Platinan käyttö. Missä ja miten platinaa käytetään?

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-17 18:49

Kallein kolmesta jalometallista on tietysti platina. Maankuoressa esiintyvyyden kann alta se on yksi harvinaisimmista alkuaineista. Puhtaassa muodossaan platinaa ei käytännössä löydy ja se on erittäin kallista. Tästä huolimatta platinan käyttö kansantalouden eri osa-alueilla on todella laajaa. Joissakin tapauksissa tämä metalli voi olla jopa korvaamaton.

Löytöhistoria

Kaikki tähän mennessä löydetyt platinahiput ovat platinan seoksia iridiumin, palladiumin, osmiumin, raudan ja rodiumin kanssa. Joskus löytyy myös tämän metallin yhdisteitä nikkelin tai kuparin kanssa. Itse asiassa platina itsessään on puhtaassa muodossaan loistavan valko-hopea sävyinen metalli. Se on nimensä velkaa espanjalaiselle valloittajalle, joka valloitti Etelä-Amerikan. Ulkoisesti platina on hyvin samanlainen kuin hopea, mutta se on paljon enemmän kylmäainetta. Espanjalaiset valloittajat, jotka löysivät hopeaa muistuttavan metallin Etelä-Amerikasta, heittivät sen ensin pois. Samaan aikaan valloittajat kutsuivat häntä halveksivasti platinaksi, mikä tarkoittaa "hopeaa".

Maassammeplatina löydettiin vuonna 1819. Sen teollinen louhinta aloitettiin viisi vuotta myöhemmin. Aluksi platinan käyttö Venäjällä rajoittui pääasiassa metallurgiaan. Sitä käytettiin lisäaineena korkealaatuisten terästen valmistuksessa. Kuitenkin vuonna 1828 platina löysi toisen käytön. Sitten Venäjän rahapaja alkoi tsaarin asetuksella lyödä rahaa tästä metallista.

Kemisti Devel sai platinaa puhtaassa muodossaan vasta vuonna 1859. Aluksi sitä louhittiin Venäjällä yksinomaan Verkh-Isetskyn, Bilimbaevskyn ja Nevyanskin kaivoksilla. Muita rikkaita esiintymiä löydettiin vuonna 1824.

Kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet

Platina on Mendelejevin järjestelmän kuudennen siirtymäkauden ryhmään kuuluva metalli. Sen tärkeimmät ominaisuudet ovat:

• tulenkestävä;
• kova volatiliteetti;
• kyky kiteytyä kasvokeskeisiksi kuutiohiloiksi.

Kuumana platina on hyvin hitsattu ja valssattu. Myös tämä metalli voi imeä happea melko voimakkaasti. Alla oleva taulukko näyttää platinan tärkeimmät ominaisuudet:

Platinan perusominaisuudet

Ominaisuus	Parametri
Tiheys	21,45 g/dm3
Sulamispiste	1769 C
vastus	9,85 µOhm cm
Kovuus	390-420 MPa
Elastisuus	173 GPa

Platinan laaja käyttö teollisuudessa, lääketieteessä ja muilla talouden aloilla on perusteltua muun muassa sen kemiallisen stabiilisuuden vuoksi. Tämä metalli liukenee vain aqua regiaan ja bromiin. Kuumennettaessa platina voi reagoida vain pienen ryhmän kanssa.

Platinan pääasialliset käyttötarkoitukset

Platinan käyttö koruteollisuudessa on perusteltua ensisijaisesti sen jalouden, harvinaisuuden ja kauneuden vuoksi. Tällä tavalla tätä metallia käytettiin pääasiassa viime vuosisadan puoliväliin asti. Lääkärit ja hammasproteesit käyttivät vain muutaman prosentin louhitun platinan kokonaismäärästä. Nykyään tämän jalometallin kysynnän kasvu kasvaa tasaisesti. Platinan ainutlaatuiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet korutuotannon lisäksi tekevät siitä erittäin suositun teollisuuden ja kansantalouden eri aloilla:

• lääketieteessä;
• avaruusteollisuus;
• kemianteollisuus;
• lentokoneiden ja laivanrakennus;
• lasiteollisuudessa;
• tekniikassa.

