پلاتين

(تم التحويل من Platinum)
78 إريديومپلاتينذهب
Pd

Pt

Ds
Pt-TableImage.png
صفات عامة
الإسم, الرقم, الرمز پلاتين, Pt, 78
سلاسل كيميائية فلزات إنتقالية
المجموعة, الدورة, المستوى الفرعي d , 6 , 10
المظهر أبيض رمادي
Pt,78.jpg
كتلة ذرية 195.084(9) g/mol
شكل إلكتروني [Xe] 4f14 5d9 6s1
عدد الإلكترونات لكل مستوى 2, 8, 18, 32, 17, 1
خواص فيزيائية
الحالة solid
كثافة عندح.غ. 21.45 ج/سم³
كثافة السائل عند m.p. 19.77 ج/سم³
نقطة الإنصهار 2041.4 ك
1768.3 م °
3214.9 ف °
نقطة الغليان 4098 ك
3825 م °
6917 ف °
حرارة الإنصهار kJ/mol 22.17
حرارة التبخر kJ/mol 469
السعة الحرارية (25 25.86 C (م) ° ( J/(mol·K
ضغط البخار
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K 2330 (2550) 2815 3143 3556 4094
الخواص الذرية
البنية البللورية cubic face centered
حالة التأكسد 2, 3, 4
(mildly basic oxide)
سالبية كهربية 2.28 (مقياس باولنج)
طاقات التأين 1st: 870 kJ/mol
2nd: 1791 kJ/mol
نصف قطر ذري 135 pm
نصف قطر ذري (حسابيا) 177 pm
نصف القطر التساهمي 128 pm
نصف قطر فان دير فال 175 pm
متفرقة
الترتيب المغناطيسي paramagnetic
مقاومة كهربية 20 °C 105 nΩ·m
توصيل حراري (300 K ك ) 71.6
(W/(m·K)
تمدد حراري (25 °C) 8.8 µm/(m·K)
سرعة الصوت (قضيب رفيع) (ح.غ.) 2800 م/ث
معامل يونج 168 GPa
معامل القص 61 GPa
معاير الحجم 230 GPa
نسبة بواسون 0.38
صلابة موس 3.5
رقم فيكرز للصلادة 549 MPa
رقم برينل للصلادة 392 MPa
رقم التسجيل 7440-06-4
النظائر المهمة
المقالة الرئيسية: نظائر الپلاتين
نظ ت.ط. عمر النصف طر.إ. طا.إ.MeV ن.إ.
190Pt 0.01% 6.5×1011 y α 3.18 186Os
191Pt syn 2.96 d ε ? 191Ir
192Pt 0.79% Pt يكون ثابت وله 114 نيوترون
193Pt syn 4.33 d IT 0.1355e 193Pt
193Pt syn 50 y ε ? 193Ir
194Pt 32.9% Pt يكون ثابت وله 116 نيوترون
195Pt syn 4.02 d IT 0.1297e 195Pt
195Pt 33.8% Pt يكون ثابت وله 117 نيوترون
196Pt 25.3% Pt يكون ثابت وله 118 نيوترون
197Pt syn 1.59 h IT 0.3465 197Pt
197Pt syn 19.8913 h β- 0.719 197Au
198Pt 7.2% Pt يكون ثابت وله 120 نيوترون
المراجع

الپلاتين Platinum عنصر كيميائي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز Pt وعدده الذري 78 ووزنه الذري 195.09 ومداره الأخير 5d9 ودرجة تجمده 1772C ودرجة غليانه 3827C. يعتبر عنصر ثمين ، لونه رمادي-أبيض ، يستخدم في صناعة الحلي والزينة ، الأدوات المخبرية وغيرها ، يسميه البعض الذهب الأبيض .


