Температура кипения платины

При какой температуре плавится платина

Платина – это редкоземельный металл белого цвета. Он образует группу металлов, в которую включен рутений, родий, палладий, осмий и иридий.

Название металла произошло от испанского слова «platina», что переводится как «мелкое серебро». Температура плавления платины, а также тяжелый вес, ковкость, твердость и устойчивость к агрессивным средам сделали её незаменимой во многих сферах жизнедеятельности человека.

Характеристики

Его главное достоинство – это тугоплавкость и твердость, при этом он способен кристаллизоваться в кубические решётки. Предварительно нагретую платину можно прокатывать и сваривать. Данный элемент способен поглощать некоторые газы.

  1. Плотность – 21,45 г/дм3.
  2. Серовато-белый цвет.
  3. Радиус атома – 0,138 нм.
  4. Температура плавления платины более -1769С.
  5. Удельная теплоёмкость – 25,9 Дж.
  6. Температура кипения – 4590С.

Платина в природе

Платину иногда находят в виде самородков (частотой 75-92%), чаще всего в реках. Но также она является примесью никелевых и медных руд. В то время, когда Колумб открыл Америку, аборигены изготавливали из этого металла артефакты. Об этом написали в XVI веке. В 1748 году опубликовали официальную информацию о неизвестном металле, обнаруженном в Колумбии, именно после этого его стали изучать ученые. Они выяснили, при какой температуре плавится этот элемент, и узнали другие его свойства.

Где добывают?

Основную долю платины добывают в ЮАР ≈ 80%, а остальное количество в РФ – 8%, Зимбабве, США, Ките, Канаде и других странах. За год в мире добывают около 200 т. платины.

Крупные предприятия РФ и ЮАР сейчас тесно сотрудничают в разработках залежей платины, они создают совместные компании, занимающиеся добычей и переработкой видов платиновой группы. Эти организации обмениваются опытом и совместно разрабатывают новые технологии добычи сырья и инновационные методы обработки МПГ.

Основные поставщики в РФ – это ГМК «Норильский никель», а главное месторождение – Зареченск.

Платиновые сплавы, которые сегодня используют в промышленности:

Сплав Диапазон температуры плавления Пластичность Удельный вес Прочность
Pt850/ Ir 1800-1820°C 15% 21,5 160 HV
Pt900/ Ir 1780-1800°C 20% 21,5 110 HV
Pt950/ Ir 1780-1790°C 30% 21,45 80 HV
Pt850/ Co50/ Pd100 150 HV
Pt 900/ Co30/ Pd70 1730°C – 1740°C 22% 20,4 120 HV
Pt850
Pt900 22% 19,1
Pt950
Pt850/ Pd 1730-1750°C 76 HV
Pt900/ Pd 1740-1755°C 22% 19,8 72 HV
Pt950/ Pd 1755-1765°C 22% 19,8 68 HV
Pt950/ Co 1780-1765°C 20% 20,8 135 HV
Pt960/ Cu 1725-1745°C 29% 20,0 108 HV
Pt950/ Co/ Cu 1750-1760°C 22% 20,1 120 HV
Pt950/ 15In/ 30Ga 1550-1625°C 26% 20,22 200 HV
Pt950/ W
Pt950/ Ru 1780-1795°C 34% 20,7

Добавление в состав платины других металлов позволяет повысить некоторые её свойства, что необходимо для расширения области применения материала. При этом легирующие компоненты добавляют в платину в диапазоне 1850–1901 градус Цельсия.

Самыми распространенными способами обработки таких сплавов являются: литье, штамповка, а также ручная обработка. Предусмотрены и другие, менее известные способы обработки: гальванопластика и порошковая металлургия.

Где используют?

Благодаря своим уникальным характеристикам платина сегодня используется в следующих отраслях:

Ювелирная промышленность

Из этого металла изготавливают различные украшения, он отлично сочетается со многим камнями (бриллианты, самоцветы и т. д.). Платина позволяет надежно защитить драгоценные камни, поэтому они не изнашиваются и длительно сохраняют свой изящный облик. Кроме того, этот элемент не отражает свет на камень, поэтому у него всегда глубокий и насыщенный цвет. Наиболее подходящим вариантом будет ограненный алмаз.

