השימוש בפלטינה. היכן וכיצד משתמשים בפלטינה?

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 13:54

היקרה ביותר מבין שלוש המתכות היקרות היא, כמובן, פלטינה. מבחינת השכיחות בקרום כדור הארץ, זהו אחד היסודות הנדירים ביותר. בצורתה הטהורה, פלטינה כמעט ואינה נמצאת והיא יקרה מאוד. למרות זאת, השימוש בפלטינה בתחומים שונים בכלכלה הלאומית הוא אכן רחב מאוד. במקרים מסוימים, מתכת זו עשויה להיות בלתי ניתנת להחלפה.

היסטוריית גילוי

כל נאגטס הפלטינה שנמצאו עד כה הם סגסוגות של פלטינה עם אירידיום, פלדיום, אוסמיום, ברזל ורודיום. לפעמים נמצאות גם תרכובות של מתכת זו עם ניקל או נחושת. למעשה, הפלטינה עצמה בצורתה הטהורה היא מתכת בגוון לבן-כסף מבריק. היא חייבת את שמה לכובש הספרדי שכבש את דרום אמריקה. כלפי חוץ, פלטינה דומה מאוד לכסף, אבל היא הרבה יותר מקררת. הכובשים הספרדים, שגילו מתכת דומה לכסף בדרום אמריקה, פשוט זרקו אותה בהתחלה. במקביל, הכובשים קראו לו בבוז פלטינה, שפירושו "כסף".

בארצנופלטינה התגלתה בשנת 1819. המיצוי התעשייתי שלה החל חמש שנים מאוחר יותר. בתחילה, השימוש בפלטינה ברוסיה הוגבל בעיקר למטלורגיה. הוא שימש כתוסף בייצור פלדות באיכות גבוהה. עם זאת, בשנת 1828, פלטינה מצאה שימוש נוסף. ואז, בצו של הצאר, החלה המטבעה הרוסית להטביע כסף מהמתכת הזו.

בצורתה הטהורה, פלטינה הושגה רק בשנת 1859 על ידי הכימאי Devel. בתחילה, הוא נכרה ברוסיה אך ורק במכרות ורך-איסצקי, בילימבאייבסקי ונביאנסק. מרבצים עשירים אחרים התגלו בשנת 1824.

מאפיינים כימיים ופיזיקליים

פלטינה היא מתכת השייכת לקבוצת תקופת המעבר ה-6 של מערכת מנדלייב. המאפיינים העיקריים שלו הם:

• עקשנית;
• תנודתיות קשה;
• יכולת להתגבש לסריגים מעוקבים במרכז הפנים.

כאשר חם, פלטינה מרותכת היטב ומגולגלת. כמו כן, מתכת זו יכולה לספוג חמצן די חזק. הטבלה שלהלן מציגה את המאפיינים העיקריים של פלטינה:

מאפיינים בסיסיים של פלטינה

אופייני	פרמטר
Density	21.45 g/dm3
נקודת התכה	1769 C
התנגדות	9.85 µOhm cm
Hardness	390-420 MPa
Elasticity	173 GPa

השימוש הנרחב בפלטינה בתעשייה, ברפואה ובשאר מגזרי הכלכלה מוצדק, בין היתר, ביציבות הכימית שלה. מתכת זו מתמוססת רק באקווה רג'יה וברום. כאשר מחומם, פלטינה יכולה להגיב רק עם קבוצה קטנה של חומרים.

שימושים עיקריים בפלטינה

השימוש בפלטינה בתעשיית התכשיטים מוצדק בעיקר באצילות, נדירות ויופי. באופן זה נעשה שימוש בעיקר במתכת זו עד אמצע המאה הקודמת. רק אחוזים בודדים מהכמות הכוללת של פלטינה שנכרה שימשו רופאים ותותבות שיניים. כיום, הגידול בביקוש למתכת אצילה זו גדל בהתמדה. התכונות הפיזיקליות והכימיות הייחודיות של פלטינה, בנוסף לייצור תכשיטים, הופכות אותה לפופולרית ביותר בתחומי התעשייה השונים והכלכלה הלאומית:

• ברפואה;
• תעשיית החלל;
• תעשייה כימית;
• מטוסים ובניית ספינות;
• בתעשיית הזכוכית;
• בהנדסה.

