Platino nativo

Platino nativo
Categoria  I  : elementi nativi
Immagine illustrativa dell'articolo Native Platinum
Piccoli pezzi di platino nativo, dalla California (in alto a sinistra) e dalla Sierra Leone , Museo di Storia Naturale, Londra
Generale
nome IUPAC platino, platino
numero CAS 7440-06-4
classe strunz 01.AF.10

1 ELEMENTI (Metalli e leghe intermetalliche; metalloidi e non metalli; carburi, siliciuri, nitruri, fosfuri)
 1.A Metalli e leghe intermetalliche
  1.AF Elementi del gruppo del platino
   1.AF.10 Palladio Pd, Pt
Gruppo spaziale F m3m
Gruppo di punti 4 / m 3 2 / m
   1.AF.10 Iridio (Ir, Os, Ru, Pt)
Gruppo spaziale F m3m
Punto Gruppo 4 / m 3 2 / m
   1.AF.10 Rodio (Rh, Pt)
Gruppo spaziale F m3m
Punto Gruppo 4 / m 3 2 / m
   1.AF.10 Platino Pt
Spazio Gruppo F m3 m
Punto Gruppo 4 / m 3 2 / m
La classe di Dana 1.2.1.1

Elementi nativi e amalgami
1. Elementi naturali e amalgami
Formula chimica Pt   [polimorfi]Pt
Identificazione
Massa della forma 195.084 ± 0,009 amu
Pt 100%,
Colore grigio acciaio al nero, a volte bianco grigio, grigio biancastro, grigio chiaro, bianco acciaio
Classe di cristallo e gruppo spaziale holoedry cubico,
gruppo di punti m 3 m o 4 / m 3 2 / m; esachisottaedrico,
gruppo spaziale Fm 3 m
Sistema di cristallo cubico (isometrico)
Rete Bravais cubico compatto o centrato su sei lati
a = 3.923 1  Å  ; Z = 4, V = 60,38  Å 3 con densità calcolata da 21,46 a 21,47
Macle gemello in {111} con penetrazione
Scollatura nessuno o povero
Rompere tritato, squamoso, irregolare (frattura ruvida)
Habitus cristalli molto rari, piccoli cristalli cubici deformati o malformati millimetricamente, cristalli più grandi, talvolta decimetrici; stato particolato disseminato in una matrice rocciosa, scaglie, piccole scaglie o gocce, lame, grani, frequentemente isolati; noduli tondeggianti da pochi grammi a pochi chilogrammi, rare pepite molto raramente superiori a 5 kg; cumuli a struttura granulare, aggregati granulosi, anche in lastra, striscia o nastro; massa granulosa
Gemellaggio il {111}
Scala di Mohs da 4 a 4,5 malleabile
Linea grigio, grigio acciaio al nero, grigio biancastro metallizzato
scintilla metallo
Lucentezza lucida lucidatura, ottenendo una superficie a specchio, riflettanza compresa tra 57  % e 68,5  % in funzione della radiazione elettromagnetica visibile (dal viola al rosso); luce riflessa bianca.
Proprietà ottiche
Fluorescenza ultravioletta non fluorescente
Trasparenza opaco
Proprietà chimiche
Densità da 14 a 22 (molto puro da 17,5 a 18, puro e compatto 21,4)
Temperatura di fusione 1750  a  1775  ° C , semplice corpo purificato intorno al 1770 ° C
solubilità insolubile in acqua, principali acidi e alcali (basi), solubile in acqua regia bollente
Comportamento chimico malleabile, coesione duttile (molto meno deformabile dell'oro), ampia gamma di liquidi perché punto di ebollizione intorno a 3830  °C
Proprietà fisiche
Magnetismo amagnetico (in assenza di ferro)
Unità di SI e STP se non diversamente indicato.

Il platino nativo è una specie minerale naturale, corpo metallico semplice, formula chimica molto densa e molto rara Pt, corrispondente all'elemento chimico platino noto Pt. Il platino appartiene alla classe mineralogica degli elementi nativi , in particolare è un metallo nativo .

Si presenta più comunemente in piccoli grani o lamelle, in scaglie fini più che in modeste pepite, che ancora raramente superano qualche chilogrammo, perché può essere comune in certi placer fluviali o marini, attuali o fossili.

Storia della descrizione e del nome

Il platino è stato riconosciuto come metallo distinto dalla comunità scientifica e tecnica solo dal 1735. Questo riconoscimento deve molto all'esploratore, scrittore e studioso andaluso Antonio de Ulloa .

