استفاده از پلاتین. پلاتین در کجا و چگونه استفاده می شود؟

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-17 18:49

گرانترین فلز از میان سه فلز گرانبها البته پلاتین است. از نظر شیوع در پوسته زمین یکی از نادرترین عناصر است. در شکل خالص خود، پلاتین عملا یافت نمی شود و بسیار گران است. با وجود این، استفاده از پلاتین در زمینه های مختلف اقتصاد ملی در واقع بسیار گسترده است. در برخی موارد، این فلز حتی ممکن است غیر قابل تعویض باشد.

تاریخچه کشف

همه قطعات پلاتین یافت شده تا به امروز آلیاژهای پلاتین با ایریدیوم، پالادیوم، اسمیم، آهن و رودیوم هستند. گاهی اوقات ترکیباتی از این فلز با نیکل یا مس نیز یافت می شود. در واقع خود پلاتین به شکل خالص خود فلزی با سایه درخشان سفید نقره ای است. نام خود را مدیون فاتح اسپانیایی است که آمریکای جنوبی را فتح کرد. از نظر ظاهری، پلاتین بسیار شبیه نقره است، اما خنک کننده آن بسیار بیشتر است. فاتحان اسپانیایی که فلزی شبیه به نقره را در آمریکای جنوبی کشف کردند، در ابتدا آن را به سادگی دور انداختند. در همان زمان، فاتحان او را با تحقیر پلاتینا به معنی نقره می نامیدند.

در کشور ماپلاتین در سال 1819 کشف شد. استخراج صنعتی آن پنج سال بعد آغاز شد. در ابتدا، استفاده از پلاتین در روسیه عمدتاً به متالورژی محدود می شد. به عنوان یک افزودنی در تولید فولادهای با کیفیت بالا استفاده می شد. با این حال، در سال 1828، پلاتین کاربرد دیگری پیدا کرد. سپس با فرمان تزار، ضرابخانه روسیه شروع به ضرب پول از این فلز کرد.

در شکل خالص خود، پلاتین تنها در سال 1859 توسط شیمیدان Devel به دست آمد. در ابتدا، در روسیه منحصراً در معادن Verkh-Isetsky، Bilimbaevsky و Nevyansk استخراج شد. ذخایر غنی دیگر در سال 1824 کشف شد.

ویژگی های شیمیایی و فیزیکی

پلاتین فلزی است متعلق به گروه ششمین دوره انتقالی منظومه مندلیف. خواص اصلی آن عبارتند از:

• نسوز;
• نوسانات سخت؛
• قابلیت کریستال شدن به شبکه های مکعبی رو به مرکز.

وقتی که داغ است، پلاتین به خوبی جوش داده شده و نورد می شود. همچنین این فلز می تواند اکسیژن را به شدت جذب کند. جدول زیر ویژگی های اصلی پلاتین را نشان می دهد:

خواص اساسی پلاتین

ویژگی	پارامتر
تراکم	21.45 g/dm3
نقطه ذوب	1769 C
مقاومت	9.85 µOhm cm
سختی	390-420 MPa
کشسانی	173 GPa

استفاده گسترده از پلاتین در صنعت، پزشکی و سایر بخش‌های اقتصاد، از جمله، با پایداری شیمیایی آن توجیه می‌شود. این فلز فقط در آکوا رژیا و برم حل می شود. هنگامی که پلاتین گرم می شود، تنها می تواند با گروه کوچکی از مواد واکنش نشان دهد.

کاربردهای اصلی پلاتین

استفاده از پلاتین در صنعت جواهرسازی در درجه اول به دلیل اشراف، کمیاب بودن و زیبایی آن توجیه می شود. به این ترتیب بود که این فلز عمدتاً تا اواسط قرن گذشته مورد استفاده قرار می گرفت. تنها چند درصد از کل مقدار پلاتین استخراج شده توسط پزشکان و متخصصان پروتز دندان استفاده شد. امروزه رشد تقاضا برای این فلز نجیب به طور پیوسته در حال رشد است. خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد پلاتین، علاوه بر تولید جواهرات، آن را در عرصه های مختلف صنعت و اقتصاد ملی بسیار محبوب کرده است:

• در پزشکی؛
• صنعت فضایی؛
• صنایع شیمیایی؛
• هواپیما و کشتی سازی;
• در صنعت شیشه؛
• در مهندسی.

