• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Platinum:Vad är så speciellt med den blanka metallen?
    Jennifer Lopez (och hennes platinaringar) deltar i Foxs "American Idol" XIII-final på Nokia Theatre L.A. den 21 maj 2014 i Los Angeles. Frazer Harrison/Getty Images

    Platina är eftertraktad för sin sällsynthet, motståndskraft och mångsidighet. Dess brist gör ädelmetallen exklusiv och värdefull, medan dess motståndskraft mot korrosion och förmåga att motstå extrema förhållanden gör den idealisk för olika industrier.

    Om man ska tro på fraser som "platinastatus" och "going platinum" är ädelmetallen den bästa och sämsta i hela landet. Men hur elit är egentligen platina, särskilt i jämförelse med dess bästa frenemy, guld?

    Låt oss ta en närmare titt på den glittrande metallen och hur den kan jämföras med sin gyllene motsvarighet.

    Innehåll
    1. Vad är platina?
    2. Avtäcka platina
    3. Platina kontra guld
    4. Bryta ädelmetallen
    5. Vanliga platinaanvändningar

    Vad är platina?

    Platina, klassificerad som ett kemiskt element med symbolen Pt och atomnummer 78, står som en sällsynt och glänsande metall.

    Dess identitet som en ren platinasubstans, definierad av dess unika arrangemang av platinaatomer, kännetecknas av exceptionella egenskaper:anmärkningsvärd densitet, enastående motståndskraft mot korrosion och en exceptionellt hög smältpunkt. Dessa inneboende egenskaper gör platina oumbärlig inom olika branscher.

    Platina, även om det är relativt sällsynt, upptäcks naturligt i tandem med andra platinametaller, inklusive palladium och rodium. Framstående platinaproducerande regioner omfattar Sydafrika, Ryssland och Kanada, men det finns även i Nord- och Sydamerika.

    Majoriteten av inhemsk platina bryts i Sydafrika, särskilt i Bushveld Complex-regionen, som innehåller en av världens största kända platinareserver. Denna region står för en betydande del av den globala platinaproduktionen.

    Med historiska rötter som sträcker sig till förcolumbianska civilisationer i Sydamerika, har platina sitt namn från den spanska termen "platina", som betyder "litet silver."

    Avslöja platina

    William Hyde Wollaston och Smithson Tennant, båda framstående kemister från slutet av 1700-talet och början av 1800-talet, gjorde anmärkningsvärda bidrag till kemiområdet relaterat till platina och dess reaktioner med vissa syror.

    Wollaston är känt för att ha utvecklat en metod för att lösa upp platina i aqua regia, en potent blandning av salpeter- och saltsyra. Denna prestation var betydande eftersom platina är mycket motståndskraftig mot kemiska reaktioner, men aqua regia kunde lösa upp det. Detta genombrott möjliggjorde ytterligare analys och bearbetning av platina, vilket så småningom ledde till utvecklingen av formbar platina.

    Tennant genomförde i samarbete med Wollaston omfattande forskning om metaller från platinagruppen, inklusive deras interaktioner med syror.

    Deras kombinerade ansträngningar involverade att analysera olika platinamalmer och -rester ledde till identifieringen och karakteriseringen av flera nya grundämnen inom platinagruppen, såsom iridium och osmium. Dessa upptäckter möjliggjordes genom dessa metallers reaktioner med syror och efterföljande kemisk analys.

    Platina kontra guld

    Platina är ett naturligt förekommande kemiskt grundämne som faktiskt är cirka 30 gånger sällsyntare än guld, enligt Jenny Luker, president för Platinum Guild International USA (PGI), en marknadsföringsorganisation för platinasmyckensindustrin.

    "Om all platina som någonsin utvunnits smältes och hälldes i en pool i olympisk storlek, skulle platinan knappt nå dina anklar. Guld skulle dock fylla tre pooler", förklarar hon via e-post. Det är faktiskt den minst vanliga av alla populära ädelmetaller.

    Visuella egenskaper

    Till utseendet är platinametall silvervit och glänsande. Eftersom det ser så likt vitt guld kan skillnaden vara förvirrande för det otränade ögat.

    "Vitt guld är faktiskt gult guld som blandades med andra metaller och sedan pläterades med rodium för att se mer vitt ut - en vit mask som kommer att avslöja en gul nyans över tiden," säger Luker. "Platina, å andra sidan, kommer att behålla sin naturligt vita färg."