Из этого благородного металла делают также серьги, кольца, браслеты и т. д.

Все украшения из платины 950 пробы отличаются долгим сроком эксплуатации. Износоустойчивость – это не единственное достоинство этого материала, так как у него изумительный и очень привлекательный цвет.

Цвет данного металла не темнеет и не тускнеет даже через десятки лет, поэтому он существенно отличается от золота, которое со временем тускнеет и становится желтым.

Благодаря своему уникальному составу платина является гипоаллергенным металлом, и поэтому украшения из неё могут носить люди с очень чувствительной кожей.

Такие украшения можно найти в числе семейных реликвий, потому что они способны пережить не одно поколение.

Медицина

Платина востребована в медицине, к примеру, из неё производят медицинские инструменты, которые не окисляются, а стерилизуются в процессе прокаливания, что часто требуется в экстремальных полевых условиях. Из нее изготавливают электроды кардиостимуляторов, а также она нашла применение в зубопротезировании и слухопротезировании.

К тому же наночастицам элемента удается проникать в клетки организма человека, при этом они оказывают противовоспалительное и регенерирующее действие, а также они позволяют улучшить питание клеток полезными микроэлементами. Поэтому соединения платины сегодня являются компонентами многих лекарств, которые предназначены для больных раком.

Автомобилестроение

Благодаря прекрасным каталитическим свойствам металла, из него сегодня изготавливают каталитические нейтрализаторы для систем выхлопа отработанных газов автотранспорта, которые позволяют полностью дожигать выхлопные газы и в итоге от них остается двуокись углерода и водяной пар.

Электротехника

Стабильные электрические и термоэлектрические свойства металла, а также антикоррозионная стойкость делают его практически незаменимым материалом для электротехники и радиоэлектроники.

Этот металл необходим для производства высокоточных приборов. Из нее изготавливают трудно плавящиеся катоды, антикатодные рентгеновские трубки, а также проволоку для термометров сопротивления, которые позволяют точно измерять температуру в большом диапазоне.

Платиной покрывают контакты и сопротивления, потому что у неё большая температура плавления. Из сплава Pt и Co делают мощные магниты. Этот материал необходим для жидкокристаллических дисплеев, жестких дисков и других деталей компьютерной техники.

Нефтехимическая промышленность

В нефтехимической промышленности сегодня востребована платиновая сетка, с помощью которой производят серную кислоту. Из этого металла делают емкости реакторов и посуду.

Катализаторы из этого элемента позволяют получать:

  • высокооктановый бензин;
  • ароматические углеводороды;
  • технический водород.

Стекольная промышленность

Из этого металла делают фильтры, которые необходимы для протяжки стекольных сплавов. В таких тиглях плавится оптическое стекло в случае, если необходимо выдержать требуемую рецептуру. Кроме того, этот металл используют в зеркалах лазеров.

Банковская сфера

Из платины и её сплавов чеканят монеты. Первые монеты чеканили в России в 1828 г. Сегодня такие монеты принято считать инвестиционными.

Кроме того, из этого благородного металла льют слитки, которые используют для капиталовложений.

Востребованность среди банкиров, ученых, ювелиров и техников в платине с каждым днем увеличивается, и поэтому растет стоимость металла, что делает его очень привлекательным для инвесторов. Дальнейшее изучение металла еще больше расширит область его применения.

При какой температуре происходит плавление платины

Платина – это химический элемент с символом Pt и атомным номером 78. Температура плавления платины составляет 1768 ˚С, или 3214 ˚F. Это металл серого цвета, плотный, податливый, пластичный, очень инертный и драгоценный. Может переливаться белым в зависимости от нахождения по отношению к источнику света. Название этого металла берет свои корни из испанского термина «platina», который буквально расшифровывается как «маленькое серебро».