این فلز گرانبها البته در بانکداری هم استفاده می شود.

استفاده از پلاتین در صنعت جواهرسازی

البته، گسترده تریناز فلز برای ساخت انواع جواهرات استفاده می شود. سالانه حدود 50 تن پلاتین در صنعت جواهرسازی جهان استفاده می شود. از این فلز می توان جواهرات مختلفی ساخت. حلقه های پلاتین و همچنین زنجیر، گوشواره، دستبند و گردنبند نه تنها زیبا، بلکه بادوام نیز هستند.

محبوب ترین فلز در صنعت جواهرسازی تست 950 است. این آلیاژ دارای 95 درصد پلاتین و 5 درصد ایریدیم است. فلز این ترکیب با درجه بالایی از کشش و سختی مشخص می شود. زنجیر، دستبند و حلقه‌های ساخته شده از پلاتین آلیاژی با ایریدیوم به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تا حد امکان دوام داشته باشند.

استفاده در تولید اسید نیتریک و سایر مواد شیمیایی

در مهندسی، پلاتین عمدتاً به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. این فلز است که بهترین اکسید کننده آمونیاک به NO در تولید اسید نیتریک است. در این مورد معمولاً به صورت مش سیمی با قطر 0.05-0.09 میلی متر استفاده می شود. در تولید اسید نیتریک بیشتر از پلاتین خالص استفاده نمی شود، بلکه از آلیاژ آن با رودیم استفاده می شود. این باعث می شود کاتالیزور کمی ارزان تر شود، فعالیت آن افزایش یابد و عمر مفید آن افزایش یابد.

پلاتین در صنعت فنی استفاده می شود، البته نه تنها در تولید اسید نیتریک. کاتالیزورهای ساخته شده از این فلز قادر به تسریع بسیاری از واکنش های شیمیایی دیگر هستند. پلاتین به عنوان مثال در هیدروژناسیون هیدروکربن های آروماتیک و فنی، کتون ها، استیلن و غیره استفاده می شود. این فلز همچنین در تولید اسید سولفوریک برای تولید SO₃ یاSO_2.

کاربرد در پالایش نفت

در شرکت های صنعتی این تخصص، پلاتین در واقع به طور گسترده ای استفاده می شود. در این مورد به عنوان کاتالیزور نیز استفاده می شود. در پالایش نفت، بنزین با استفاده از این فلز در تاسیسات ویژه به دست می آید. البته با کیفیت بالا در صنعت پالایش نفت از پلاتین نه به صورت توری، بلکه به صورت پودر ریز استفاده می شود. علاوه بر بنزین، هیدروژن فنی و هیدروکربن های معطر نیز با استفاده از این فلز به دست می آید.

البته در صنعت پالایش نفت از کاتالیزورهای دیگری نیز می توان استفاده کرد - مولیبدن، آلومینیوم و … اما پلاتین در مقایسه با آنها مزایای غیرقابل انکاری مانند دوام، فعالیت بیشتر و افزایش راندمان دارد.

استفاده از پلاتین در مهندسی برق و ابزار دقیق

یکی از مزایای این فلز این است که دارای خواص الکتریکی و مکانیکی پایدار است. این امر باعث محبوبیت پلاتین در بخش‌هایی از اقتصاد ملی مانند:شد.

• مهندسی رادیو؛
• مهندسی برق;
• اتوماتیک;
• ابزار دقیق.

استفاده از پلاتین در الکترونیک امکان تولید کنتاکت های باکیفیت برای دستگاه های با دقت بالا را فراهم می کند. در این حالت معمولاً از فلز در آلیاژی با ایریدیوم استفاده می شود. اغلب اوقات، به عنوان مثال، پلاتین برای ایجاد تماس برای کوره های مقاومتی وانواع مختلف دستگاه های تحت شبکه گاهی از آلیاژ این فلز با کبالت نیز در فناوری استفاده می شود. از چنین ماده ای در ساخت آهنرباهایی استفاده می شود که در اندازه های کوچک نیروی جاذبه زیادی دارند.

