Пла́тина (лат. Platinum), Pt, химический элемент VIII группы короткой формы (10-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 78, атомная масса 195,084; относится к платиновым металлам. Природная платина состоит из стабильных изотопов ¹⁹²Pt (0,79 %), ¹⁹⁴Pt (32,9 %), ¹⁹⁵Pt (33,8 %), ¹⁹⁶Pt (25,3 %), ¹⁹⁸Pt (7,2 %) и слаборадиоактивного изотопа ¹⁹⁰Pt (0,01 %, период полураспада T_1/2 6,5·10¹¹ лет); искусственно получены радиоизотопы с массовыми числами 166–202. Платина относится к редким элементам; концентрация в земной коре 5·10^–7 % по массе. Встречается в виде самородков, сплавов с железом (поликсен), палладием или иридием и соединений с мышьяком или серой, а также в составе сульфидных полиметаллических руд.

Историческая справка

Самородная платина использовалась для изготовления ремесленных изделий в Древнем Египте, Эфиопии, Южной Америке. В 16–17 вв. испанские колонизаторы Образец платины.Образец платины.добывали попутно с золотом тяжёлый белый металл, которому дали название «платина» (от исп. platina, уменьшительное от plata – серебро). Описание «платины» как огнестойкого металла впервые сделано Ю. Ц. Скалигером в 1557 г. Открытие платины часто приписывают испанскому исследователю А. де Ульоа, который в 1745 г. привёз в Европу с золотых рудников Южной Америки образцы самородной платины (независимо от него британский металлург Ч. Вуд прислал в 1741 г. аналогичные образцы с Ямайки). Самостоятельным металлом платина, которую первоначально считали белым золотом, признана в середине 18 в., после публикации в 1748 г. отчёта А. де Ульоа. В чистом виде металл впервые выделен У. Волластоном в 1803–1804 гг.

Физико-химические свойства

Конфигурация внешней электронной оболочки атома платины 4f¹⁴5d⁹6s¹; степени окисления от +1 до +6 (наиболее устойчивы +2 и +4), электроотрицательность по Полингу 2,2; атомный радиус 138 пм, ионные радиусы (координационное число 6) Pt²⁺ 94 пм, Pt⁴⁺ 77 пм, Pt⁵⁺ 71 пм. При нормальных условиях платина – серовато-белый блестящий пластичный металл; кристаллическая решётка гранецентрированная кубическая; t_пл 1769 °С, t_кип около 3800 °С, плотность 21450 кг/м³; удельное электрическое сопротивление 9,85 мкОм·см (0 °С), теплопроводность 74,1 Вт/(м·К). В нагретом состоянии прокатывается и сваривается.

Платина химически устойчива. Не растворяется в большинстве кислот, медленно взаимодействует с горячей H₂SO₄ и жидким Br₂, реагирует с царской водкой. При нагревании на воздухе и в О₂ образует летучие оксиды. Известны чёрный PtO, коричневый PtO₂, красновато-коричневый PtO₃, а также Pt₂O₃ и Pt₃O₄. Все они разлагаются при нагревании. Гидролизом солей платины выделены гидроксиды Pt(OH)₂ и Pt(OH)₄. Платина обратимо поглощает Н₂ (до 100 объёмов на один объём платины). При нагревании взаимодействует с F₂, образуя при атмосферном давлении PtF₃, PtF₄ и PtF₅, при повышенном давлении – летучий высокореакционноспособный PtF₆. Гексафторид платины является сильнейшим окислителем, реагирует с O₂, NO и Xe с образованием O₂PtF₆, NOPtF₆ и XePtF₆ (гексафтороплатинат ксенона – первое из полученных соединений благородных газов).

Пплатина образует термически неустойчивые галогениды PtX₂, PtX₄ (X – Cl, Br, I), а также многочисленные комплексные соединения [PtX₄]^2– и [PtX₆]^2–. Получены аммины платины, например [Pt(NH₃)₂]Cl₂. Платина взаимодействует с халькогенами, выделяя нерастворимые сульфиды PtS и PtS₂, селениды и теллуриды, реагирует с фосфором. Выделены комплексные соединения Pt⁰, например Pt(PF₃)₄, а также платинаорганические соединения. При нагревании с углеродом и кремнием платина образует твёрдые растворы.

Получение

При переработке медно-никелевых руд платина вместе с Au, Ag и другими платиноидами концентрируется в черновых Ni и Cu; при электролитической очистке Ni и Cu переходит в шлам, из которого получают концентрат платиновых металлов. Концентрат растворяют в горячей царской водке, добавляют восстановитель для удаления избытка HNO₃, с помощью NH₄Cl осаждают (NH₄)₂[PtCl₆] и при 800–1000 °С разлагают (NH₄)₂[PtCl₆] до губчатой платины, которую очищают повторным растворением, осаждением и прокаливанием. Восстановлением солей получают высокодисперсную платину – т. н. платиновую чернь, являющуюся активным катализатором.

Применение

Основные области применения платины, её соединений и платиновых сплавов – автомобилестроение (сплав Pt с Pd – катализатор дожигания выхлопных газов автомобилей), электротехника и электроника (сплавы платины – материалы контактов электрических приборов и печей сопротивления), нефтехимический и органический синтез (платина – катализатор гидрирования, изомеризации, циклизации, восстановления и других реакций органических соединений; катализатор синтеза HNO₃, H₂SO₄; катализатор очистки Н₂), стекольная промышленность (материал тиглей для варки стекла, фильер для производства стекловолокна), измерительная техника (материал для термопар и термометров сопротивления). Платину используют также для производства лабораторной посуды (ампулы, тигли, чаши, лодочки, сетки), в качестве анодов промышленных и лабораторных электролизёров, сплавы платины – для изготовления хирургических инструментов и постоянных магнитов (сплав с Со). В виде наночастиц платину применяют как электрокатализатор в топливных элементах.

Значительная часть платины используется в производстве ювелирных изделий. Платина является валютным металлом. В России в 1828–1845 гг. выпускались монеты из платины для регулярного обращения, в 1977–1995 гг. – инвестиционные монеты.

Мировое производство платины из первичных источников в 2021 г. составило 180 т, из них около 19 т в России. Организована переработка лома платины.