Eppure la scoperta di questo minerale, più comunemente in piccoli grani pesanti, piatti e tondeggianti , superficie abbastanza liscia e lucentezza metallica, moltiplicata per la schiuma, è segnalata dagli spagnoli per tutto il XVI °  secolo in Sudamerica , in particolare nell'oro alluvionale miniere di Rio Tinto in Colombia . JD Scaliger riporta così il nome di questo metallo argenteo nel 1557.

Se la parola plata significa denaro in castigliano , platina è infatti un diminutivo diminutivo, francamente sprezzante, perché la platina del Pinto è una piccola moneta , malleabile e duttile, di cui anche l'uomo dell'arte del fuoco non sa cosa fare difficile da fondere insieme o da unire o amalgamare. Da dove le credenze in un minerale impuro di argento recalcitrante o in un denaro mal nato o intimamente deformato dalla cattiva Terra e persino l'uso di questa materia rifiutato dai teppisti, per passarlo dopo averlo martellato in "moneta scimmia", da frodare denaro ufficiale denaro, un uso che va da sé poco apprezzato dalle autorità che regolano il commercio di risorse preziose in modo monopolistico .

Il topotipo è il fiume Pinto, nel bacino di San Juan, Municipalidad de Novita, dipartimento di Chocó in Colombia. Il platino metallico è stato descritto in mineralogia nel 1748 da William Brownrigg (1712-1800), un medico e chimico inglese.

Non è stato fino al 1803 che il chimico inglese Wollaston ha dimostrato che questo semplice corpo nasce da un particolare elemento, che ha chiamato il platino in latino, o di platino in francese, Platin in tedesco, platino in italiano o spagnolo. Il corpo semplice naturale viene quindi chiamato in latino o in inglese platinum nativum .

Cristallografia e cristallochimica

La maglia del suo sistema di cristalli è cubica a facce centrate .

Il minerale fa parte del gruppo del platino, riunendo elementi metallici nativi chiamati platinoidi, che contengono anche platino e sono descritti dallo stesso gruppo spaziale. Oltre al platino nativo, include anche il minerale iridio (Ir, Os, Ru, Pt), in terzo il rodio ed infine il palladio.

I suoi cristalli cubici, molto spesso piccoli e deformati, sono estremamente rari.

Proprietà fisiche e chimiche, tossicologia

Questo metallo argenteo della famiglia dei platinoidi pesanti con osmio nativo Os e iridio Ir è molto duttile. Può essere filato in un filato molto fine.

Il platino nativo non si deteriora all'aria. Infatti, in aria molto calda, si forma un sottilissimo strato passivante e protettivo di PtO.. In realtà, la sua resistenza all'ossidazione è relativa, l'ossido di platino si forma ad alta temperatura e alta pressione. Per l'artigiano gioielliere il platino è un metallo d'elezione, ecco un platinoide denso che salda a temperature molto elevate, ma difficilmente si ossida e rimane bianchissimo.

È chimicamente molto stabile e ha un alto punto di fusione. È un metallo prezioso, un buon conduttore di calore ed elettricità. Il suo coefficiente di dilatazione termica è vicino a quello del vetro. Il platino nativo puro non è magnetico.

Può essere riscaldato con un cannello senza appannarne la superficie, anche in una zona parzialmente sciolta. È un metallo refrattario.

È inattaccabile da basi forti e acidi forti , con la notevole eccezione dell'acqua regia dove forma uno ione complesso esacloro-platino solubile, lo ione esacloroplatinato [Pt (Cl 6 )] 2- , che nel mezzo acquoso acido può essere descritto come acido esacloroplatinico H 2 [Pt (Cl 6 )]. È nel senso forte di un metallo nobile , con argento e oro.

Ha però notevoli proprietà fisico-chimiche in termini di adsorbimento e catalisi . Un sottile filo di platino può avviare e promuovere la decomposizione del vapore di metanolo in gas idrogeno e metano CHO. È uno dei metalli preziosi originariamente utilizzati in catalisi nella sintesi dell'acido solforico . A volte è presente nei tubi di scarico in uno stato finemente suddiviso, un materiale chiamato schiuma di platino.

A temperatura ambiente, questa spugna o schiuma di Pt assorbe, cioè fissa sulla sua ampia superficie specifica, cento volte il suo peso di gas idrogeno, e talvolta fino a venti volte il suo peso di gas ossigeno. Il platino riscaldato rilascia i suoi gas, senza denaturarli. Questo metallo di adsorbimento è noto sin dal lavoro pionieristico di Sir Humphrey Davy nel 1817, riconoscimento che ha aperto il campo della catalisi in chimica.

