。それはまさにそのような温度特性であり、長い間純粋な金属を分離することはできず、ましてやその使用を確立することはできませんでした。また、プラチナは金や銀に比べて硬く、加工がかなり難しいです。

この金属は可鍛性と延性があります。 その引張強度は非常に印象的です。

次の場合にのみ溶解します。

• ロイヤルウォッカ;
• 液体臭素;
• 加熱した硫酸（ただし非常にゆっくり）。

したがって、銀や金と区別するために磁石に持ち込むことは意味がありません。純粋なプラチナジュエリーは存在しないことを理解する必要があります.それらはさまざまな濃度の鉄とニッケルを含むことができ、これらの不純物だけが磁石に非常に反応します.

不思議です 小宇宙では、プラチナは磁気特性を持っている可能性があります。 実験の物理学者は、金属の原子層の近くでそれらを検出することができました。オープンは2018年に発表されました。物質に強磁性特性を与えるには、研究の過程で特別に作成された新しい種類の物質であるイオン液体を使用する必要がありました。プラチナの色は、本来銀白色に塗装されています。ダークグレーのサンプルも時々あります。

地球の腸からプラチナ鉱石を抽出することは重要です。これを行うにはいくつかの方法があります。

南アメリカでプラチナ鉱床が最初に発見されたにもかかわらず、21 世紀の世界最大の鉱床はアフリカにあります。正確には、南アフリカで。 Bushveld コンプレックス - 白金族金属の巨大な蓄積。火山活動の結果として、20 億年前に出現したと一般に認められています。 南アフリカのフィールドの形状は、直径 370 km の「プレート」に似ています。複合体は、内側に向けられたいくつかの地平線で構成されています。

同時に、3 つの地平線のうち 2 つの層の堆積物の厚さはわずか約 1 m です。 現在活発に開発されている地平線「Platrif」は、さまざまな場所で 5 ～ 90 m の厚さを持っています。 露天掘りで採掘されます。複合施設は 1924 年にオープンしました。採掘されたプラチナの 3/4 がここから世界市場に送られます。

しかし今日でも、私たちの祖国はプラチナ鉱石の採掘における主要国のリストに含まれています。確かに、南アフリカに5.8倍遅れて、すでに2位になっています。ロシアからは、貴金属も輸出用に送られます。世界ランキングの 3 番目のラインはジンバブエが占めており、プラチナの採掘量は約 3 分の 1 (9 トン) です。

また、プラチナも採掘されています。

• 米国 (6000 kg);
• カナダ (約 5000 kg);
• その他の州（合わせて6100kg）。

この金属は、露天掘りと鉱山の両方で抽出できます。採石場は、主に二次的な砂金が見つかる場所にあります。これらの場所では、最初の堆積物を機械的に破壊した後にプラチナが堆積しました。しかし 地質学者は、そのほとんどがニッケル鉱の地下層に集中していることを長い間発見してきました. 鉱山の生産は、他の金属鉱物の作業とほとんど変わりません。注目に値するのは、手作業のかなりの部分だけです。

濃縮後、その濃度は3桁上昇します。 Bushveld コンプレックスでは、最終的に 1 kg のプラチナを採掘するには (技術的な損失を考慮すると)、500 ～ 1500 kg の鉱石を持ち上げる必要があります。 次に、半製品は冶金炉と特別なコンバーターの洗浄で処理されます。しかし、最終的な結果は、金属の濃度が 99.5% になる精製後にのみ達成されます。

プラチナは金よりも強いという点で優れています。 したがって、プラチナ製品の耐用年数は著しく長くなります。それらをスクラッチすることははるかに困難です。その結果、これらのタイプのジュエリー (およびそれだけでなく) のアイテムは、修理される可能性が低くなります。プラチナの「熟成」は、ゴールドとはさらに異なります。

彼女は、緑青のおかげで、つや消しの光沢のある灰色を獲得します。多くの所有者は、この影響を取り除き、ジュエリーを磨こうとしています。他の人によると 緑青は貴金属をより価値のあるものにしますが、少なくともより興味深いものにします。 生で見ないと正しい判断は出来ません。ホワイトゴールドのロジウム層は徐々に剥がれ、より黄色くなります。

それらも徐々に色あせていくので、体系的に掃除する必要があります。結局 銀は反応性があり、必然的に最も一般的な物質、さらには大気中の酸素と反応します. しかし、プラチナを支持するこのすべての違いは、金よりも入手しにくく、銀よりもはるかに入手しにくいという事実によって覆い隠されています.