Платина как разновидность металла

Платина относится к одноименной группе элементов и 10-й группе таблицы элементов Менделеева. Этот металл имеет 6 изотопов естественного происхождения. Платина – это один из самых редких элементов, которые входят в состав земной коры (плотность – около 5 мкг/кг). Платину обнаруживают в некоторых разновидностях медных и никелевых руд или непосредственно в самородной платиновой руде. 80% всемирного производства данного металла относится к Южной Африке. Из-за малого содержания платиновой руды в пределах земной коры ежегодно производится сравнительно небольшое количество этого металла. Он очень востребован в некоторых сферах деятельности.

Платина – это химически малоактивный металл. Он обладает исключительным сопротивлением коррозии даже в условиях высоких температур, поэтому его принято считать благородным. Платину очень часто обнаруживают в самородном виде, что связано с малой химической активностью. Она возникает естественным путем в различных песчаных реках Южной Америки. Во времена, предшествующие открытиям Христофора Колумба, местные жители использовали платину для изготовления артефактов. Эта информация впервые появилась в европейских публикациях начала XVI века. В 1748 году был опубликован официальный доклад о неизвестном металле родом из Колумбии, после чего он начал детально исследоваться учеными.

Платина часто применяется в каталитических преобразователях, лабораторном оборудовании, контактах и электродах, термометрах, стоматологических приборах и в украшениях. Как тяжелый металл платина может вызывать у человека проблемы со здоровьем из-за своих солей. Но благодаря стойкости к коррозии она не столь токсична, как многие другие металлы. Соединения, содержащие платину (цисплатин, оксалиплатин и карбоплатин) применяются в сфере химиотерапии для лечения некоторых разновидностей рака.

Из 245 тонн платины, проданной в 2010 году, 113 тонн были использованы для производства устройств, контролирующих выброс вредных веществ в выхлопных системах автомобилей (46%). 76 тонн понадобилось для изготовления ювелирных изделий (31%). Остальное было использовано в основном для изготовления электродов, лекарственных средств для лечения рака, датчиков кислорода, свечей зажигания и газотурбинных двигателей.

Сферы применения платины

Наиболее распространено применение платины в роли катализатора для химических реакций. Впервые она начала применяться в этой сфере в начале XIX века, когда порошок из платины стали использовать в качестве катализатора возгорания водорода. Наиболее важным считается применение в автомобилестроении каталитического нейтрализатора из платины, обеспечивающего тотальное сгорание углеводорода, благодаря чему в выхлопных газах остается только двуокись углерода и водяной пар.

Платина также применяется в сфере нефтяной промышленности в роли катализатора некоторых процессов, в том числе и для производства высокооктанового бензина. Соединение PtO2, также известное под названием катализатора Адамса, применяется для гидрирования растительных масел. Кроме того, платина используется для разделения перекиси водорода на кислород и воду.

В лабораторных условиях платиновая проволока применяется для изготовления электродов. Платиновые емкости и опоры используются для термогравиметрического анализа. Это связано со строгими требованиями к малой химической инертности при нагревании до высоких температур около 1000 ˚С, что гораздо ниже, чем температура плавления, ведь платина хорошо выдерживает такое испытание. Этот металл применяется в качестве легирующего агента для всевозможных металлических изделий, в том числе тонких проволок, устойчивых к коррозии лабораторных контейнеров, различных медицинских инструментов, стоматологических протезов, а также электрических контактов.

Сплав кобальта и платины в пропорции 3:1 используется для изготовления относительно мощных постоянных магнитов. Основанные на платине аноды находят применение в производстве кораблей, трубопроводов и морских причалов. Необходимо обратить внимание на то, что в сплавах с другими металлами показатели температуры плавления платины могут изменятся.

Платина как редкий металл является символом эксклюзивности и богатства.

Так называемые платиновые кредитные и дебетовые карты имеют больше привилегий, если сравнивать с золотыми картами. Платиновые награды занимают второе место по значимости, опережая золотые, серебряные и бронзовые, но уступают алмазным. Например, в США музыкальный альбом, проданный тиражом более 1000000 экземпляров, будет сертифицирован как алмазный. Некоторые изделия серебристо-белого цвета (например, транспортные средства) называют платиновыми. Этот металл считается драгоценным, хотя в ювелирном деле его используют не так часто, как золото и серебро.