Analisi, distinzione

Le sue principali impurità sono a base di Fe, platinoidi Ir, Os, Rh, Pd, Ru o anche Au e Cu, Ag e Ni. Esistono leghe con oro Au, con ferro Fe... La varietà più comune di platino nativo è una soluzione solida a base di platino chiamata polisseno. È composto dall'80 al 90  % in massa di platino, a volte dal 3 al 17  % di ferro, nonché da altri metalli come oro, rame, nichel o altri platinoidi (a volte fino al 7  % di iridio). La sua gamma cromatica è più ampia, dal nero acciaio al bianco argento.

Il platino nativo è un minerale metallico molto raro, notevole per la sua alta densità, la sua assenza di sfaldatura, la sua durezza abbastanza elevata (quasi eccezionale per un metallo), il suo colore o la sua caratteristica.

Si distingue abbastanza facilmente dai minerali che possono accompagnarlo. Ad esempio, l' argento nativo , per la sua maggiore durezza e la sua grande stabilità chimica ( non solfora né annerisce per ossidazione). Non deve essere confuso con il ferro nativo o tellurico , che è fortemente ( ferro ) magnetico , se l'operatore ha un magnete.

La sperrylite di formula PtAs2 ma di aspetto simile, è più dura (indice Mohs 6-7) e non è così deformabile.

Gitologia, occorrenze e depositi

Si verifica più spesso in depositi associati a rocce magmatiche eruttive ultrabasiche, o talvolta anche in vene di quarzo. Come minerale di deposito primario, una fase di platino, a volte della varietà pilossenica, appare precocemente nelle inclusioni microscopiche durante la segregazione in rocce basiche e ultrabasiche, come duniti e serpentine e altre rocce olivine. Il platino cristallizza in anortite o altri minerali tipici delle rocce ultrabasiche. La varietà polissenica è quindi frequentemente associata alla paragenesi degli spinelli cromiferi.

Queste sono rocce ( ultra ) mafiche , cioè rocce da base a ultrabasiche, che più facilmente forniscono campioni inclusi di platino nativo. Tra questi ricordiamo quelli di Sudbury in Canada o di Lydenburg nel Transvaal sudafricano.

Dopo l'erosione dei depositi, questi pezzi fini e particelle finiscono nelle sabbie dei placer. È il caso degli Urali settentrionali, del Cauca in Colombia, di Takaka in Nuova Zelanda, di Broken Hill nel Nuovo Galles del Sud in Australia. Le grandi pepite della Siberia o degli Urali rimangono un'eccezione notevole.

I placer di fiumi con sabbie potenzialmente auree rivelano molto spesso scaglie e grani arrotolati di platino nativo. Ad esempio, il platino originario della costa orientale malgascia è essenzialmente magnetico, è una varietà di polisseno che il cercatore d'oro scopre al meglio sotto forma di grani arrotolati su alcuni placer dei fiumi Manantratsatrana, Vahana e Farafana, ma anche dell'Isongo. , affluente del fiume Mananbia, nella regione di Farafangana .

Oltre ai minerali di cromite e olivina, può essere un sottoprodotto delle miniere di ferro, nichel e/o rame.

Il minerale è stato trovato in forma monocristallino e cubiche Russia (Urali scoperti nel XIX °  secolo ), sotto forma di cluster o botryoids in Brasile, e anche tra le rocce Mare Fecunditatis sulla luna .

Minerali associati: metalli nativi, lega a base di Pt (syssertskite, newjanskite), sperrylite PtAs 2 , cooperite PtS , solfuri (durante le cristallizzazioni idrotermali), limonite

