موسوعة الكيمياء - قائمة العناصر : البلاتين



البلاتين

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 .

بلاتين ذو مظهر ابيض رمادى

• 
  هذه الصورة تظهر فلز البلاتين الخام

الرقم : 78

الرمز : Pt

المجموعة : 10

الدورة : 6

المستوى الفرعى : d

السلسلة الكيميائية : فلزات انتقالية

المظهر : ابيض رمادى

عدد الالكترونات لكل مستوى : 2, 8, 18, 32, 17, 1

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.

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 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

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

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 الكيميائي للپلاتين  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. أسعار الپلاتين تتأرجح حول $1250 للاوقية ($40/جم).  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