Platina, Proiect Materiale Metalice

Caracteristici si propietati

Platina este un metal nobil apartinand grupei metalelor platinice, grupa a 8-a a elementelor chimice din tabelul periodic. Metalele nobile au un luciu metallic care se mentine in aer uscat, au o foarte buna rezistenta la oxidare, coroziune si pastrarea culorii in timp.

Metalele nobile sunt aurul, platina, paladiul, iridiul, rhodiul, osmiul si rutheniul.

Metalele platinice sunt chimic nereactive, ele gasindu-se in natura sub forma unor aliaje native constand in special din platina. Metale platinice: Ru, Rh, Pd, Os, Ir si Pt.

Platina este cel mai important dintre metalele platinice si paladice, ea are culoarea alba-cenusie si e foarte ductila.

Obtinerea platinei

Ea se obtine di concentratele namoloase de la electroliza nichelului, Cu, Pb. Namolurile ce contin platina se supun prajirii oxidate. Platina se solubilizeaza cu apa regala la rece si apoi la cald. La final se precipita un cloroplatinet de amoniu (NH4)2Pt Cl6 prin descompunerea termica a cloroplatinatului de amoniu se obtine platina sub forma de pulbere dupa reactia:

(NH4)2PtCl6 (1200)Pt+2NH3+2HCl+2Cl2

Operatii succesive de punere in solutie si reprecipitare a cloroplatinatului de amoniu permit atingerea unei puritati de 99,995%.

Purificarea avansata: In 1922 ,,Natioanal bireau of standard ,, S.U.A. a elaborat o platina de inalta puritate care are un efect termoelectric negativ in raport cu toate celalte specii de platina cunoscute anterior. Aceasta a fost utilizata drept standard pentru toate utilizarile termoelectrice si desemnata cu simbolul Pt27. Criteriul de puritate cel mai des utilizat in cazul platinei este marimea coeficientului de temperatura a rezistentei electrice

100=R100-R0/100R0

in care R0 este rezistenta electrica a unui fir standard cu diametrul 0,52 mm la 0 si 100oC. Un material pur si lipsit de defecte chimice are valoarea =0.0039, cu un titlu de puritate de 99,998%.

Proprietatile si structura platinei

Structura cristalina

Platina cristalizeaza in sistemul cubic cu fete centrate cu =9239Å la 25oC. Cea mai mica distanta interatomica este 2,775 Å.

Proprietati fizice a platinei

- densitata [g cm3] 21,60 la 293K,

- punct topire [oC] 1755,

- greutate atomica 195,09,

- Nr atomic 78.

Propritatile electrice si termice.

Rezistivitatea electrica a unui esantion 99,9997% este ρ=0,013 μΩcm la 4.2K, si ρ=9,85 μΩcm la 273K.

Conductivitatea termica a platinei este dependenta de temperatura crescand o data cu aceasta. Astfel pentru 300K avem o conductivitate de 0,710W/cmK, iar la 1000K platina are conductivitatea 0,781W/cmK.

Recristalizarea platinei

Temperatura de recristalizare a platinei este sensibila la puritatea globala si la natura impuritatilor. Se disting urmatoarele categorii de esantioane de platina:

1. Platiana numita ,,tehnic pura’’ cu titlul 99.5%, principalele impuritati fiind metalele platinice plus aur si argint.

2. Platina ,, chimic pura” cu titlul 99,9% ce contine 500 ppm platinice (Rh-Ir-Pd) si 500 ppm aur, argint si alte metale uzuale.

3. Platina ,,fizic pura’’ cu titlul 99,99%, principalele impuritati fiind numai metalele platinice.

Esantioanele au fost laminate (81,3%), recoapte 0,5 h la temperaturi crescatoare.

Recristalizarea are loc pentru:

- platina ,,fizic pura’’(3) la 300-400oC

- platina ,,chimic pura’’(2)intre 400-500 oC

- platina ,,tehnic pura’’(1) intre 600-700 oC

Esantioanele 1 si 3 au fost topite in cuptor cu jet de electroni. Domeniul de recristalizare se intinde, la ambele intre 350 si 850oC. Acesta se explica prin faptul ca la topire elementele volatile ( Au, Ag, Pd ) au fost indepartate, in timp ce Rh si Ir au ramas conducand la o imbogatire relativa in aceste impuritati, ce ridica sensibil temperatura de recristalizare.