Tätä jalometallia käytetään tietysti myös pankkitoiminnassa.

Platinan käyttö koruteollisuudessa

Tietenkin laajimminmetallia käytetään erilaisten korujen valmistukseen. Maailman koruteollisuudessa käytetään vuosittain noin 50 tonnia platinaa. Tästä metallista voidaan valmistaa erilaisia koruja. Platinasormukset, samoin kuin ketjut, korvakorut, rannekorut ja kaulakorut, eivät ole vain kauniita, vaan myös kestäviä.

Suosituin metalli koruteollisuudessa on 950. testi. Tämä seos sisältää 95 % itse platinaa ja 5 % iridiumia. Tämän koostumuksen metallille on ominaista korkea elastisuus ja kovuus. Iridiumilla seostetusta platinasta valmistetut ketjut, rannekorut ja sormukset on suunniteltu kestämään mahdollisimman pitkään.

Käyttö typpihapon ja muiden kemikaalien tuotannossa

Insinööriteollisuudessa platinaa käytetään pääasiassa katalysaattorina. Tämä metalli on paras ammoniakin hapetin NO:ksi typpihapon tuotannossa. Sitä käytetään tässä tapauksessa yleensä teräsverkon muodossa, jonka halkaisija on 0,05-0,09 mm. Typpihapon valmistuksessa ei käytetä useimmiten puhdasta platinaa, vaan sen seos rodiumin kanssa. Tämä tekee katalyytistä hieman halvempaa, lisää sen aktiivisuutta ja pidentää sen säilyvyyttä.

Platinaa käytetään teknisessä teollisuudessa, ei tietenkään vain typpihapon valmistuksessa. Tästä metallista valmistetut katalyytit pystyvät nopeuttamaan monia muita kemiallisia reaktioita. Platinaa käytetään esimerkiksi aromaattisten ja teknisten hiilivetyjen, ketonien, asetyleenin jne. hydraukseen. Tätä metallia käytetään myös rikkihapon tuotannossa tuottamaan SO₃ taiSO_2.

Sovellus öljynjalostukseen

Tämän erikoistumisen teollisuusyrityksissä platinaa käytetään itse asiassa melko laajasti. Tässä tapauksessa sitä käytetään myös katalyyttinä. Öljynjalostuksessa bensiiniä saadaan käyttämällä tätä metallia erikoisasennuksissa. Tietysti korkea laatu. Öljynjalostusteollisuudessa platinaa ei käytetä ruudukon, vaan hienon jauheen muodossa. Tällä metallilla saadaan bensiinin lisäksi myös teknistä vetyä ja aromaattisia hiilivetyjä.

Tietenkin muita katalyyttejä voidaan käyttää öljynjalostusteollisuudessa - molybdeeniä, alumiinia jne. Platinalla on kuitenkin niihin verrattuna kiistattomia etuja, kuten kestävyys, suurempi aktiivisuus ja lisääntynyt tehokkuus.

Platinan käyttö sähkötekniikassa ja instrumentoinnissa

Yksi tämän metallin eduista on, että sillä on vakaat sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet. Tämä teki platinasta erittäin suositun kansantalouden aloilla, kuten:

• radiotekniikka;
• sähkötekniikka;
• automaattinen;
• tarkkuusinstrumentointi.

Platinan käyttö elektroniikassa mahdollistaa korkealaatuisten koskettimien valmistamisen erittäin tarkkoja laitteita varten. Tässä tapauksessa metallia käytetään yleensä seoksessa, jossa on iridium. Hyvin usein esimerkiksi platinaa käytetään koskettimien tekemiseen vastusuuneihin jaerilaisia verkkokäyttöisiä laitteita. Joskus tämän metallin seosta koboltin kanssa käytetään myös tekniikassa. Tällaista materiaalia käytetään magneettien valmistuksessa, joilla on v altava vetovoima pienissä koossa.

