Platina

ALGEMENE BEGRIPPEN Klassieke atoom theorie: - Elementen zijn stoffen die niet verder in andere stoffen zijn te splitsen. - Moleculen zijn de kleinste deeltjes van een stof die de eigenschappen van het geheel nog bevatten. - Een atoom is de kleinste hoeveelheid van een element die in molecuul kan voorkomen. Volgens de moderne atoomtheorie is een element een stof die bestaat uit atomen met gelijke kernlading. - Een atoom bestaat uit een positief geladen kern. Deze kern bestaat uit ongeladen neutronen en positief geladen protonen. Hier omheen bewegen zich negatief geladen elektronen. Het aantal protonen en neutronen zijn gelijk, hun ladingen zijn tegengesteld en even groot. Niet alle stoffen blijken te bestaan uit moleculen van de zelfde stof. - Het atoomgewicht. De atoommassa van een soort atomen geeft aan hoeveel maal een atoom zwaarder is dan een atomaire massa eenheid. (De atomaire massa eenheid is 1/12e van de massa van een atoom.) De kern massa heeft een massagetal dat is de som van de protonen en de neutronen in de kern. De elektronen bevinden zich volgens een vastgestelde formule (2n2) in verschillende schillen. Het moleculaire gewicht geeft aan hoeveel atomaire massa eenheden een molecuul van de stof bedraagt. Een molecuul massa is de som van de atoom massa's. Het periodiek systeem der elementen, van Mendelejeff, is een tabel die het verband aangeeft tussen de eigenschappen van de elementen en hun atoomgewicht. KENMERKENDE GEGEVENS VAN PLATINA Het symbool is Pt. Het atoomnummer is 78. Platina behoort tot de 5e periode van de 8ste groep van het periodiek systeem (zie bijlage). De kern bevat naast neutronen 78 protonen. De relatieve atoommassa is 195,09. Natuurlijke isotopen:195 (33,8%),194 (32,9%), 196 (25,3%),198 (7,21%), 192 (0,78%), 190 (0,0127%). Kunstmatige isotopen ( met halveringstijd en eventueel straling):193 (< 500 jaar), 188 (10,2 dag; *); verder (halveringstijd < 5 dagen): 195m, 191,173…187, 189, 197, 199, 200. Elektronenconfiguratie: K-, L-, M-, N-schil geheel bezet, 5s25p65d96s1. De kern 2 neutronen, de L schil 8 elektronen, M schil 18, N schil 32, O schil 17, P schil 1

