铂是一种化学元素,俗称白金。它的化学符号是Pt,它的原子序数是78。在自然界常存在于原铂矿中,极为分散。多用原铂矿富积、萃取而获得。由西班牙人乌罗阿(Ulloa)和武德(Wood)分别于1935年和1941年发现。  

基本信息

铂
    铂
  元素名称:铂  化学符号:Pt  英文名称:Platinum  元素类别:过渡金属  原子序数:78  相对原子质量:195.084g·mol-1  

元素描述

铂
     铂
  铂,原子序数78,原子量195.08,元素名来源于西班牙文,原意是“银”。1735年西班牙数学加希拉尔在平脱附近的金矿中发现一块难以加工的金属,因为它很像银,所以取名铂;1748年英国化学家沃森确认这是一种新元素。铂在地壳中的含量位千万分之五,几乎铱单质状态分散于冲积矿床和砂积矿床的各种矿石中。铂有6种稳定同位素:铂190、192、194、195、196、198。  铂为银白色金属,熔点1772°C,沸点3827±100°C,密度21.45克/厘米3;质地柔软,有光泽,有良好的延展性和热、电性能。  铂的化学性质不活泼,在空气和潮湿环境中稳定,常温下不受普通的酸、碱、盐和有机物的侵蚀;铂溶于热的王水和熔融件;高温下能与硫、、卤素发生作用;铂有形成配位化合物的强烈倾向,还有良好的催化性能。  铂及其合金的用途广泛。铂在众多化工生产中用作催化剂;铂及其合金在高温下耐腐蚀和氧化;铂合金有较高的的强度和硬度。

元素发现

  南美洲古代印第安人却早已经利用铂和金的合金制成装饰品。由于铂在铂系矿物中的含量比其他元素的含量大的多,因而它是铂系元素中首先被发现的。  在欧洲首先提到铂的可能是法国矿物学家斯卡里吉在1557年发表的著述中。他讲到所有金属都能熔化,但有一种墨西哥和达里南Darian(今巴拿马)矿里的一种金属不能熔化。这可以认为是指铂。  18世纪中叶,南美洲的铂矿传到欧洲一些学者手中,他们对铂进行了研究。不少学者认为铂不是一种纯金属,而是和汞的合金,还有人认为它是一种半金属。1752年瑞典化学家谢斐尔肯定它是一种独立的金属,称它为aurum album(白金)。1789年拉瓦锡发表他制定的元素表,铂被列入其中。现今铂的拉丁名称是platinum,元素符号是Pt。  

物理性质

铂金戒指
      铂金戒指
  外观:银白色金属  状态:固体  接近室温密度:21.45 g·cm-3  熔点时液体密度:19.77 g·cm-3  熔点:2041.4 K,1768.3 °C,3214.9 °F  沸点:4098 K,3825 °C,6917 °F  熔化热:22.17 kJ·mol-1  汽化热:469 kJ·mol-1  比热容:(25 °C) 25.86 J·mol-1·K-1  

化学性质

砷铂矿
    砷铂矿
  铂是一种过渡金属,密度大,可延展,色泽银白,金属光泽,硬度4~4.5,相对密度为21.45。熔点高为1773℃。富延展性,可拉成很细的铂丝,轧成极薄的铂箔。化学性质极稳定,不溶于强酸强碱,在空气中不氧化。但以下物质能溶解铂:  1.王水(硝酸盐酸以1:3(体积比)混合的混合物)  虽然王水能溶解铂,但这与铂的状态有关,致密的铂在常温下的王水溶解速度非常慢,直径1 mm的铂丝要4-5个小时才能完全溶解。铂黑(铂粉)在加热时能与浓硫酸反应,生成Pt(SO4)2,SO2和水。氯铂酸的制法是把铂金属溶解在王水中。这个反应的产物是H2PtCl6,而非以前认为的含氮铂化合物。氯铂酸是一红棕色固体,可从蒸发其溶液取得。  Pt + 4 HNO3 + 6 HCl → H2PtCl6 + 4 NO2 + 4 H2O  2.碱金属氰化物  碱金属氰化物也能溶解铂,高温下铂能与卤素反应,但,碲和更容易和铂反应。致密的金属铂在任何温度下的空气都不被氧化,但是在高温高压下能与纯氧反应。 

