Platina: Het element

Het kostbare platina is als edelmetaal niet reactief en mede daardoor heeft het grote corrosieweerstand, ook bij hogere temperaturen. Het element verbindt zich dus niet snel met andere elementen. Het komt voor in het alluvial zand van bepaalde rivieren, en het is voor het eerst gebruikt door Zuid-Amerikaanse indianen ver voor de komst van de Europeanen. Pas in 1748 werd het onderzocht door wetenschappers. De naam is afgeleid van het Spaanse 'platina', wat 'zilver(en)' betekent.

Plaats van platina in het periodiek systeem

Platina is een scheikundig element met symbool Pt en atoomnummer 78. Het is een zwaar, buigzaam, kneedbaar, niet reactieve, kostbaar grijs-wit overgangsmetaal. Platinum hoort bij de platinagroep en is groep 10 van het periodiek systeem der elementen. Het heeft zes natuurlijke isotopen. Het is een van de zeldzaamste elementen in de aardkorst.

Algemene eigenschappen van platina

Chemische eigenschappen van platina

Fysische eigenschappen van platina

Mechanische eigenschappen van platina

Isotopen van platina

Platinum heeft zes natuurlijk voorkomende isotopen: 190Pt, 192Pt, 194Pt, 195Pt, 196Pt en 198Pt. De meest voorkomende is 195Pt.

190Pt vervalt door een combinatie van bèta- en alfa verval.
188Pt, 191Pt en 193Pt vervallen door electron capture.
190Pt en 198Pt vervallen door dubbel beta-verval en is de minst voorkomende.

Van in de natuur voorkomende isotopen is alleen 190Pt instabiel, hoewel het vervalt met een halfwaardetijd van 6,5 x 10↑11 jaar.
198Pt halveringstijd is 3,2 × 10↑14 jaar, en kan daarom als stabiel beschouwd worden.

Platinum heeft naast de zes natuurlijke nog 31 synthetische isotopen. De minst stabiele van deze synthetische isotopen is 166Pt heeft een halveringstijd van 300 microseconden, de meest stabiele is 193Pt met een halveringstijd van 50 jaar.

De stabielste isotopen van platina

Kenmerkende eigenschappen van platina

• Zuiver platina is een glanzend, kneedbaar, en buigzaam, zilver-wit metaal. Het is taaier dan goud, zilver en koper. Het metaal heeft een uitstekende weerstand tegen corrosie, ook bij hogere temperaturen. Het reageert met halogenen, cyaniden, zwavel en caustic alkali (KOH en NaOH).
• Platina is onoplosbaar in zoutzuur en salpeterzuur, maar platina lost op in warm koningswater tot chloorplatinazuur.
• De fysische eigenschappen en chemische stabiliteit maakt hem geschikt voor industriële toepassingen.
• De corrosievastheid, slijtvastheid en metallische glans maakt platina bij uitstek geschikt voor zeer duurzame juwelen.
• De meest voorkomende oxidatietoestanden van platina zijn +2 en +4. De oxidatie toestanden +1 en +3 komen minder vaak voor.
• Als zwak zuur heeft platina grote affiniteit voor zwavel, zoals dimethyl sulfoxide (DMSO); er zijn vele DMSO complexen gerealiseerd.

Het voorkomen van platina op aarde

In nikkel en koper vindplaatsen komt de platinagroep metalen voor als sulfiden (bijv. (Pt, Pd) S), telluriden (bijv. PtBiTe), antimonides (PdSb), en arsenides (bijv. PtAs2). De zeldzame sulfidemineraal cooperite, (Pt, Pd, Ni) S, bevat platina samen met palladium en nikkel.

in 1906 vond men platina in het Bushveld in Zuid Afrika, het blijkt om werelds grootste reserves te gaan. Vindplaatsen in Norilsk in Rusland, en de Sudbury Basin in Canada, zijn twee andere grote vindplaatsen. Kleinere reserves worden gevonden in de Verenigde Staten. In 2010 is Zuid-Afrika top producent van platina, met een aandeel van bijna 77%, gevolgd door Rusland met 13%. De wereldproductie in 2010 was 192.000 kg.

Productie van platina

Platina wordt samen met de rest van de aanwezige elementen van de platina groep, verkregen als bijproduct van nikkel en koper mijnbouw. Tijdens elektrolytisch verkregen koper, zakken de zware edelmetalen zoals zilver, goud, platina, seleen en telluur naar de bodem van de cel als bezinksel dat uitgangspunt is voor de extractie van deze metalen van de platina groep.

Als platina wordt gevonden wordt het op verschillende manieren afgescheiden. Omdat platina zwaarder is dan zijn "onzuiverheden", kunnen de onzuiverheden worden afgeschept omdat ze drijven. Platina is paramagnetisch, terwijl nikkel en ijzer ferromagnetisch zijn. en verwijderd kunnen worden met behulp van magnetisme.

Omdat platina een hoger smeltpunt heeft dan de andere stoffen, smelten veel onzuiverheden terwijl platina onaangetast blijft. Tenslotte is platina bestand tegen zoutzuur en zwavelzuur, terwijl andere stoffen er in oplossen en kan de vaste platina gewonnen worden.