Waardigheid: +II, IV. De warmte geleidingscoëfficiënt is 72 W/ (m.K.) (25 *C). Soortelijke weerstand voor elektriciteit: ca. 10-9*.m(20 *C). De relatieve dichtheid is 21,4 (20 *C), maar het varieert nog wel wat naar het gelang van de bewerking. Het kookpunt is ca. 3800 *C. Het smeltpunt van platina ligt bij 1760 *C, dit is een van de ijkpunten van de temperatuurschaal. EIGENSCHAPPEN Platina is in fijn verdeelde toestand zwart (platinazwart of platinaspons). In chemisch opzicht is platina bijzonder inert en behoort het tot de edele metalen. Bij kamertemperatuur wordt het door geen enkel zuur aangetast, bij verhitting in zuurstof wordt het ook niet aangegrepen. Het weerstaat kwik en sulfaat-, chloride- en carbonaatsmelten. Met chloorgas reageert het pas bij ca. 500 *C onder vorming van het dichloride PtCl2. Het metaal lost daarentegen op in koningswater. DE AFKOMST VAN HET WOORD ZELF Het woord platina is een verkleinwoordje van het Spaanse plata, dat zilver betekent. Goudzoekers hebben de naam bedacht. UITERLIJKE KENMERKEN Platina is een zacht edelmetaal, dat goed pletbaar, rekbaar en smeedbaar is, zodat het zich tot een hele dunne draad kan laten trekken en ook kan het tot zeer dun blik worden uitgewalst. Gedegen platina is een witachtig staalgrijs tot donkergrijs mineraal met metallische glans. De kristalstructuur is kubisch. Gewoonlijk komt het voor in korrels of in schilfers maar soms ook in nuggets of in hompen. Het heeft geen splijting en het breukvlak is brokkelig. Het is smeedbaar en snijdbaar. De hardheid is 4-4,5 op de schaal van Mohs. Het bevat altijd wat iridium, iridosmien, rodium, palladium, veel ijzer, iets koper, goud en nikkel. GESCHIEDENIS Platina werd al bij de Inca’s in Colombia gebruikt voor sieraden, dat was al enkele eeuwen voor Christus. In 1735 werd het voor het eerst beschreven door Antonio de Ulloa uit Peru. Het werd in 1744 door Wood naar Europa gebracht. De Engelsman Watson herkende het in 1750 als element. In 1752 lukte het de Zweedse chemicus H.T. Scheffer het element van andere metalen af te scheiden. Een metaal dat minder bewerkbaar was dan zilver werd in die tijd vaak als minderwaardig metaal beschouwd. Wollaston wist in 1803 het platina onder andere door hameren te bewerken, zodat het sinds die tijd bruikbaar was voor technische en wetenschappelijke doeleinden. Hij scheidde de nieuwe elementen palladium en rodium uit onzuiver platina af. Sainte Claire Deville en Debray slaagden er in om platina voor praktisch gebruik te smelten in de knalgasvlam, ook al hadden Macquer en Baumé dat al met een brandglas hadden gedaan. SAMENSTELLINGEN EN VINDPLAATSEN Platina maakt 5 x 10-7% uit van de buitenste aardkorst. Het mineraal wordt gerekend tot de gedegen elementen. Het komt in gedegen (= als metaal) toestand voor hoofdzakelijk samen met andere platina metalen. In gedegen toestand zowel primair in kwartsgangen, maar vooral secundair in het zand van rivierbeddingen. Het komt ook voor in goudhoudende zanden. Dit platina-erts of polyxeen bevat naast korrels van een mengsel van de platina metalen ook osmium-iridiumen en verder goud, chroom en titaanijzer, spinel enz. Het platina gehalte bedraagt 50-85%. Het gedegen platina komt vooral voor in Rusland (Oeral en Siberië ) en verder in Zuid-Afrika en Zuid-Amerika (Colombia, Peru, Brazilië). Als sulfide komt het in kleine hoeveelheden voor in nikkelerts in het Canadese nikkelgebied. Hier wordt het platina als bijproduct verkregen bij de enorme nikkelwinning en dus voorziet Canada voor ongeveer de helft in het wereldverbruik.
BEWERKING Het ruwe platina-erts wordt eerst door slibben of wassen gezuiverd; goud wordt door amalgamering verwijderd. Hierna wordt het erts opgelost in koningswater. Na het indampen en weer oplossen in zoutzuur wordt het platina (met de andere platinametalen) neergeslagen met salmiak als (NH4) 2PtCl6.Hieruit ontstaat bij het gloeien platinaspons, dat in de knalgasvlam wordt gesmolten. TOEPASSINGEN De toepassingen van platina worden hoofdzakelijk bepaald door de grote resistentie tegen chemische agentia en hoge temperaturen en door de werkzaamheid als katalysator bij veel reacties. Platina wordt gebruikt, als toepassingen erg goed corrosiebestendig moeten zijn. De grote gebruikers van de platinametalen zijn de chemische industrie (laboratoria) en de elektrotechnische industrieën (voor contactpunten, bliksemafleiders, vonkontladingen, enz.). Andere belangrijke toepassingen vinden plaats in de juwelenindustrie (voor heel veel sieraden en voor het zetten van edelstenen) en in de tandtechniek (o.a. stiften). PLATINALEGERINGEN Toevoegingen van iridium (ook van rodium) maken platina zeer veel harder en sterker, zodat de standaardmeter en de standaardkilogram en de kopieën daarvan dan ook uit platina met 10% iridium zijn vervaardigd. Rodium wordt veel gebruikt voor het galvanisch plateren, waardoor zeer harde en chemische resistente oppervlaktelagen worden gevormd. Een legering van platina-rodium wordt gebruikt als beker, om vloeibaar glas in te kunnen gieten. Legeringen met 5-10% iridium worden door juweliers gebruikt alsmede voor de punten van vulpennen; die met 20-30% dienen voor chirurgische instrumenten en voor contacten in interruptoren e.d. elektrische contacten. Ook chemisch zijn platina-legeringen met 20-30% iridium zeer bestendig, zelfs koningswater tast deze nauwelijks aan. Platina dient in combinatie met een legering ervan met 10% rodium (soms ook iridium) als thermokoppel voor het meten van hoge temperaturen. Verschillende andere legeringen zijn bekend, o.a. met goud (witgoud), maar deze zijn van ondergeschikte betekenis. Doordat de uitzettingscoëfficiënt van platina overeenstemt met die van (lood) glas, dient het voor insmeltingen in glas. Bij de gloeilampen en andere technische toepassingen is platina daarvoor echter al lang vervangen door zogenaamd manteldraad, een nikkeldraad met koperen bekleding. Platiniet, een nikkel-ijzerlegering met 40% nikkel dient voor het zelfde doel. DE PRIJS VAN PLATINA De prijs van platina is aan zeer sterke schommelingen onderhevig geweest. Oorspronkelijk was het veel minder kostbaar dan goud (225,-/ kg in 1840). In 1900 was het ongeveer gelijk in prijs, maar de prijs bereikte in de Eerste Wereldoorlog het achtvoudige daarvan. Voor 1940 was platina gedurende een periode weer iets goedkoper dan goud. In 1950 was de prijs echter ongeveer drie maal die van goud. LITERATUUR Encyclopedie voor de jeugd : van aarde tot zwaartekracht. - 4e gew.dr. - De Bilt, 1996. Grote Winkler Prins Encyclopedie in 25 delen. - 8e dr. - Amsterdam, 1982. Grote Winkler Prins : encyclopedie in 26 delen. - 9e dr. - Amsterdam, 1992. Schematisch overzicht van de scheikunde voor het havo / door E.J. Manson en

A. Davidse. - Culemborg, 1971. Winkler Prins Encyclopaedie . - 6e dr. - Amsterdam, 1952.