元素用途

  铂由于有很高的化学稳定性和催化活性,因此,应用很广。多用来制造耐腐蚀德化学仪器,如各种反应器皿、蒸发皿坩埚、电极、铂网等,铂和铂铑合金常用作热电偶,来测定1200~1750℃的温度。在化学工业中常用作催化剂。  铂族金属和合金有很多重要的工业用途。过去主要是制造蒸馏釜以浓缩铅室法制得稀硫酸,也曾用铂铱合金制造标准的米尺和砝码。在19世纪中叶,俄国曾制造铂铱合金币在市场上流通。目前,铂族金属及其合金的主要用途为制造催化剂。铂铑合金对熔融的玻璃具有特别的抗蚀性,可用于制造生产玻璃纤维的坩埚。铂铱、铂铑、铂钯合金有很高的抗电弧烧损能力,被用作电接点合金,这是铂的主要用途之一。由于铂化学性质稳定,纯铂、铂铑合金或铂铱合金制造的实验器皿如坩埚、电极、电阻丝等是化学实验室的必备物。铂钴合金是一种可加工的磁能积高的硬磁材料。  

铂族金属

  铂族金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)六种金属。  铂族金属以其特别可贵的性能和资源珍稀而著称;与、银合称“贵金属”。但其发现与利用相对于金、银来说要晚得多。金、银饰品在人类纪元之前的墓葬中就有发现,而人类对铂族金属的了解和利用,不过两百多年的历史。其中铂发现最早,1735年由尤尔洛(A.De.Ulloa)发现,其余几种元素都迟至19世纪才陆续有所了解,如钯是1804年由沃拉斯顿(W.H.Wollaston)发现,钌是1845年科劳斯(K.Claus)发现。虽然发现较晚,但很快了解到它们有一些可贵的功能,因而被广泛应用于现代工业和尖端技术中。因此被称为“现代贵金属”。据报道,从公元前4000年到19世纪末,全球累计产金2.9万t,19世纪世界平均年产金123t;到1973~1980年,世界平均年产金量达1375t。铂族金属的世界产量从1969年开始超过100t,80年代末便翻了一番,达到200t,90年代初年产近300t。从这些数据不难体会出“贵金属”与“现代贵金属”深层的涵义:二者都是珍稀而贵重,而铂族元素虽然绝对数量比不上金、银,但其发展的速度深刻体现出“现代”的涵义。  铂和它的同系金属——钌、铑、钯、锇、铱和金一样,几乎完全成单质状态存在于自然界中。它们在地壳中的含量也和金相近,且它们的化学惰性和金比较也不相上下,但是人们发现并使用它们却远在金后。它们在自然界中的极度分散和它们的高熔点,可能是造成这种状况的原因。至今发现的最大的天然铂块是9.6千克。铂的熔点1772℃,钌的熔点2310℃,铑的熔点1966℃,钯的熔点1552℃,锇的熔点2054℃,铱的熔点2410℃,而金的熔点是1063℃。  

元素来源

  目前已发现200余种铂族元素矿物。可分为4大类:①自然金属:自然铂、自然钯、自然铑、自然锇等;②金属互化物:钯铂矿、锇铱矿、钌锇铱矿,以及铂族金属与、镍、、银、等以金属键结合的金属互化物;③半金属互化物:铂、钯、铱、锇等与铋、碲、硒、锑等以金属键或具有相当金属键成分的共价键型化合物;④硫化物与砷化物。工业矿物主要有砷铂矿、自然铂、等轴铋碲钯矿、碲钯矿、砷铂锇矿、碲钯铱矿及铋碲钯镍矿。砷铂矿和等轴铋碲钯矿多见于原生铂矿床,自然铂多产于砂铂矿。  铂族金属矿物在矿石中的含量一般甚微,以每吨几克(g/t)计,矿物颗粒小,六个元素在不同的矿床中含量各异。如南非的布什维尔德杂岩中铂是主要元素,以铂为100的话,钯为40,钌为10,铑为6,铱为1,锇不及1。俄罗斯的诺里尔斯克则以钯为主(是铂的3倍)。加拿大的萨德伯里矿石中铂、钯比率接近。  铂族金属在矿石中常以有色金属的硫化物、砷化物和硫砷化物为其主要的载体矿物,特别是自然金、自然银、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉砷镍矿与斑铜矿等,如在自然金中铂可达600 g/t,钯达1000 g/t;黄铜矿中的含钯量是磁黄铁矿中的100倍。