מתכת יקרה זו משמשת כמובן גם בבנקאות.

השימוש בפלטינה בתעשיית התכשיטים

כמובן, הנפוץ ביותרמתכת משמשת לייצור סוגים שונים של תכשיטים. כ-50 טון פלטינה משמשים מדי שנה בתעשיית התכשיטים העולמית. ממתכת זו ניתן לייצר מגוון תכשיטים. טבעות פלטינה, כמו גם שרשראות, עגילים, צמידים ושרשראות, הן לא רק יפות, אלא גם עמידות.

המתכת הפופולרית ביותר בתעשיית התכשיטים היא המבחן ה-950. סגסוגת זו מכילה 95% פלטינה עצמה ו-5% אירידיום. המתכת של הרכב זה מאופיינת ברמה גבוהה של גמישות וקשיות. שרשראות, צמידים וטבעות עשויים פלטינה סגסוגת אירידיום נועדו להחזיק מעמד זמן רב ככל האפשר.

שימוש בייצור חומצה חנקתית וכימיקלים אחרים

בהנדסה, פלטינה משמשת בעיקר כזרז. מתכת זו היא המחמצן הטוב ביותר של אמוניה ל-NO בייצור חומצה חנקתית. הוא משמש במקרה זה, בדרך כלל בצורה של רשת תיל בקוטר של 0.05-0.09 מ מ. בייצור של חומצה חנקתית, לא משתמשים לרוב בפלטינה טהורה, אלא בסגסוגת שלה עם רודיום. זה הופך את הזרז למעט יותר זול, מגביר את פעילותו ומאריך את חיי המדף שלו.

פלטינה משמשת בתעשייה הטכנית, כמובן, לא רק בייצור של חומצה חנקתית. זרזים העשויים ממתכת זו מסוגלים לזרז תגובות כימיות רבות אחרות. פלטינה משמשת, למשל, בהידרוגנציה של פחמימנים ארומטיים וטכניים, קטונים, אצטילן וכו'. מתכת זו משמשת גם בייצור חומצה גופרתית לייצור SO₃ אוSO_2.

יישום בזיקוק נפט

במפעלים תעשייתיים בהתמחות זו, למעשה נעשה שימוש נרחב למדי בפלטינה. במקרה זה, הוא משמש גם כזרז. בזיקוק נפט מתקבל בנזין באמצעות מתכת זו במתקנים מיוחדים. כמובן, באיכות גבוהה. בתעשיית זיקוק הנפט, פלטינה משמשת לא בצורה של רשת, אלא בצורה של אבקה דקה. בנוסף לבנזין, מימן טכני ופחמימנים ארומטיים מתקבלים גם באמצעות מתכת זו.

כמובן, ניתן להשתמש בזרזים אחרים בתעשיית זיקוק הנפט - מוליבדן, אלומיניום וכו'. עם זאת, לפלטינה יש יתרונות בלתי ניתנים להכחשה בהשוואה אליהם, כגון עמידות, פעילות רבה יותר ויעילות מוגברת.

השימוש בפלטינה בהנדסת חשמל ומכשור

אחד היתרונות של מתכת זו הוא שיש לה תכונות חשמליות ומכניות יציבות. זה הפך את הפלטינה לפופולרית ביותר במגזרים של הכלכלה הלאומית כמו:

• הנדסת רדיו;
• הנדסת חשמל;
• automatic;
• מכשירי דיוק.

השימוש בפלטינה באלקטרוניקה מאפשר לייצר מגעים באיכות גבוהה למכשירים בעלי דיוק גבוה. במקרה זה, המתכת משמשת בדרך כלל בסגסוגת עם אירידיום. לעתים קרובות מאוד, למשל, פלטינה משמשת ליצירת מגעים עבור תנורי התנגדות וסוגים שונים של מכשירים המופעלים ברשת. לפעמים סגסוגת של מתכת זו עם קובלט משמשת גם בטכנולוגיה. חומר כזה משמש לייצור מגנטים, בעלי כוח משיכה עצום בגדלים קטנים.