При какой температуре начинает плавиться платина: проводим домашние исследования

Многим платина известна, как металл для создания ювелирных украшений. Но это далеко не единственная область ее применения. Особые качества сплава позволяют использовать его в разных областях, главное знать свойства металла, в том числе и при какой температуре происходит плавление платины.

Общая характеристика металла

Платина относится к благородным металлам, с высокой плотностью. Узнать ее можно по беловато-серому оттенку и характерному блеску. Она не реагирует на кислоту, щелочи и другие элементы, что делает ее устойчивой к окислению и образованию коррозии. Ближайшими соседями платины в таблице Менделеева выступают иридий, осмий, палладий, родий и рутений.

Первооткрывателями платины стали испанские мореплаватели. Хотя ранее исследователями были найдены артефакты, датированные временами Древнего Египта.

Когда было обнаружено свойство драгметалла сплавляться с золотом, в Европе стали изготавливать поддельные монеты и ювелирные изделия. Желтый металл также является благородным и ценится достаточно высоко, но не так как платина.

В природе платина встречается в примесях к железу, марганцу, никелю и другим рудам. Может находиться в виде отдельной жила или россыпями вокруг рудника. Месторождений металла не так уж и много в мире. Основные из них находятся в ЮАР и России. Также встречаются залежи в Зимбабве, Канаде, США и Китае.

Используют драгметалл в химической и промышленной сферах, в автомобилестроении и космонавтике. В медицине из металла делают инструменты, детали для оборудования. Кроме этого, платиновые молекулы хорошо зарекомендовали себя в химиотерапии при лечении онкологических недугов.

Слитки платины

Нюансы переработки платинового сырья

От примесей металл очищается сначала механическим способом, затем с применением химических веществ. Последний позволяет улучшить качество сплава и повысить его свойства.

Платиновые слитки нагреваются в специальных емкостях. Туда же добавляется царская водка. Таким образом, отделяются и растворяются ненужные неблагородные металлы и осадок с содержанием других элементов, который не поддается растворению.

Осадки необходимо отфильтровать и обработать царской водкой. Такие вещества как осмий и иридий идут на промышленные нужды, поэтому их после обработки сплава извлекают из котлов.

Образовавшиеся в процессе обработки осмий, палладий и иридий необходимо преобразовать. Это необходимо для того чтобы хлористый аммоний, добавляемый в состав, не мог на них влиять, и они не выпали в осадок. Для этого раствор изменяется прогревом с серной и щавелевой кислотами.

После ввода хлор-аммония платина выпадет в осадок в виде золотистых гранул. Ее извлекают и очищают нашатырем. Готовый продукт просушивают и используют по назначению.

Промышленная плавка платины

Способы плавления

При плавке благородных металлов и сплавов необходимо создать такие условия, при которых минимизируются их потери.

Плавят платину и ее сплавы в тигельных индукционных печах из оксида кальция, магнезита или оксида циркония. Емкости для плавки изготовляют из огнеупорных материалов. Если нужно получить изделие без примесей кальция или магния, можно использовать тигли из оксидов тория или циркония.

В качестве сырья для плавления используют разную платину: губчатую, спрессованную и в брикетах. Можно использовать также скрап. Дополнительные компоненты вводят в расплавленную платину при температуре 1850-1900 градусов по Цельсию. Несмотря на слабое взаимодействие платины с печными газами, плавку нужно вести очень быстро, не допуская раскисления металла.

Плавление платины в домашних условиях

Температура плавления

Платина, как отдельные элемент, имеет температуру плавления 1774 градуса. Но этот показатель может меняться в зависимости от содержания лигатур в сплаве. Например:

  • сплав платины с иридием 850/900/950 пробы — 1800-1820/1780-1800/1780-1790 градусов;
  • сплав платины с палладием 850/900/950 пробы — 1730-1750/1740-1755/1755-1765 градусов;
  • сплав с кобальтом 950 пробы — 1765-1780 градусов;
  • сплав платины с рутением 950 пробы — 1780-1795 градусов.