Oxiden

Platina (IV) oxide, PtO2, is een zwart poeder dat oplosbaar is in kaliumhydroxide (KOH) oplossing en geconcentreerde zuren. PtO2 en minder vaak PtO ontleden beide bij verwarmen. Platinum (II, IV) oxide, Pt3O4, wordt gevormd volgens de reactie:

• 2 Pt2 + + Pt4 + + 4 O2 → Pt3O4

Platinum vormt ook een oxide, als het zich in de oxidatietoestand +4 bevindt.

Andere verbindingen van platina

Wanneer een base wordt gewenst, worden halogeniden gebruikt in combinatie met natriumacetaat.

Verschillende barium platinides zijn gesynthetiseerd waarin platina in negatieve oxidatietoestand varieert van -1 naar -2. Deze omvatten BaPt, Ba3Pt2 en Ba2Pt. De halogeniden zijn handige uitgangspunten voor platina chemie.

Hexachloorplatinazuur is belangrijkste platinaverbinding, omdat het dient als bases voor veel andere platinaverbindingen. De verbinding zelf heeft verschillende toepassingen in photography, bij de fabricage van onuitwisbare inkt, bij het plateren van andere metalen, bij porselein kleuring en als katalysator.

De toepassingen van platina

Platina wordt gebruikt in katalysatoren, laboratoriumapparatuur, elektrische contacten en elektroden, platina weerstand thermometers, tandartsuitrusting, medische hulpmiddelen en sieraden.

Cisplatine, (PtCl2(NH3)2) wordt bij kanker gebruikt bij chemotherapiel. Het remt de DNA-synthese in de cel en geeft goede resultaten bij bepaalde tumoren.

Platina is een katalyst in de bereiding van siliconen rubber, en componenten van verschillende soorten medische implantaten (borstimplantaten, gewrichtsvervanging prothesen, kunstmatige lumbale schijven, vasculaire toegangspoorten, etc.) Nadelige gevolgen moeten bestudeerd worden, er zijn geen die wijzen op toxiciteit in levende weefsels.

Catalysatoren
De meest voorkomende toepassing van platina is als katalysator in chemische reacties. In het begin van de 19e eeuw, werd platina poeder reeds gebruikt om de ontsteking van waterstof te katalyseren. De belangrijkste toepassing is als katalysator in voertuigen. Platina wordt ook gebruikt in de aardolie-industrie als een katalysator in een aantal afzonderlijke processen. Platinum metaal katalyseert de ontleding van waterstofperoxide in water en zuurstof. Van de 245 ton platina verkocht in 2010, is de helft gebruikt voor zuivering van de uitstoot van voertuigen.

Standard

Van 1889 tot 1960 werd de internationale eenheid van lengte 'de meter' gedefinieerd als de lengte van een staaf uit platina-iridium (90/10%) legering. De vorige 'meter' was gemaakt van platina in 1799. De internationale 'Kilogram' blijft gedefinieerd door een cilinder van dezelfde platina-iridium legering, gemaakt in 1879. De standaard waterstof elektrode gebruikt ook een platina-elektrode o.a. vanwege zijn corrosieweerstand.

Kostbaar metaal

Platina (90-95%) is een edelmetaal die wordt gebruikt in sieraden, vanwege de slijtvastheid, de inertie en glans.
In dure horloge merken als: Vacheron Constantin, Patek Philippe, Rolex en andere wordt platina gebruikt voor hun topproducten. Horlogemakers waarderen de eigenschappen van platina, zoals het niet dof worden of slijten (ten opzichte van goud).

De prijs van platina, schommelt sterk. In 2008, daalde de platina prijs van $ 2252 tot $ 774 per oz (31,1 gram), een verlies van 2/3 van zijn waarde. De prijs van goud daalde van ~ $ 1.000 tot ~ 700 $ / oz in dezelfde periode, een verlies van 1/3 van zijn waarde.

Tijdens periodes van aanhoudende economische stabiliteit en groei, is de prijs van platina twee keer de prijs van goud, terwijl in economische slechtere tijden, de prijs van platina daalt wegens verminderde industriële vraag. Goudprijs is stabieler in slechte economische tijden, de vraag naar goud wordt veel minder bepaald door industriële vraag.

Andere toepassingen

• In het laboratorium wordt platinadraad gebruikt voor elektroden.
• Platinum pannen worden in thermo-gravimetrische analyse gebruikt vanwege de chemische inertie bij verhitting tot temperaturen van 1000 ° C.
• Platina wordt gebruikt als legeringselement voor fijne draden, roestvrije laboratorium containers, medische instrumenten, tandprothesen, elektrische contacten, en thermokoppels.
• Een platina-cobalt legering wordt gebruikt voor de constructie van sterke permanente magneten.
• Op platina gebaseerde anoden worden gebruikt in schepen, in pijpleidingsystemen enz.

Invloed platina op milieu en volksgezondheid

Kortdurende blootstelling aan platinazouten kan irritatie van de ogen, neus en keel, en langdurige blootstelling kan leiden tot zowel de luchtwegen en de huid veroorzaken allergieën.