    Därmed inte sagt att det inte kommer att förändras alls. "Om du tittar noga på ett omtyckt platinasmycke kommer du att märka en satinig finish på ytan som utvecklats med tiden. Denna förändring i konsistensen är känd som "patina", förklarar Luker. Många platinaälskare önskar faktiskt denna förändring i utseende.

    Hållbarhet

    Platina är också mer hållbart än guld, vilket är en av anledningarna till att det ofta är den valda metallen för förlovningsringar, (guldstift är mer benägna att gå sönder än deras platinamotsvarigheter.)

    Tyvärr har alla dessa attribut gett platina en traditionellt högre prislapp än guld, även om Luker noterar att den nuvarande prisskillnaden är minimal.

    "Just nu är priset per uns platina faktiskt lägre än guld. Men eftersom platinasmycken är mer rena (vanligtvis 95 procent platina mot 58,5 procent guld i 14 kt. guldsmycken) och tätare än guld, kommer det fortfarande att kosta lite mer än en liknande guldring", konstaterar hon. (Den 2 oktober 2023 var priset på platina 894,05 USD per ounce. Guld var 1 837 USD per ounce.)

    Bryta ädelmetallen

    Platina bryts främst i Sydafrika men kommer även från Ryssland, Zimbabwe, USA och Kanada. Platinabrytning involverar flera vanliga typer av gruvmetoder, var och en lämpad för olika geologiska förhållanden och fyndighetstyper.

    Underground Mining

    Det finns några typer av underjordiska gruvmetoder. Vid schaktbrytning grävs vertikala schakt för att komma åt djupa malmkroppar. Gruvarbetare använder hissar och hissar för att transportera arbetare och material till den underjordiska gruvan.

    Vid nedgångs- eller aditbrytning drivs horisontella tunnlar, så kallade declines eller adits, in i malmkroppen från sidan av en kulle eller berg, vilket ger tillgång till underjordiska avlagringar utan behov av ett vertikalt schakt.

    Och slutligen, rums- och pelarbrytning är en metod där malmkroppen delas upp i kammare eller rum och lämnar malmpelare som stödjer taket. Denna metod är lämplig för avlagringar med stabila bergförhållanden.

    Gruvdrift i dagbrott

    För denna typ av gruvdrift grävs stora, djupa gropar för att komma åt malmkroppar nära ytan. Denna metod används för grunda avlagringar och kan resultera i betydande miljöstörningar på grund av utgrävning av stora områden.

    Dagbrottsbrytning, även om den är effektiv för grunda platinafyndigheter, kan resultera i betydande miljöstörningar på grund av utgrävning av stora områden, vilket gör den till en mindre gynnsam metod i många gruvdrift idag.

    Alluvial gruvdrift

    Alluvial brytning är utvinning av värdefulla mineraler från sedimentära avlagringar, som vanligtvis finns i flodbäddar, översvämningsslätter eller områden där vatten har transporterat eroderat material.

    Det börjar med naturlig erosion, där geologiska krafter avlägsnar mineraler från sina källor. Vatten bär dessa material och avsätter dem när dess hastighet minskar. Gruvarbetare extraherar dessa sediment manuellt eller mekaniskt och koncentrerar sig på värdefulla mineraler som guld, diamanter eller platina.

    Tekniker som panorering och gravitationsseparation används för att separera värdefulla mineraler från mindre värdefulla komponenter. Efter koncentrering sker ytterligare bearbetning, inklusive raffinering eller smältning, för att erhålla slutprodukten.

    Denna metod används ofta för lätt transporterbara mineraler och varierar beroende på målmineral och omfattning av gruvdrift.

    Höglakning

    Denna process används för att utvinna värdefulla metaller, ofta från låghaltiga malmer. I denna metod krossas malmen och staplas i högar eller högar. Sedan appliceras en laklösning, vanligtvis innehållande kemikalier som cyanid, på malmhögen. Med tiden sipprar lösningen genom högen och löser upp målmetallerna.

    De lösta metallerna samlas sedan upp och bearbetas vidare för att extrahera den önskade metallen, medan resterande avfallsmaterial vanligtvis tas om hand på ett miljömässigt ansvarsfullt sätt. Bergsbrytning är en kostnadseffektiv teknik för vissa typer av malmkroppar.