کاربرد پلاتین در صنعت خودرو و فضایی

در این مناطق از اقتصاد ملی، پلاتین نیز کاربرد نسبتاً گسترده ای پیدا کرده است. در صنعت خودرو از این فلز بیشتر به عنوان کاتالیزور در مبدل های گازهای خروجی استفاده می شود. در این مورد به عنوان پوشش در یکپارچه های سرامیکی استفاده می شود.

در صنعت فضایی و ساخت هواپیما، این فلز عمدتاً برای ساخت الکترودهای پیل سوختی استفاده می شود. به طور مشابه، پلاتین به عنوان مثال در تمام فضاپیماهای سری آپولو استفاده شد.

استفاده پزشکی

استفاده از پلاتین در این زمینه جان هزاران بیمار را نجات می دهد. ارزش این فلز در این مورد در این واقعیت است که آن را در پزشکی مشابه ندارد. به عنوان مثال، ابزار جراحی خاصی از پلاتین ساخته شده است که می تواند در شعله یک مشعل الکلی استریل شود. با این درمان، بر خلاف فلزات دیگر، آنها اکسید نمی شوند.

پلاتین پلاتین که البته کاربرد آن در پزشکی محدود به جراحی نیست، در دندانپزشکی، قلب و عروق و سمعک نیز قابل استفاده است. به عنوان مثال، اغلب از آن به عنوان اسپری در ساخت ابزارهای در نظر گرفته شده استفاده می شوددرمان دندان در قلب و عروق و سمعک از الکترودهای ساخته شده از آلیاژ آن با ایریدیوم استفاده می شود. آنها عمدتا برای تحریک فعالیت قلبی استفاده می شوند. همچنین اغلب برای ساخت ایمپلنت برای افراد کم شنوایی استفاده می شود.

کاربرد پلاتین در صنعت شیشه

پلاتین فلزی است، در میان چیزهای دیگر، که به طور گسترده در تولید اپتیک های با کیفیت بالا استفاده می شود. همچنین، اغلب در آلیاژی با رودیوم در ساخت قالب های الیاف شیشه، که ضخامت آن اغلب از 1 میکرون تجاوز نمی کند، استفاده می شود. چنین فلزی می تواند هزاران ساعت حرارت را تا 1450 درجه سانتیگراد به راحتی تحمل کند. همچنین آلیاژی از رودیوم و پلاتین عملاً به تغییرات شدید دما واکنش نشان نمی دهد و در برابر خوردگی مقاوم است.

در میان چیزهای دیگر، این فلز همچنین اغلب در تولید انواع تجهیزات طراحی شده برای ساخت شیشه های با کیفیت استفاده می شود. چنین مکانیسم هایی در طول فرآیند تولید تغییر شکل نمی دهند و اکسید نمی شوند. آنها همچنین با شیشه تولید شده خود واکنش نشان نمی دهند. اغلب در این صنعت به عنوان مثال از بوته های پلاتین استفاده می شود. در آنها است که شیشه چکی بسیار معروف و گران قیمت ساخته می شود.

کاربردهای شیمیایی

در این مورد، پلاتین نیز عمدتاً برای ساخت بوته ها و سایر تجهیزات آزمایشگاهی - فنجان ها، دماسنج های مقاومتی و غیره استفاده می شود. چنین محصولاتی عمدتاً در ساخت انواع مختلف مواد فوق خالص استفاده می شود. در نیمه هادیبرای مثال، کریستال ها نباید در هر میلیون خود یک اتم خارجی داشته باشند. اینها نتایجی هستند که استفاده از تجهیزات پلاتین به آنها امکان می دهد.

به جای نتیجه گیری

استفاده از پلاتین در زمینه هایی که در بالا مورد بحث قرار گرفت، مصلحت و موجه است. البته این فلز در سایر بخش های اقتصاد ملی نیز قابل استفاده است. به عنوان مثال، پلاتین اغلب برای ساختن بوته های مورد استفاده در رشد کریستال ها برای لیزر و تماس ها در تکنیک جریان های کم استفاده می شود. همچنین برای ساخت جای سوزن قطب نما، کرم ها و لوسیون های آرایشی ضد پیری، داروهای ضد سرطان و غیره استفاده می شود.