An assortment of native platinum nuggets

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ والمصطلح

يطلق على مجموعة معادن الروثينيوم Ru والروديوم Rh والبلاديوم Pd والأُسميوم Os والإيريديوم Ir والبلاتين Pt اسم زمرة المعادن البلاتينية وهي جميعها معادن ثمينة.[1]

وقد أخذ اسم الروثينيوم Ruthenium من اللاتينية «روتينية» Rutheinia ومعناها «روسية» وذلك تكريماً لمكتشفه الكيميائي الروسي كارل كلاوس Karl Claus (1796- 1864) الذي استطاع عزله عام 1845، أما الأسميوم فقد اكتشفه الإنكليزي تينانت Tennant عام 1804، وقد اشتق اسمه من الكلمة اليونانية Osme التي تعني رائحة، وذلك بسبب الرائحة المميزة لأحد مركباته المتطايرة OsO4؛ واكتشف الإنكليزي ولاَّستون Wallaston الروديوم عام 1804 واكتشف في العام نفسه البلاديوم. أما البلاتين فيعود اكتشافه في المكسيك إلى الشاعر الإيطالي يوليوس قيصر سكاليجر عام 1557 وقد اشتق اسمه من الكلمة الإسبانية Plate التي تعني فِضة.


الخواص

الجدول 1 يبين بعض خواص هذه المعادن البلاتينية.

العنصر Ru Rh Pd Os Ir Pt
نصف القطر الذري (أنغستروم) 1.24 1.25 1.88 1.26 1.26 1.29
الكثافة 21.2 12.4 11.9 22.5 22.4 21.4
درجة الانصهار (س) 2500 1970 1590 2700 2450 1770
أهم الأكاسيد RuO2 Rh2O2 PdO OsO2 IrO2 PrO
RuO4 OsO4 PrO2
العدد الذري 44 45 46 76 77 78
الجدول (1)

الخواص الكيميائية

درجات الأكسدة الرئيسة له: +2 و+4 وله درجات أكسدة ثانوية وهي: صفر، و+1و+3 و+5 و+6، ويمتاز بمقاومته لمختلف المؤثرات بالدرجة العادية من الحرارة. له ميل شديد لتكوين مركبات معقَّدة، ومركباته البسيطة إما عديمة الانحلال أو ضعيفة التشرد (التأيّن) في الماء. ينحل بالتسخين بالماء الملكي مكوِّناً H2[PtCl]4، ولا يتفاعل وهو في الحالة المتراصة مع اللامعادن المعروفة في الشروط العادية، ولا يجري التفاعل إلا بالتسخين وبدرجات حرارة متفاوتة. وتزداد شدة التفاعل إذا كان على هيئة مسحوق. وأثبت أكاسيده PtO2، وهو بني اللون ويتفكك بدرجة (650ْس) ويستعمل وسيطاً في تفاعلات هدرجة كثيرٍ من المركبات العضوية. أما هيدروكسيده Pt(OH)4 فينحل في الحموض والقلويات، ولا تكون نواتج التفاعلات أملاحاً بسيطة بل مركبات معقدة، فمع HCl مثلاً يتكون H2[PtCl]6، ومع NaOH يتكون Na[Pt(OH)]6. وهو يتفاعل مباشرة مع الكبريت S والسيلينيوم Se والتلوريوم Te والفوسفور P والزرنيخ As والبزموت Bi والقصدير Sn والرصاص Pb وبشروط مختلفة وتتكون من ذلك التفاعل نواتج صلبة شبيهة بالمعادن تقاوم الحموض عدا حمض الآزوت. ويتفاعل البلاتين مع الفلور ويتكون PtF6 بلون أحمر غامق ينصهر بالدرجة 61.3ْس، و PtF5 بلون أحمر ودرجة انصهاره 80ْس. و PtF4 بلون بني مصفر. ويعدّ PtF6 من أقوى العوامل المؤكسدة المعروفة فهو يتفاعل مع الأكسجين والكزينون مكوناً O2+PtF6 و Xe(PtF6)n. ويتفكك PtF6 بسهولة متحولاً إلى فلور وفلوريدات بلاتين بدرجة أكسدة أخفض من +6. ويكوّن البلاتين بالاتحاد المباشر مع الهالوجينات الأخرى هاليدات متنوعة بحسب درجة الحرارة، وتتكون المركبات: PtI4 , PtBr4, PtBr2 , PtCl2 , PtCl4 , PtI3 ,PtBr3 , PtCl3 , PtI2. وبصهره مع مزيج من KNO3 وKOH يتكون K2PtO3. ومن مركبات البلاتين بدرجة الأكسدة صفر: Pt(NH3)5، ويكوِّن البلاتين، بخلاف باقي معادن الفصيلة VIII B، مركبات ألكيلية ثابتة حرارياً مثل ( Me= ميتيل) Me3PtI وذلك بالتفاعل بين PtCl4 وMeMg. وقد أدت الدراسات التي أُجريت على معقدات البلاتين (معقدات البلاتين الثنائي خاصة) دوراً كبيراً في تطوير الكيمياء التساندية. إذ تتصف هذه المعقدات، كما هي معقدات البلاتين الرباعي IV، ببطء تفاعلاتها.

الخواص الفيزيائية

يتصف البلاتين، وهو في حالته الحرة المتراصة، ببريق معدني أبيض فضي، درجة انصهاره مرتفعة 1770ْس، ودرجة غليانه مرتفعة 3800ْس، وهو ثقيل كثافته 21.45، وله قابلية كبيرة للسحب والطرق، وناقليته الكهربائية منخفضة نسبياً، وعامل تمدده الخطي هو الأصغر بين المعادن التجارية جميعها، وهو لا يَسْوَدُّ في الهواء، ويتألف في معظمه من أربعة نظائر هي Pt…198, Pt…196, Pt…195, Pt…194 ونظيرين مشعين بنسبة ضئيلة جداً هما Pt…190 وPt…192.

التواجد

خام الپلاتين
Platinum output in 2005

الپلاتين معدن فائق الندرة, يتواجد فقط بنسبة 5 ppb في القشرة الأرضية. في عام 2005, جنوب أفريقيا كانت المنتج الرئيسي للپلاتين بحصة 80% من الانتاج العالمي وتليها روسيا , كندا وبوتسوانا, حسب المسج الجيولوجي البريطاني. وتكون المعادن البلاتينية مترافقة بعضها مع بعض ومبعثرة في مختلف فلزات المعادن الأخرى كالحديد والفضة والنحاس والنيكل والذهب. وتوجد حرةً في الطبيعة لخمولها الكيمياوي، كما توجد على هيئة مركبات مع الكبريت أو الزرنيخ مثل الكوبريت PtS والسيرّيليت PtAs2. ويتطلب استخلاص المعادن البلاتينية من الفلزات الطبيعية الكثير من العمليات التقنية المعقدة مما يفسر ارتفاع ثمنها. وتختلف طريقة استخلاصها باختلاف الفلز؛ ويُجرى لفصل بعضها عن بعض كثير من العمليات المعقدة التي يعتمد جلها على الطرائق الكيمياوية الكلاسيكية. ولا تتجاوز كمية البلاتين المستخلصة من فلز غني بضعة غرامات من الطن الواحد.

الرمز الخيميائي للپلاتين

الرمز الخيميائي للپلاتين (مرسوم إلى اليسار) صيغ من ربط رمزَيّ الفضة والذهب.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الانتاج

ويقدَّر الإنتاج العالمي بما يزيد على (100) طن سنوياً. وتأتي جمهورية جنوب إفريقية والاتحاد السوفييتي (سابقاً) وكندا في المرتبة الأولى في إنتاجه. وتأتي كولومبية في المرتبة الثانية.

انتاج العالم من الپلاتين يتراوح حول 7 مليون اوقية (199,000 كجم) في السنة.[2][3] أسعار الپلاتين تتأرجح حول $1250 للاوقية ($40/جم). [1] يصنع البلاتين على هيئة مسحوق ناعم أسود أو بشكل إسفنجي أو معدني متراص، ويدعى المسحوق «أسود البلاتين» ويستخلص بإرجاع كلوريد البلاتين. وعندما يستخلص البلاتين بتفكيك مركباته بدرجات حرارة منخفضة نسبياً يتكون البلاتين في الحالة «الإسفنجية» أما البلاتين المتراص (كالذي يستعمل في صناعة المجوهرات) فيستخلص بصهر البلاتين الإسفنجي.

الاستخدامات

البلاتين مؤثر مهم في الوساطة الكيمياوية، فهو يستعمل وسيطاً في صناعة حمض الكبريت والنشادر وحمض الآزوت؛ وبوجوده ينفجر مزيج من الأكسجين والهدروجين للحال كما يؤدي وجوده إلى اشتعال بخار الكحول في الهواء. ويستعمل أيضاً وسيطاً في تفاعلات الهدرجة إذ إنه يمتص الهدروجين، وتزداد درجة امتصاصه له بارتفاع درجة الحرارة، ويكون معظم الهيدْروجين الممتص في الحالة الذرية، ويتمتع بنشاط كيمياوي كبير. تزداد قوة الوساطة بتجزئة المعدن كما في حالة البلاتين الإسفنجي وأسود البلاتين. وبسبب الخمول الكيمياوي الكبير للإيريديوم والبلاتين، استعملت الخليطة المكونة من 90% من البلاتين و10 % من الإيريديوم لصنع المتر والكيلو غرام العيارييْن المحفوظين في جنيف. ويستفاد منه في صنع الأدوات الكيمياوية التي تستعمل في حالات التسخين الشديد لأنه خامل، وهو صعب الانصهار، ويمكن طرقه بسهولة. إلا أنه يجب الحذر عند استعماله بدرجات الحرارة العالية لأنه يتأثر عندئذ بكثير من المواد كالماء الملكي ومحلول الكلور وكلوريد الحديد (III) والقلويات المصهورة، كما يؤلف خلائط مع كثير من المعادن لاسيما الرصاص، والقصدير، والبزموت، والزئبق، ويتحد مع الكربون والفوسفور والكبريت والسيليكون فيصبح قابلاً للكسر. ويمكن تسخين كربونات المعادن القلوية في البواتق البلاتينية من دون أن تتخرش. وتستعمل خليطته مع الكوبلْت في صنع المغانط القوية. وتُلْحَم أسلاك البلاتين في داخل الزجاج لتنقل التيار الكهربائي إلى داخل الأنابيب الزجاجية ومصابيح الإضاءة لأنه عندما يسخن يصبح عامل تمدده مساوياً عامل تمدد الزجاج. ويستعمل هو وخلائطه في صناعة الزجاج وذلك لحفظ الزجاج المصهور أو نقله أو تحريكه. ويستعمل في صناعة السيارات في خلية الوقود وسيطاً لتوليد الكهرباء من تفاعلات كيمياوية. ويدخل في صناعة المجوهرات وفي طب الأسنان إذ يدخل في تركيب حشوة نخور الأسنان.

المخاطر الصحية

تركيزات الپلاتين في التربة والماء والهواء ضئيلة، وفى بعض الأماكن نجد أن الترسبات بفعل العمليات الطبيعية تكون غنية بمحتواها من البلاتنيوم وخاصة في جنوب أفريقيا وروسيا والولايات المتحدة الأمريكية. يستخدم البلاتنيوم كمكون لمنتجات معدنية عديدة مثل الإلكترود، وكعامل مساعد في العديد من التفاعلات الكيميائية. تستخدم مركبات البلاتنيوم كنوع من أنواع العقاقير لعلاج السرطان.[4]

والبلاتنيوم كمعدن ليس خطيراً، لكن مع أملاح البلاتنيوم يكون التأثير الضار لهذا المعدن ومنها: - تغير في الصفات الوراثية.
- السرطان.
- عند التعرض لها يصاب بعض الأشخاص بحساسية في الجلد أو الأغشية المخاطية.
- ضمور في بعض الأعضاء مثل الأمعاء الدقيقة، الكلى، نخاع العظام.
- ضمور الأعصاب السمعية.
- عند استخدام أملاح البلاتنيوم فهناك احتمالية بزيادة خطورة بعض المواد الكيميائية الأخرى في جسم الإنسان مثل السيلنيوم.
- لا توجد هناك أية نتائج تشير بحدوث تسمم البلاتنيوم من الأطعمة.


انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ هيام بيرقدار. "البلاتين". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-05-01.
  2. ^ Johnson Matthey 2006 supply and demand charts
  3. ^ BBC 2002 article on supply and demand
  4. ^ المعادن الثقيلة.. سموم بيئية، فيدو


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مراجع للإستزادة

  • هيام بيرقدار، كيمياء المعادن الانتقالية (الشام للطباعة ـ منشورات جامعة دمشق 1984(.
  • Cotton and Wilkinson, Advaneed Inorganic Chemistry, Fourth Edition (John Wiley& Sons 1980).
  • James E. Huheey, Inorganic Chemistry, Principles of Structure and Reactivity, Third Edition (Harper& Row 1983).

وصلات خارجية