Platinan käyttö auto- ja avaruusteollisuudessa

Näillä kansantalouden alueilla platina on myös löytänyt melko laajan käytön. Autoteollisuudessa tätä metallia käytetään useimmiten katalysaattorina pakokaasumuuntimissa. Tässä tapauksessa sitä käytetään keraamisten monoliittien pinnoitteena.

Avaruusteollisuudessa ja lentokoneiden rakentamisessa tätä metallia käytetään pääasiassa polttokennoelektrodien valmistukseen. Samalla tavalla platinaa käytettiin esimerkiksi kaikissa Apollo-sarjan avaruusaluksissa.

Lääketieteellinen käyttö

Platinan käyttö tällä alueella säästää tuhansien potilaiden hengen. Tämän metallin arvo tässä tapauksessa on siinä, että sillä ei ole analogeja lääketieteessä. Esimerkiksi platinasta valmistetaan erikoiskirurgisia instrumentteja, jotka voidaan steriloida alkoholipolttimen liekissä. Tällä käsittelyllä, toisin kuin muista metalleista valmistetut, ne eivät hapetu.

Platinaa, jonka käyttö lääketieteessä ei tietenkään rajoitu kirurgiaan, voidaan käyttää myös hammaslääketieteessä, kardiologiassa ja kuulokojeissa. Usein sitä käytetään esimerkiksi suihkeena siihen tarkoitettujen työkalujen valmistuksessahammashoito. Kardiologiassa ja kuulokojeissa käytetään elektrodeja, jotka on valmistettu sen seoksesta iridiumin kanssa. Niitä käytetään pääasiassa stimuloimaan sydämen toimintaa. Niitä käytetään usein myös implanttien valmistukseen ihmisille, joilla on kuulovaurio.

Platinan käyttö lasiteollisuudessa

Platina on metalli, jota käytetään muun muassa laaj alti korkealaatuisen optiikan valmistuksessa. Sitä käytetään myös usein rodiumin seoksessa lasikuitujen valmistuksessa, jonka paksuus ei usein ylitä 1 mikronia. Tällainen metalli kestää helposti tuhansia tunteja kuumennuksen 1450 C:een asti. Rodiumin ja platinan seos ei myöskään käytännössä reagoi voimakkaisiin lämpötilan muutoksiin ja kestää korroosiota.

Muiden asioiden ohella tätä metallia käytetään hyvin usein myös erilaisten korkealaatuisen lasin valmistamiseen suunniteltujen laitteiden valmistuksessa. Tällaiset mekanismit eivät deformoidu eivätkä hapetu tuotantoprosessin aikana. Ne eivät myöskään reagoi itse valmistetun lasin kanssa. Hyvin usein tällä alalla käytetään esimerkiksi platinaupokkaita. Juuri niistä valmistetaan laaj alti tunnettu ja erittäin kallis tšekkiläinen lasi.

Kemialliset sovellukset

Tässä tapauksessa platinaa käytetään myös pääasiassa upokkaiden ja muiden laboratoriolaitteiden valmistukseen - kupit, vastuslämpömittarit jne. Tällaisia tuotteita käytetään pääasiassa erilaisten ultrapuhtaiden aineiden valmistuksessa. Puolijohteessakiteissä ei esimerkiksi pitäisi olla yhtään vierasta atomia miljoonaa omaa kohden. Nämä ovat tuloksia, jotka platinalaitteiden avulla voidaan saavuttaa.

Päätelmän sijaan

Platinan käyttö edellä käsitellyillä alueilla on tarkoituksenmukaista ja perusteltua. Mutta tietysti tätä metallia voidaan käyttää myös muilla kansantalouden sektoreilla. Esimerkiksi platinaa käytetään usein upokkaiden valmistukseen, joita käytetään lasereiden kiteiden kasvattamiseen ja kontakteihin pienvirtojen tekniikassa. Sitä käytetään myös kompassin neulanpidikkeiden, ikääntymistä estävien kosmeettisten voiteiden ja emulsioiden, syöpälääkkeiden jne. valmistukseen.