    Återställning på plats (ISR)

    In-situ recovery (ISR), även känd som in-situ urlakning eller lösningsbrytning, är en gruvmetod som används för att utvinna värdefulla mineraler från malmkroppar utan att fysiskt ta bort malmen. Istället injiceras en laklösning direkt i malmfyndigheten under jord.

    Denna lösning löser målmineralerna och den resulterande gravida lösningen pumpas till ytan för bearbetning. ISR anses vara miljövänligt eftersom det minimerar ytstörningar och avfallsgenerering, vilket gör det till en föredragen metod för vissa typer av avlagringar.

    Vanliga platinaanvändningar

    Även om platinas styrka och skönhet har gjort den till en favorit bland juvelerare och konsumenter, har den silvervita metallen en mängd användningsområden, av vilka några är ganska överraskande.

    Katalys

    Platina används som katalysator för att tillverka kemikalier som silikon, salpetersyra och bensen. Faktum är att de sex metallerna i platinagruppen (iridium, palladium, platina, rodium, rutenium och osmium) alla är kända för sina imponerande katalytiska färdigheter (vilket innebär att dessa metaller ökar hastigheten för kemisk reaktion mellan ämnen utan att ändra deras fysikaliska egenskaper.)

    Bildelar

    I bilindustrin är platina en nyckelkomponent i katalysatorer. I själva verket är ungefär hälften av platinas efterfrågan faktiskt för användning i katalysatorer för transportfordon som bussar, bilar och lastbilar.

    Dessa enheter omvandlar skadliga avgaser, såsom kolmonoxid (CO), kväveoxider (NOx) och oförbrända kolväten, till mindre skadliga ämnen som koldioxid (CO2), kväve och vattenånga.

    Smycken

    Platina och platinatråd är prisvärda material vid smycketillverkning av flera skäl. Deras naturliga, silvervita glans ger ett tidlöst och elegant utseende som kompletterar olika ädelstenar och design. Platinas exceptionella hållbarhet säkerställer att smycken förblir fläckfria över tiden, vilket gör det till ett perfekt val för arvegods.

    Platinatråd – tunna, flexibla trådar gjorda av den ädla metallen platina – har en formbarhet som möjliggör intrikat och känsligt hantverk. Platinas hypoallergena egenskaper gör den också lämplig för dem med känslig hud.

    Hälsovård

    Inom sjukvården är platinaföreningar en komponent i vissa kemoterapiläkemedel och används även i pacemakers och till och med tandfyllningar. Elektronikindustrin har också olika applikationer för platina - till exempel hårddiskar för datorer.

    Cisplatin är en platinahaltig förening som används som kemoterapiläkemedel för att behandla olika typer av cancer. Det fungerar genom att störa DNA:t i cancerceller och förhindra deras replikering och tillväxt. Andra platinabaserade kemoterapiläkemedel inkluderar karboplatin och oxaliplatin.

    Militära applikationer

    Ur försvarssynpunkt har platina länge värderats för sin styrka, som går långt utöver enkel reptålighet. Metallen håller bra vid höga temperaturer, har stabila elektriska egenskaper och är mycket motståndskraftig mot kemiska angrepp.

    Till exempel, beläggning av jetmotorblad med platinabaserade produkter skyddar dem där temperaturen kan nå 2 000 grader Celsius (3 632 grader Fahrenheit).

    "Platina var en viktig strategisk försvarsmetall som användes under andra världskriget och var inte tillåten för smycken på den tiden", säger Luker. Än idag är platina så viktig för ekonomiska ansträngningar och försvarsinsatser att det listades som ett av de 35 mineraler som "ansågs kritiska för USA:s nationella säkerhet och ekonomi."

    Med ett sådant CV verkar det som om platinas rykte och prislapp verkligen är välförtjänt.

    Den här artikeln har uppdaterats i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.

    Nu är det missriktat

    Ironiskt nog var spanjorerna som upptäckte platina i Colombia mindre än imponerade och kastade det vid vägkanten som en orenhet i det eftertraktade silver de bröt. Så föraktfulla av metallen var de att de kallade den "platina", vilket betyder "litet silver". Från denna term får vi det engelska ordet "platinum."




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com