Depositi relativamente abbondanti o caratteristici

Bushveld o Bushvoeld Complex, provincia di Limpopo Lydenburg (Transvaal). Place du Danube , Straubing , Bassa BavieraBroken Hill nel Nuovo Galles del Sudfacies botryoidal, torrente Bom Sucesso, Minas Gerais Miniere di Sudbury , Ontario Deposito di Jinbaoshan Pt-Pd-Ni-Cu, YunnanRio Pinto, Bacino di San Juan, Comune di Novita, Dipartimento Chocó Cauca, distretto di Papaya, Formazione di inclusioni microscopiche nelle peridotiti della Serranía Ronda (Málaga) cromiti di Cabo Ortegal, La Coruna fiume proveniente dai massicci ultrabasici di Ronda e Ojen Distretto di Goodnews Bay , Alaska Canyon della cataratta, area del Grand Canyon, Contea di Coconino, Arizona Nye, Complesso geologico di Stillwater , Montana Luogo Hindman, distretto di Greenhorn, contea di Baker , Oregon Fiume Ivalo, fiume Reno, Lapponia (lega Pt (fe) magnetico con talvolta fino al 18  % di ferro)Alluvione marina di Pénestin , Morbihan Vecchie miniere d'argento, ad esempio quella di Chalanches, Allemont , Isère, regione Rhône-Alpes, Francia placer della Durance, Basses-Alpes (microparticelle di Pt) Alluvione marina nera di Saintes Maries-de-la-mer o ad est di Espiguette, Camargue (microparticelle di Pt) Deposito d'oro di Teshio, distretto minerario di Fukui, provincia di Kamikawa, isola di Hokkaido fiumi in passato o potenzialmente auriferi della costa orientale, in particolare i fiumi Manantratsatrana, Isongo, Vahana e FarafanaTehuitzingo, Puebla cava dello Yucatan Karasjök , Finmark Leka , Nord-Trondelag TakakaPenisola di Lizard, Cornovaglia Noril'sk , altopiano di Putoran, penisola di Taimyr , Siberia orientale un tempo abbondante in alcuni fiumi dei monti Urali , Nizhny Taguil, il famoso deposito di Perm Distretto di Banská Stiavnica, Banská Bystrica luogo alluvionale del fiume Lubero

Usi

Questo metallo prezioso inalterabile rimasto continuamente altamente ricercati gioielli dall'inizio del XX °  secolo e per le sue applicazioni industriali, ad esempio come industria del vetro metallo refrattario, chimica divisa catalizzatore metallico (schiuma Pt), o in laboratorio. Le sue leghe solide e refrattarie sono utilizzate nella strumentazione tecnica (termoresistenza, termocoppia, standard tecnici e strumenti di laboratorio stabili, elettrodi ...) o medica, per apparecchiature (capsula del simulatore cardiaco) o in odontoiatria (protesi dentale), in aeronautica (ugelli , punta di razzo) o in oggetti tecnici (resistenza al calore, materiale legante inalterabile in gioielleria).

I chimici specializzati in catalisi lo utilizzano per sviluppare convertitori catalitici (catalizzatore con una grande superficie specifica, posto sotto forma di schiuma o distribuito su varie grandi superfici specifiche) spesso a livello molecolare (petrolio o raffinazione petrolchimica, ramificazione di idrocarburi. per ottano benzina, sintesi chimica di massa di fertilizzanti intermedi) o elettrodi di alta qualità in elettrochimica. Con i metalli platinoidi interviene in forma dispersa su supporti ceramici nei sistemi catalitici di filtri e tubi di scarico, sviluppati per l'industria automobilistica. Questo settore è di gran lunga il più grande consumatore.

L'elemento platino sotto forma di complessi organo-metallici chiamati cis-platino viene utilizzato anche nella chemioterapia.

Il platino è molto costoso, a volte in alcuni mercati più costoso dell'oro prima che quest'ultimo metallo vedesse i suoi prezzi salire dal 2009. Il prezzo del platino potrebbe aver superato i 46.600  euro al kg (più di $ 2.000 al kg ) oncia nel 2008 o $ 66.000 per kg) iniziomarzo 2008, più del doppio di quello dell'oro stagnante a 20.000  euro al kg . Si noti che la Russia, in particolare gli Urali nella Siberia orientale (Pd preponderante su Pt), e Sud Africa (preponderanza di Pt), in particolare il Transvaal , sono tra gli attuali principali fornitori, da complessi minerali a base di ferro, nichel e rame. La scarsità e l'alto costo limitano i loro usi tecnici e promuovono il riciclaggio all'interno dei processi. La gioielleria e la gioielleria di lusso impiegherebbero ancora un quarto della produzione mondiale, e spesso a bassa lega, il marchio Pt 950 indica un contenuto di lega del 95  % .

È anche un minerale da collezione. Una delle pepite più grandi è quella del Museo del Cremlino (che pesa più di 7 kg). Va notato che le colture da collocare costituiscono solo una minima parte della produzione annua di platino. I suoi minerali diretti più utilizzati sono la sperrylite PtAs 2 e la cooperite PtS, ma il recupero minerario già menzionato è ancora maggiore.

Storia del suo utilizzo

Il platino nativo non è sconosciuto nell'antichità mediterranea. È stato modellato da un attento martellamento. Gli scavi in Egitto hanno portato alla luce braccialetti e oggetti in platino inalterabili risalenti a più di 3.500 anni fa. Le civiltà precolombiane conoscevano e apprezzavano questo corpo malleabile e relativamente duro, che tanto dispiaceva ai violenti e crudeli conquistatori. Tuttavia, questi ultimi seguirono, senza ammetterlo, i consigli dei loro schiavi amerindi utilizzandolo talvolta come guinzaglio da caccia.