Температура плавления платины и другие ее физические характеристики позволяют использовать металл при производстве вискозного волокна. Из сплава изготавливают специальные высокопрочные формы, через которые продавливают пластичный материал.

Плавление платины в домашних условиях

Если возникла такая ситуация, когда нужно переплавить платину в домашних условиях, предварительно нужно ознакомиться с данным процессом. Перед процедурой подготавливают необходимые инструменты и материалы. Плавить платину можно с помощью самодельных газовых горелок с использованием кислородных баллонов. Также используют для этих целей сварочный аппарат. В качестве емкости берут фарфоровый тигель.

Лабораторный фарфоровый тигель

Подготавливают шихту таким же образом, как и в промышленных условиях. Сам процесс плавки выполняется следующим образом.

  1. Платиновый сплав помещается в тигель и нагревается газовой горелкой или другими самодельными приспособлениями до достижения необходимой температуры.
  2. Вид отлитого металла зависит от созданной формы и личных предпочтений.
  3. После плавления платина должна полностью остыть.
  4. Готовое изделие вынимается из формы с помощью инструментов и с соблюдением необходимых мер осторожности.

Как видите, плавить платину самостоятельно можно, хотя конечный результат во многом зависит от умений мастера, качества материалов и знания технологии. Получить чистый продукт без примесей без специального оборудования практически невозможно, т.к. все способы плавки не идеальны. Если нужен чистый металл, лучше обратиться к специалистам.

При какой температуре начинается плавление платины: таблица в зависимости от сплава + пошаговая инструкция

Платина — очень редкий на Земле металл, считающийся драгоценным и податливым для обработки. Его название пришло из испанского языка, дословно переводится как мелкое серебро. В таблице Менделеева фигурирует под обозначением Pt. Элемент встречается в самородках, различных сплавах и соединениях.

Температура плавления платины, тяжелый вес, твердость и устойчивость в условиях агрессивной среды делают металл незаменимым в различных областях жизни.

Характеристики и свойства платины

Платина обладает очень высокой плотностью. Среди самых тяжелых металлов она занимает особое место и в весе уступает только не менее редким иридию и осмию.

В сравнении с золотом и серебром, имеет большую твердость. Именно это свойство позволяет платине быть устойчивой к механическим воздействиям.

Металл способен поглощать газы — водород и кислород. В некоторых состояниях эта способность усиливается. Особенно хорошо кислород абсорбируется платиновой чернью, которая получается в результате реакции солевых растворов на восстановители.

  • металл белого (иногда с оттенками серого) цвета, блестящий;
  • кристаллическая решетка при 20 °C, нм а = 0,392;
  • твердость равна МПа 390-420;
  • удельное электросопротивление при 0 °C, мкОм•см 9,85;
  • температура плавления, °С — 1773,5;
  • температура кипения, °С — 4410;
  • радиус атома, нм — 0,138;
  • удельная теплоемкость, Дж/(моль/К) — 25,9;
  • модуль упругости, ГПа — 173;
  • теплопроводность при 25 °C, Вт/(м•К) — 74,1;
  • плотность при 20 °C, кг/дм3 — 21,45.

Как происходит переработка платинового сырья

Металл очищается механически от инородных веществ. Затем наступает этап химической очистки, которая направлена на качественное улучшение и повышает свойства металла методом химической очистки от примесей.

На данном этапе очистки самородки нагреваются в крупных фарфоровых емкостях, куда добавляется царская водка. Этот процесс позволяет отделить неблагородные металлы, которые растворяются. Но выделяется также и неподдающийся растворению осадок с содержанием других элементов.

Осадки подвергаются фильтрации с последующей повторной обработкой царской водкой. Осмий и иридий, полученные в ходе этого процесса, в дальнейшем используются в промышленности, поэтому извлекаются из котлов.

В результате этих действий платина остается в двух комплексах:

Во второй комплекс вводится элемент под названием HCl. Именно он переводит (NO) 2[PtCl6] в первый комплекс. Так получается единый комплекс, в который входят палладий, осмий и иридий, относящиеся к благородным металлам. Их необходимо перевести в соединения (Ir3+, Pd2+), на которые не может влиять хлористый аммоний, чтобы элементы не выпали в осадок. Далее раствор изменяется прогревом с серной и щавелевой кислотами.