יישום פלטינה בתעשיית הרכב והחלל

בתחומים אלה של הכלכלה הלאומית, פלטינה מצאה גם שימוש נרחב למדי. בתעשיית הרכב, מתכת זו משמשת לרוב כזרז בממירי גזי פליטה. במקרה זה, הוא משמש כציפוי במונוליטים קרמיים.

בתעשיית החלל ובניית מטוסים, מתכת זו משמשת בעיקר לייצור אלקטרודות לתאי דלק. באופן דומה, נעשה שימוש בפלטינה, למשל, בכל החלליות של סדרת אפולו.

שימוש רפואי

השימוש בפלטינה באזור זה מציל את חייהם של אלפי חולים. הערך של מתכת זו במקרה זה טמון בעובדה שאין לה אנלוגים ברפואה. לדוגמה, מכשירי ניתוח מיוחדים עשויים מפלטינה, שניתן לעקר בלהבה של מבער אלכוהול. בטיפול זה, בניגוד לאלו העשויות ממתכות אחרות, הן אינן מתחמצנות.

פלטינה, שהשימוש בה ברפואה אינו מוגבל, כמובן, לניתוח, יכול לשמש גם ברפואת שיניים, קרדיולוגיה ומכשירי שמיעה. לעתים קרובות, למשל, הוא משמש כתרסיס בייצור כלים המיועדיםטיפול שיניים. בקרדיולוגיה ומכשירי שמיעה משתמשים באלקטרודות העשויות מסגסוגת שלה עם אירידיום. הם משמשים בעיקר להמרצת פעילות הלב. הם משמשים לעתים קרובות גם לייצור שתלים לאנשים עם אובדן שמיעה.

יישום פלטינה בתעשיית הזכוכית

פלטינה היא מתכת, בין היתר, בשימוש נרחב בייצור אופטיקה איכותית. כמו כן, הוא משמש לעתים קרובות בסגסוגת עם רודיום בייצור מתות סיבי זכוכית, שעובין לעתים קרובות אינו עולה על 1 מיקרון. מתכת כזו יכולה לעמוד בקלות אלפי שעות של חימום עד 1450 C. כמו כן, סגסוגת של רודיום ופלטינה כמעט אינה מגיבה לשינויי טמפרטורה חזקים ועמידה בפני קורוזיה.

בין היתר, מתכת זו משמשת לעתים קרובות מאוד גם בייצור סוגים שונים של ציוד שנועד לייצור זכוכית באיכות גבוהה. מנגנונים כאלה אינם מעוותים ואינם מתחמצנים במהלך תהליך הייצור. הם גם לא מגיבים עם הזכוכית המיוצרת עצמה. לעתים קרובות מאוד בתעשייה זו, למשל, משתמשים בכור היתוך פלטינה. שם מייצרים את הזכוכית הצ'כית הידועה והיקרה מאוד.

יישומים כימיים

במקרה זה, פלטינה משמשת בעיקר לייצור כור היתוך וציוד מעבדה אחר - כוסות, מדי חום התנגדות וכו'. מוצרים כאלה משמשים בעיקר לייצור של סוגים שונים של חומרים טהורים במיוחד. במוליך למחצהגבישים לא אמורים להיות, למשל, אף לא אטום זר אחד למיליון משלו. אלו התוצאות שהשימוש בציוד פלטינה מאפשר להשיג.

במקום מסקנה

השימוש בפלטינה באזורים שנדונו לעיל הוא יעיל ומוצדק. אבל כמובן, מתכת זו יכולה לשמש גם במגזרים אחרים של הכלכלה הלאומית. לדוגמה, פלטינה משמשת לעתים קרובות לייצור כור היתוך המשמש לצמיחת גבישים עבור לייזרים ומגעים בטכניקה של זרמים נמוכים. הוא משמש גם לייצור מחזיקי מחטים של מצפן, קרמים ותחליבים קוסמטיים אנטי אייג'ינג, תרופות נגד סרטן וכו'.