Il platino è unemployable in gioielleria prima del XVIII °  secolo, per motivi di difficoltà tecnica di realizzazione. Il platino nativo è stato per lungo tempo l'unica fonte di metallo in commercio.

Il suo uso in gioielleria e ornamenti di lusso è letteralmente balzato tra il 1900 e il 1920, grazie in particolare al know-how di manipolazione e fusione di leghe preziose di gioiellieri e artigiani francesi e giapponesi. Si possono ottenere filati finissimi e nastri laminati ultrasottili.

Ma gradualmente l'industria meccanica ha aumentato l'uso di leghe a base di Pt per parti specifiche. Per le sue caratteristiche meccaniche e termiche è diventato molto popolare. Può essere utilizzato per sottili lamette da barba, candele per aeroplani o per costruire dispositivi meccanici ed elettrici di precisione, tipici del laboratorio, a causa della sua bassa dilatazione termica. L'industria chimica ha anche aumentato il suo uso generico nella catalisi.

I chimici lo usavano in passato per realizzare spatole, bicchieri, pentole e crogioli con le classiche tecniche di caldareria. I corpi platinoidi sono metalli refrattari. L'industria del vetro lo utilizza per le sue uscite di forni, i suoi processi o attrezzature che non colorano il vetro a contatto, a differenza delle leghe di rodio.

Note e riferimenti

  1. La classificazione dei minerali scelta è quella di Strunz , ad eccezione dei polimorfi della silice, che sono classificati tra i silicati.
  2. massa molecolare calcolata da "  Pesi atomici degli elementi 2007  " su www.chem.qmul.ac.uk .
  3. Bonewitz, opus citato
  4. Questo disprezzo non si trova tra gli amerindi o tra molti popoli antichi. Può essere lavorato a freddo come un metallo nativo . Leggi la storia qui sotto
  5. Rupert Hochleitner, opera citata. La regina di Spagna, Isabella di Castiglia, avrebbe deciso di contrastare questa precoce contraffazione o nascente sostituzione per punire con la morte i colpevoli e, con provvedimento radicale, gettare i grani di questo famigerato materiale nelle onde tumultuose dell'Amazzonia .
  6. La pubblicazione viene distribuita nel 1750
  7. tempo si trovavano in abbondanza in alcuni alloggi negli Urali.
  8. In generale, il semplice corpo di platino appare al chimico più reattivo dell'iridio metallico o addirittura dell'osmio (se si esclude l'azione dell'ossigeno ).
  9. spugna o schiuma di platino è stata originariamente prodotta mediante vari processi termici, a differenza del nero di platino ottenuto mediante riduzione di corpi di organo-platino in soluzione acquosa e precipitazione chimica in particelle fini.
  10. Philippe ROSSI, articolo "polisseno", Encyclopædia Universalis , 2001. [1]
  11. Sperrylite è presente nei placer del fiume Miessejoki in Finlandia
  12. Annibale Mottana, opus citato. Il sottocontenuto di palladio del pilosseno è spesso molto povero nelle dune o nelle rocce olivine. Il contenuto di palladio e nichel è maggiore nelle rocce ignee basiche come le noriti e le diabasi.
  13. Farges, opera citata
  14. Ma la situazione è cambiata. Da dicembre 2015 a febbraio 2016 sul mercato dei metalli preziosi a Londra, il platino si è quasi stabilizzato tra 24.100  euro al kg e 27.450  euro al kg , il prezzo dell'oro è aumentato grosso modo da 31.000  euro al kg a 36.000  euro al kg mentre l'argento ha oscillato solo tra 400  euro al kg e 450  euro al kg o palladio hanno sperimentato solo due livelli, il primo massimo prima della caduta di inizio gennaio sopra i 16.000  euro al kg e il secondo sopra i 14.000  euro al kg .
  15. È un metallo minerale relativamente puro in vendita, rispetto all'oro. Il titolo minimo autorizzato per la vendita è Pt 850. Nel 1996, su un consumo stimato inferiore a 5 Mon (4,88 milioni di once), un altro 1,85 Mon è stato utilizzato in gioielleria e gioielleria.
  16. All'inizio degli anni '90, la produzione annua ha raggiunto circa 130 milioni di tonnellate (Sud Africa 102, Russia 22, Canada 6, Stati Uniti o Colombia 2). Le riserve sono quindi stimate a meno di 60mila tonnellate.
  17. Abbiamo dovuto attendere l'invenzione della torcia (ossidrica) e la metallurgia ragionata delle polveri

Bibliografia

Vedi anche

Articoli Correlati

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