платина
ПЛАТИНА (исп. platina, уменьшит. от plata — серебро; лат. Platinum) Pl
хим. элемент VIII гр. периодической системы, ат. н. 78, ат. м. 195,08; относится к платиновым металлам. Природная П. состоит из четырех стабильных изотопов: 194Pt (32,9%), 195Pt (33.8%), 196Pt (25,2%), 198Pt (7,2%) и двух радиоактивных-190Pt (0,013%, Т1/2 6,9∙1011 лет), 192Pt (0,78%, T1/2 1015 лет). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 8,8∙10−28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 5d96s1; степени окисления 0, +2, +3, +4, редко +5, +6; энергия ионизации Pt0 → Pt+ → Pt2+ → Pt3+соотв. 9,0, 18,56 и 23,6 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,2; атомный радиус 0,138 нм, ионные радиусы (в скобках даны координац. числа) Pt2+ 0,074 нм (4, квадрат) Pt2+ 0,094 нм (6), Pt4+ 0,077 нм (6), Pt5+ 0,071 нм (6).
П. — один из наиб. редких элементов, его средняя концентрация в земной коре 5∙10−7 % по массе. Встречается в самородном виде, в виде сплавов и соединений. Наиб. важные минералы-самородная П., поликсен (содержит 6–10% Fe), палладистая П. (60–90% П., 7–39% Pd), ферро-платина (12–20% Fe), иридистая П. (55–60% П., до 30% Ir), сперрилит PtAs2, куперит PtS, брэггит (Pt, Pd, Ni)S. Наиб. значит. месторождения П. сосредоточены в ЮАР и СССР (сульфидные руды Норильского района и Кольского п-ова).
Свойства. П. — серовато-белый блестящий пластичный металл; кристаллизуется в гранецентрир. кубич. решетке, а = 0,392 нм, z = 4, пространственная группа Fт3т; т. пл. 1769 °C, т. кип. ок. 3800 °C; плотн. 21,45 г/см3;
По химическим свойствам П. близка к Pd, но несколько превосходит его по хим. устойчивости. При нагр. на воздухе или в атмосфере O2 П. окисляется с образованием летучих оксидов. Один объем платиновой черни поглощает до 100 объемов O2. П. медленно раств. в горячей H2SO4 и жидком Br2, раств. в царской водке. Не взаимод. с другими минер. и орг. кислотами. При нагр. реагирует со щелочами, Na2O2, галогенами, S, Se, Те, P, С, Si. Поглощает H2, хотя в этом отношении уступает Pd, Ir и Ru; удаление поглощенного H2 из П. нагреванием в вакууме затруднено.
С кислородом П. образует красновато-коричневый три-оксид PtO3 (м. б. пероксид), коричневый диоксид PtO2 и черный оксид PtO, разлагающиеся соотв. при комнатной температуре, при 380–400 °C и при 560 °C. PtO3 окисляет HCl до Cl2; получают анодным окислением. PtO2 образует неск. гидратов; получают гидролизом PtCl4. PtO синтезируют окислением порошкообразной П. в O2 или термич. разложением Pt(OH)2, который осаждают из растворов при щелочном гидролизе хлороплатинатов(П). Окислением П. в разл. условиях получены также Pt2O3 и Pt3O4, гидролизом хлоропла-тинатов(IV) — Pt(OH)4.
Гексафторид PtF6 — темно-красные кристаллы; т. пл. 69,4 °C, т. возг. 69 °C;
Красновато-коричневый тетрахлорид PtCl4 разлагается при 370 °C даже в атмосфере Cl2; образует гидраты с 1, 4, 5 и 7 молекулами воды и платинохлористоводородные кислоты (
Коричневато-черный тетрабромид PtBr4 (
Серовато-черные сульфид PtS (
Сульфаты П. легко гидролизуются, в присутствии хлорид-ионов легко переходят в хлориды и хлороплатинаты.
П. в степени окисления +2 и +4 образует многочисл. комплексные соед., по составу близкие к соед. Pd. Наиб. многочисленны соед. [PtX4]2− и [PtX6]2− (X = F, Cl, Br, I). Получены комплексные соед. Pt0, напр. Pt(PF3)4 (т. пл. 15 °C, т. кип. ок. 87 °C). Известны также разл. аммины, разно-лигандные комплексы, соед. с орг. лигандами, моно- и полиядерные комплексы и т. д.
• см. также платинаорганические соединения
Получение. Шлиховую П., лом или концентраты платиновых металлов растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3 и восстановления иридия и палладия до Ir3+ и Pd2+. Далее осаждают (NH4)2PtCl6 действием NH4Cl, осадок высушивают и прокаливают при постепенном повышении температуры до 800–1000 °C с получением загрязненной губчатой П. Чистую П. получают растворением этого продукта в царской водке, повторным осаждением и прокаливанием. Губчатую П. переплавляют. При восстановлении солей П. в растворах образуется мелкодисперсная П. — платиновая чернь. Для получения платиновых покрытий (платинирование) используют фосфатные или цис-диамминонитритные электролиты.
Применение. Осн. области применения П., ее сплавов и соед. — автомобилестроение (в развитых странах потребляется от 30 до 65% П.), электротехника и электроника (7–13%), нефтехимия и орг. синтез (7–12%), стекольная и керамич. промышленность (3–17%), производство ювелирных изделий (2–35%). Применение катализаторов дожигания выхлопных газов автомобилей [сплав Pt-Pd (70–30%)] началось в сер. 70-х гг. и быстро расширялось в связи с ужесточением требований к охране атм. воздуха. В электротехнике и электронике П. используют как материал контактов электрич. приборов и печей сопротивления. Так, для контактов высоковольтных реле применяют сплавы П. с Ir и Ru. П. и ее сплавы с Ir и Re в нефтехимии применяют для повышения октанового числа бензина, в орг. синтезе-как катализаторы гидрирования, изомеризации, циклизации, окисления. С помощью таких катализаторов производят, напр., бензол, толуол, ксилол.
П. используют для каталитич. синтеза HNO3, H2SO4, ката-литич. очистки H2. Платиновые катализаторы используют в виде сеток, черней и нанесенными на носители.
В стекольной промышленности П. с добавками Rh и Ir-осн. конструкц. материал стекловаренных печей для производства оптич. стекла. Из сплавов с Rh и Au изготовляют фильеры для получения стекловолокна, а также футеровку для печей, краски для керамики и стекла. П. применяют в качестве материала высокотемпературных термопар и термометров сопротивления, электродов при электролизе, для изготовления лаб. посуды и оборудования, в зубоврачебном деле. Сравнительно новые области применения П. — изготовление катализаторов для топливных элементов, создание противоопухолевых препаратов [цис-Pt(NH3)2Cl2], производство контейнеров для радиоизотопных генераторов.
В сер. 80-х гг. ежегодная добыча П. в капиталистич. и развивающихся странах составляла 60–75 т, а извлечение из вторичных источников-ок. 5–10 т.
Лит.: Платина, ее сплавы и композиционные материалы, М., 1980. См. также лит. при ст. платиновые металлы.
Химическая энциклопедия