タングステンはプラチナに似ています。 しかし、タングステン製品の強度も優れていますが、はるかに安価です。問題は、タングステンは加工がはるかに難しく、通常の形状になることです。 21世紀の技術をもってしても、タングステンの指輪を作り直してサイズを調整するのは容易なことではありません。チタンの模造品を使用する場合も同じ問題が発生します。

プラチナ合金にはかなりの種類があります。 ジュエリーは主に、95% の純度のプラチナを含む 950 金属で作られています。 900番目の合金を見つけることもあります。その明らかな欠点は、彩度が高すぎず、表現力のない輝きではありません。したがって、審美的な面では、950番目の金属に大きく負けます。

白金とイリジウムの合金が広く普及しています。 この 2 番目のコンポーネントが多ければ多いほど、接続は難治性になります。白金イリジウム合金の結晶化間隔は比較的狭いです。物質の硬度と強度も大幅に増加します。

さまざまな目的で、プラチナは次のものと合金化することもできます。

• 銅;
• ルテニウム;
• パラジウム;
• ニッケル;
• ロジウム。

産業界では非常に多くのプラチナが使用されています。技術者は、この金属が消耗することなくさまざまな化学反応を加速する特性を高く評価しています。現在では、主に歯科補綴物のために医療で使用されることがあります。 前世紀の中頃にはすでに、この用途は全プラチナ採掘量の数パーセントを占めていました。 この数は徐々に増加しています。

また、硝酸の製造にも広く使用されています（アンモニアの酸化剤として）。 確かに、この場合、純粋な金属ではなく、プラチナ - ロジウム合金がより頻繁に使用されます。この選択の理由は、技術者のみが関心を持つものであり、この記事の範囲を超えています。別の貴金属は、硫酸の製造、炭化水素の水素化、アセチレン、ケトンに使用されます。

しかし プラチナは、石油精製業界でも広く使用されています。 ガソリンの生成を促進する優れた触媒です。蒸留塔には、よく考えられるようなメッシュではなく、白金の粉末を細かく分散させたものを入れます。モリブデンやバナジウムよりも耐久性があります。また、プラチナを支持することは、効率の向上によって証明されます。

白金は電気炉の抵抗接点に使用できます。 他の多くの電気接点でそれを満たすことができます。

コンパクトさと巨大な性能を兼ね備えた磁石を作成するには、白金-コバルト合金が必要です。

毎日、暗黙のうちに自分自身のために、多くのドライバーがプラチナを使用しています。 自動車では、主に触媒に含まれています。この金属は、排気ガスの毒性を軽減するのに役立ち、それによって都市大気の状態を改善します。触媒のプラチナ コーティングは、モノリシック セラミック エレメントに適用されます。

医学に戻ると、ユニークな手術器具がプラチナに基づいて作られていることは注目に値します。 特別な試薬を消費することなく、アルコールバーナーで消毒できます。歯科医は、プラチナの薄い層が吹き付けられた器具を好んで使用します。白金イリジウム電極は、心臓活動のリズムを制御したり、聴覚障害の場合の補綴物にも使用されます。

しかし、他の分野での「ホワイトメタル」の役割は言うまでもありません。

そう、 それはガラス産業で非常に需要があります.むしろ、窓ガラスではなく、高品質の光学ガラスです。ロジウムとプラチナの混合物は、厚さ 1 mm 未満のグラスファイバー ダイの作成に役立ちます。ガラス炉内で発生する1400〜1500度の温度で、何千時間も適切に機能します。

ほぼ莫大な費用がかかるエリート チェコ ガラスは、プラチナるつぼの中で作られています。

もちろん、化学産業は、熱や最も腐食性の試薬に非常に耐性のある物質を通過することはできませんでした.その中で、特にクリーン産業向けの、研究および専門研究所用のるつぼやその他の器具はプラチナで作られています。

はい、正確に Ptに基づいて、半導体結晶の作成に使用されるいくつかのデバイスを作成しますの。それらの内部でのみ、不純物の濃度が100万分の1原子未満になるような条件を作り出すことができます。プラチナるつぼでも結晶が生成されます。これは、レーザーの作成や低電流電気工学の接点に必要です。

この金属は次の目的で使用されます。

• レーザー内部で使用されるミラー。
• フッ化水素酸および過塩素酸を製造するためのレトルト;
• 電気めっき装置用の不溶性陽極。
• 抵抗温度計;
• マイクロ波機器の個々の部品;
• ある種の腫瘍性疾患を抑制する薬;
• 硬貨、記章、勲章、注文書の製造。
• ビタミンやその他の薬理学的製剤が合成される装置。