После ввода хлор-аммония платина попадает в осадок в виде гранул золотого цвета. Платина при этом остается в растворе. Извлеченный металл затем очищается нашатырем и просушивается.

Только после такого длительного процесса очистки платина готова к плавке.

При какой температуре плавится

Температурой плавления платины считается °С — 1773,5, однако существуют рекомендации плавки отдельных видов:

Сплавы Температура плавления Пластичность Удельный вес Прочность
Pt850/ Ir 1800—1820 °C 15% 21,5 160 HV
Pt900/ Ir 1780—1800 °C 20% 21,5 110 HV
Pt950/ Ir 1780—1790 °C 30% 21,45 80 HV
Pt 900/ Co30/ Pd70 1730°C – 1740 °C 22% 20,4 120 HV
Pt850/ Pd 1730—1750 °C 76 HV
Pt900/ Pd 1740—1755 °C 22% 19,8 72 HV
Pt950/ Pd 1755—1765 °C 22% 19,8 68 HV
Pt950/ Co 1780—1765 °C 20% 20,8 135 HV
Pt960/ Cu 1725—1745 °C 29% 20,0 108 HV
Pt950/ Co/ Cu 1750—1760 °C 22% 20,1 120 HV
Pt950/ 15In/ 30Ga 1550—1625 °C 26% 20,22 200 HV
Pt950/ Ru 1780—1795 °C 34% 20,7

Какие металлы используются в платиновых сплавах, как они меняют температуру плавления

К платине часто добавляют другие металлы:

Они способные повысить его физические свойства, а также химические особенности. Это позволяет применять сплавы в более широких областях промышленности и науки.

Легирующие компоненты добавляются в платину в температурном диапазоне 1850—1901в градусах Цельсия.

Способы плавления и температура процесса

Для плавки платины используются тигли с футеровкой из оксида циркония, оксида кальция или магнезита. Как раскислитель нужны силикокальций или алюминий.

Иногда плавка ведется в печах из оксида тория. Такая необходимость возникает, когда требуется получить изделия без примесей кальция или магнезита.

Заливку платины ведут с незначительным перегревом расплава и заливают в известковые формы.

От состава сплава зависит и температура процесса (см. таблицу).

Можно ли расплавить платину в домашних условиях

Интересно, есть ли возможность плавки платины в домашних условиях — сразу оговорюсь, что приступать к таким действиям следует в том случае, если вы разбираетесь в теме! Методы самостоятельного плавления кустарны и порой небезопасны.

Получить чистый продукт без примесей в таких условиях практически невозможно, все способы плавки не идеальны. Лучше обратиться за помощью к специалисту.

Необходимое оборудование и материалы

Некоторые любители плавят платину с помощью собранных своими руками газовых горелок с использованием кислородных баллонов, кто-то делает это сварочным аппаратом. Необходим также фарфоровый тигель (горшочек для нагрева).

Подготовка шихты

В целом процесс подготовки не отличается от промышленного, разумеется, в рамках ваших возможностей, которые в условиях дома крайне ограничены.

Процесс плавки

Сплав помещается в тигель и накаляется газовой горелкой, сварочным инвертором или другими самодельными приспособлениями до достижения необходимой температуры.

Получение отливок

Отлитый металл бывает разного вида в зависимости от созданной формочки. Тут играют роль ваши предпочтения. Главное — дать платине остыть и пользоваться инструментами предосторожности.

Как удалить примеси в домашних условиях

Как правило, в домашних условиях сделать это почти невозможно. Напротив, у любителей получается множество примесей в связи с отсутствием опыта и профессионального оборудования.

Необходимо иметь хорошие знания в химии, чтобы суметь отделить нужный металл с помощью растворов.

На этом на сегодня все. Подписывайтесь на обновления в соцсетях и до встречи!

Читать еще:  Температура плавления стали ст3
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector