آشنایی با پلاتینیوم

آشنایی با پلاتینیوم

به گزارش آسمونی پلاتین یکی از عنصرهای شیمیایی و از فلزات است. عدد اتمی این عنصر 78 و نشانه اختصاری آن Pt است. پلاتین از گروه فلزات واسطه به رنگ سفید-خاکستری، متراکم، رسانا و شکل‌پذیر است و از باارزش‌ترین فلزات گران‌بها محسوب می‌شود. نام این فلز برگرفته از واژه اسپانیایی پلاتینا به معنی «نقره کوچک» است.

پلاتین کمترین واکنش‌پذیری در بین تمامی فلزات را دارد و همچنین مقاومت بسیار بالایی نسبت به خوردگی دارد و حتی در محیط‌های بسیار داغ نیز این ویژگی را حفظ می‌کند. بیشتر کاربردهای پلاتین به دلیل این ویژگی‌ها و خاصیت کاتالیزوری بالای آن است. بیشترین استفاده پلاتین در ساخت مبدل‌های کاتالیست و جواهرات است. ابزارهای مخصوص آزمایشگاهی، اتصال‌های الکتریکی و الکترودها، تجهیزات پزشکی و دندان‌پزشکی، دستگاه‌های مقاوم در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، تجهیزات حرارت‌سنج برای کوره‌های الکتریکی، پوشش موشکها، و سوخت موتور جت از دیگر موارد استفاده این فلز است.

پلاتین از نادرترین عناصر در پوسته زمین است و غلظت آن فقط 5 در میلیارد است. پلاتین به صورت آزاد در طبیعت وجود دارد و معمولاً همراه دیگر فلزهای خانواده پلاتین یعنی پالادیم، روتنیم، رودیم، ایریدیم و اسمیم دیده می‌شود. همگی این 6 عنصر ویژگی‌هایی شبیه به هم دارند و عناصری بسیار نادر هستند.

تاریخچه پلاتینیوم

نخستین مورد شناخته‌شده از کاربرد پلاتین در تاریخ بشر به بومیان قاره آمریکا در کشور اکوادور کنونی برمی‌گردد که این فلز را از شن‌های رودخانه به دست آورده و از آلیاژ پلاتین و طلا برای ساخت زینت‌آلات استفاده می‌کردند. ژولیوس سزار اسکالیگر مردم‌شناس ایتالیایی در سال 1557 نخستین اروپایی بود که وجود این فلز را گزارش کرد. وی آن را فلزی توصیف کرده بود؛ «که نه آتش و نه هیچ ابزار اسپانیایی قادر به ذوب کردن آن نیست». این توصیف اشاره به دمای بالای ذوب این فلز دارد. نقطه ذوب پلاتین 1768 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن در 3825 درجه است.

تولید پلاتینیوم

پلاتین در نهشته‌های آبرفتی و به ویژه نهشته‌های نیکلی دیده می‌شود و به عنوان فراورده ثانویه معادن نیکل و مس به دست می‌آید. تولید جهانی پلاتین در سال 2010 حدود 192 تن بوده‌است که که معادل کمتر از یک‌سیزدهم تولید طلا در همان سال است. حدود 77٪ از این میزان در آفریقای جنوبی تولید شده‌است. روسیه 13 درصد تولید پلاتین دنیا را به خود اختصاص داده و کانادا، زیمبابوه و آمریکا هم در رتبه‌های بعدی قرار گرفته‌اند.

مجموعه معادن سنگ‌های آذرین بوچولد در آفریقای جنوبی بیشترین تولید پلاتین و بیشترین ذخیره پلاتین و دیگر سنگ‌های گروه پلاتین دنیا را به خود اختصاص داده‌اند. معدن سنگ‌های آذرین نیکل و مس در نزدیکی شهر نوریلسک در روسیه و معدن نیکل حوضه سادبری در کانادا که بر اثر برخورد شهابسنگ ایجاد شده، دو ذخیره‌گاه عمده دیگر پلاتین هستند. سنگ‌های معدن سادبری فقط نیم گرم در هر تن پلاتین دارند و حجم عظیم استخراج نیکل این معادن است که تولید پلاتین را اقتصادی می‌کند. معادن کوچکتری هم در ایالت‌های غربی آمریکا قرار دارند. معدنی در کلمبیا که از زمان پیش از ورود اروپاییان از آن برداشت می‌شده هم هنوز به تولید خود ادامه می‌دهد.

قیمت پلاتینیوم

قیمت پلاتین از طلا نوسان بیشتری دارد. این فلز معمولاً در وضعیت ثبات و رشد اقتصادی گرانتر از طلاست و قیمت آن تا دو برابر طلا می‌رسد اما در دوره‌های بی‌ثباتی اقتصادی گاهی از طلا ارزانتر می‌شود. چراکه پلاتین در درجه اول کاربرد صنعتی دارد و در زمان رشد اقتصادی تقاضای آن افزایش پیدا می‌کند در حالی که طلا بیشتر کاربرد سرمایه‌گذاری دارد و در زمان ناآرامی اقتصادی تقاضای آن بیشتر می‌شود. مثلاً در جریان رکود اقتصادی سال 2008 قیمت پلاتین از 2252 دلار برای هر اونس تروا (31٫1 گرم) به 774 دلار رسید و در واقع دوسوم ارزش خود را از دست داد اما در همان مقطع طلا از 1000 دلار به 700 دلار کاهش یافت و فقط کمتر از یک‌سوم ارزش آن کاهش یافت. قیمت پلاتین در اوایل سال 2013 حدود 1450 دلار برای هر اونس (نزدیک به یک و نیم میلیون تومان برای هر گرم) بوده‌است.

کاربردهای پلاتینیوم

در سال 2010 در مجموع 245 تن پلاتین فروخته شد که از این میان 113 تن در تولید ابزارهای کنترل گازهای سمی خودروها (46٪) و 76 تن در ساخت جواهرات (31٪) استفاده شده‌اند و 35 تن باقیمانده هم به کاربردهایی چون سرمایه‌گذاری، الکترودها، داروهای ضدسرطان، حسگرهای اکسیژن، کلیدهای اشتعال و موتورهای توربینی (مثل جت) اختصاص یافته‌اند.

کاتالیزور یکی از کاربردهای پلاتینیوم

بیشترین مورد استفاده پلاتین به ساخت مبدل‌های کاتالیست خودروها مربوط می‌شود که گازهای سمی ناشی از احتراق سوخت در موتور یعنی مونوکسیدکربن، هیدروکربن‌های نسوخته و اکسیدهای نیتروژن را به مواد بی‌خطر مثل بخار آب و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کنند. برای این استفاده از پودر پلاتین همراه با دو فلز هم‌گروه آن پالادیم و رودیم استفاده می‌شود. قابلیت جذب هیدروژن و خاصیت‌های کاتالیزوری بالای پلاتین باعث شده تا در فرایندهای شیمیایی مختلف از جمله در تولید اسید سولفوریک، فرایند تبدیل الکل به فرمالدئید و کراکینگ تولیدات نفتی کاربرد داشته باشد و از آلیاژهای پلاتین - رنیوم برای تولید بنزین‌های مرغوب بدون سرب و اکتان بالا استفاده شود.

جواهرات یکی از کاربردهای پلاتینیوم

دومین کاربرد اصلی پلاتین در ساخت زیورآلات است. مقاومت پلاتین در مقابل تیرگی و خوردگی بسیار بیشتر از طلاست و شکل‌پذیری آن هم بالاتر از طلا و نقره و مس است. از همین رو پلاتین گزینه مناسبی برای ساخت جواهرات محسوب می‌شود. جواهرات پلاتین عموما با عیار 950 از هزار ساخته می‌شوند.

سرمایه‌گذاری یکی از کاربردهای پلاتینیوم

پلاتین کاربرد سرمایه‌گذاری و مالی محدودی نیز دارد که البته قابل مقایسه با طلا و نقره نیست. نخستین بار اسپانیایی‌ها در قرن هجدهم در مستعمرات آمریکایی خود سکه پلاتین را ضرب کردند و امپراتوری روسیه نیز در قرن نوزدهم اقدام مشابهی انجام داد. هرچند در عمل استفاده از این سکه‌ها به عنوان پول نقد موفقیت‌آمیز نبود چون هم تشخیص پلاتین از فلزات کم‌ارزش دشوار بود و هم ضرب سکه با آن سخت‌تر از فلزات دیگری مثل طلا و مس بود.

امروزه این فلز در بازار بورس نیویورک و بازار بورس لندن معامله می‌شود. چند کشور اقدام به ضرب سکه‌های پلاتین هم کرده‌اند. سکه عقاب پلاتین آمریکا، برگ افرای پلاتین کانادا، کوالای پلاتین استرالیا، پاندای پلاتین چین و چندین نوع سکه پلاتین شوروی سابق و روسیه کنونی از جمله این سکه‌ها هستند.

استاندارد یکی از کاربردهای پلاتینیوم

اندازه دقیق واحد کیلوگرم از سال 1879 جرم یک وزنه ساخته شده از آلیاژ 90٪ پلاتین و 10٪ ایریدیوم است. الکترود استاندارد هیدروژن نیز از پلاتین ساخته شده‌است. از سال 1889 تا 1960 اندازه دقیق متر طول یک میله از 90٪ پلاتین و 10٪ ایریدیوم بود. پیش از آن هم در سال 1799 تا 1889 یک میله ساخته شده از پلاتین اندازه دقیق متر را مشخص می‌کرد.

پلاتین به دلیل خصوصیت ضدفرسایش بالای خود برای این کاربردهای مرجع انتخاب شده‌است.

کاربردهای دیگر پلاتینیوم

در سطح لابراتواری از سیم‌های پلاتین برای استفاده در الکترودها استفاده می‌شود. همچنین با توجه به خنثایی شیمیایی در حرارت‌های بالا (تا حدود هزار درجه سانتیگراد) در ساخت ظرف‌های مخصوص ذوب فلز کاربرد دارد. از این فلز در ساخت ابزارهای مختلف پزشکی، پروتزهای دندان‌پزشکی، ترموکوپل‌ها و اتصال‌های الکتریکی نیز استفاده می‌شود. همچنین برای ساختن آهنرباهای قوی پلاتین و کبالت را با هم ترکیب می‌کنند. آندهای پلاتین هم به‌طور گسترده در سیستمهای حفاظتی کاتدی برای کشتی‌های بزرگ، موج‌شکن‌های فولادی و لوله‌کشی‌ها کاربرد دارد.

تاثیر پلاتینیوم بر سلامتی

از برخی از ترکیبات دارویی حاوی پلاتین برای شیمی‌درمانی برخی انواع سرطان استفاده می‌شود. پلاتین به عنوان فلز خطر جدی برای انسان ندارد، اما نمک‌های پلاتین خطراتی از قبیل دگرگونی ژنتیکی، سرطان از قبیل سیسس، حساسیت‌های پوستی، تخریب ارگانهای بدن مانند معده، کلیه و مغز استخوان روده بینایی و سیستم شنوایی دارد. البته با توجه به مقاومت بسیار بالای پلاتین در مقابل فرسایش خطر واقعی این فلز در حد فلزات دیگر نیست.