最初から、価格に焦点を合わせる必要があります。 同じサンプルのプラチナは、金よりも少なくとも3倍高価になります.さらに、彼女と仕事をしている宝石商はそれほど多くありません。これらの巨匠の大多数は西ヨーロッパで働いています。そこから装飾に集中することをお勧めします。ただし、値札や売り手の言葉を信用せず、公式の証明書を要求してください。

コバルトとルテニウムの添加剤により、製品の耐用年数を延ばすことができます。 イリジウムを添加したジュエリーは傷がつきやすくなりますが、お金を節約できます。サンプルは、主に財務能力を考慮して選択する必要があります。

さらにいくつかのヒント:

• プラチナは宝石と視覚的に組み合わされています。
• 最善の選択肢 (資金が利用可能な場合) は、ダイヤモンドと組み合わせることです。
• 挿入された石は、一般的な概念に準拠する必要があります。
• 刻まれた碑文や絵はすぐに時代遅れになる可能性があります。
• もちろん、地下道の真ん中にある最初のアウトレットやキオスクではなく、公式の宝石店に連絡する必要があります。

ここには特定の要件はありません。クリーニングは通常、プラチナ用の特別な準備を使用して実行されます。ほとんどの宝石店で購入できます。 一部の人々は、不飽和石鹸溶液または高度に希釈されたアンモニアを使用しています. 液体の食器用洗剤も使用されることがあります。ただし、石鹸やジェルは、特有の輝きを失う原因になると考えられています。

これは、特別な機器を使用して経験豊富な宝石商によってのみ実行されます。 プラチナ製品は、他の金属製のジュエリーとは別に保管する必要があります。これにより、硬い物体に触れたときに変形するのを防ぎます。

プラチナの高い価値は、独自の特性だけでなく、その相対的な希少性にも起因しています。 堆積物 (および地球の地殻全体) でも、Pt の濃度は金の濃度の 30 分の 1 であると計算されています。 1828 年から 1845 年にかけて、わが国ではプラチナ コインが製造されました。額面は 3、6、12 ルーブルで、使用された金属の総量は 14 トンを超えました。プラチナが貴金属のカテゴリーに入ったのは 1751 年になってからで、ヨーロッパで知られるようになってから約 200 年が経過しました。

そしてわが国では、採掘の最初の 10 年間に、ウラル鉱床が発見される前の何世紀にもわたってアメリカ全土で採掘されたのと同じ量のプラチナが抽出されました。と 一般に（溶けた）最大のナゲットと、私たちの時代にもたらされた最大のナゲットの両方が発見されたのはロシアでした。 プラチナは、1735 年にイタリアの D. スカリガーがその不分解性を証明したときに、化学元素の地位を獲得しました。以前はそれが単純な物質であると信じられていました。

鉱石からの化学的に純粋なプラチナは、イギリスでわずか 68 年後に分離されました。金属の形では、完全に生物学的に中立です。ただし、個々の化合物 (主にフッ素) は生命を脅かす可能性があります。そして 1867 年には、ロシアのプラチナ在庫はすべて (売却のモラトリアムが解除された直後に) 英国によって購入されました。しかし 20 世紀初頭には、わが国は世界生産の少なくとも 90% を占めていました。 (アフリカ南部の素晴らしい埋蔵量は 1920 年代半ばにしか発見されなかったからです)。

したがって、1918 年 5 月にプラチナ研究のための特別研究所が設立されたことは驚くべきことではありません。現在は、一般無機化学研究所の一部となっています。 別の白金含有鉱物には、アンチモン、ヒ素、または硫黄も含まれていますが、それらは金属との化合物よりも一般的ではありません. したがって、クラスノヤルスク地方北部で採掘される鉱物ノリルスカイトには、25% の鉄と 26% のニッケルが含まれています。プラチナの工業生産の段階の1つで、砂糖溶液を使用できるのは興味深いことです。

そして、この金属の名前は非常に多様です。「腐った金」と「カエルの金」の両方と呼ばれています。その小さな結晶は立方体の形をしています。 19世紀前半、わが国ではプラチナで樽のリングやフープが作られていました。 電気伝導度の点では、この金属は銅、アルミニウム、銀よりも劣っています。プラチナは、200 度以上の温度でのみ大気中の酸素で酸化し始めます。

プラチナとその特性の詳細については、ビデオをご覧ください。