Реферат: Платина

В 16-м и 17-м веках испанские конквистадоры бесцеремонно расхищали богатства древних государств ацтеков и инков. Тонны золота, серебра, изумрудов заполняли тюрьмы галеонов, которые постоянно курсировали между Америкой и Испанией. Однажды завоеватели, передвигаясь вдоль реки Платино-дель-Пинто (Колумбия), обнаружили на ее берегах золото и крупицы неизвестного им тяжелого серебристого металла. Из-за высокой тугоплавкости он оказался ни на что не пригодным и лишь затруднял очистку золота. Новый металл испанцы решили назвать платиной что означает "серебрецо", выразив тем самым свое недоброе к нему отношение.

Все же большие количества платины были вывезены в Испанию, где ее продавали по цене, значительно более низкой, чем серебро. Вскоре испанские ювелиры обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, и те из них, кто был не чист на руку, стали примешивать ее к золоту при изготовлении ювелирных изделий и фальшивых монет. Об этих "проделках" ювелиров стало известно королю, и тот не нашел ничего, как издать указ, требующий прекратить ввоз в страну никчемного металла, а заодно и уничтожить все его запасы, чтобы мошенники - ювелиры не могли больше морочить голову честным людям.

Чиновники королевских монетных дворов собрали всю имевшуюся в Испании и ее колониях платину, получившую к этому времени такие не лестные прозвища, как "гнилое золото", "лягушечье золото", и публично предали этот металл "казни" по причине его "лживой сущности": собранную платину утопили в реках и морях - там, где поглубже. В дальнейшем такую операцию повторили еще раз. Столь печально завершился первый этап в биографии платины.

В середине XVIII века в Испании вышел в свет двухтомный труд мореплавателя, астронома и математика Антонио де Ульоа "Путешествия по Южной Америке". Находясь там в экспедиции, ученый заинтересовался самородной платиной, привез ее в Европу и подробно описал в своей книге, после чего опальный металл привлек к себе внимание многих европейских ученых.

Обстоятельное изучение платины провел шведский ученый химик Хендрик Шеффер, который доказал, что она является не смесью уже известных металлов (например, золото и железо), как утверждали некоторые ученые, а новым химическим элементом.

Исследования платины привело к открытию нескольких металлов, сопутствующих ей в природе и получивших общих название платиновых: в 1803 г. были открыты палладий и родий, 1804 г. - осмий и иридий, а спустя 40 лет химиком стал известен и последний элемент этой группы - рутений.

Работам в этой области в немалой степени способствовал тот факт, что в 1819 г. на Урале в близи Екатеринбурга геологи обнаружили рассыпные месторождения платины. Спустя пять лет в этих краях начал действовать первый в России платиновый рудник. О богатстве уральских россыпей говорит забавный факт: в те времена местные охотники били дичь дробью из платины.

Примерно тогда же этот металл начали использовать как добавку к стали. "6 фунтов стали расплавлены были с 8-ю золотниками очищенной платины в огнепостоянном глиняном горшке, охраняя металл от доступа воздуха, - писал в 1825 году "Горный журнал". - Расплавленная масса была вылита в чугунную форму и скоро охлаждена в холодной воде. По разломе стального бруска сталь оказалась весьма однородной сыпи и столь мелкой, что простыми глазами не возможно было усмотреть ее зернистого сложения. Будучи выточена и закалена, без отпуска, она резала стекло, как алмаз, рубила чугун и железо, не притупляясь. Вообще платинистая сталь гораздо тверже всех доселе известных и выдерживает наибольшее удары не ломаясь. За необыкновенно высокую твердость такая сталь получила название "алмазной". В этой роли платина выступала довольно долго, но затем вынуждена была уступить свое место менее дорогому и к тому же еще более способному вольфраму. Важную страницу биографии платины вписал известный русский инженер и ученый П. Г. Соболевский. Возглавив петербургскую Соединенную лабораторию Департамента горных и соленых дел, Горного кадетского корпуса и Главной горной аптеки, но он вмести со своим сотрудником металлургом В. В. Любарским приступил к исследованию сырой платины и разработки технологии превращения ее в ковкий металл. Вся загвоздка заключалась в том, что не одна из существующих тогда печей не могла нагреть платину до точки ее плавления, равной 1769 оС, или хотя бы до близкой к ней температуры. А это являлось не обходимым условием, без которого платина не соглашалась принимать ту или иную нужную форму. Да, было над чем поломать голову.

Если крепостью не удается овладеть штурмом, приходится искать другие пути. Так и поступили исследователи. Они заполнили губчатой платиной специально изготовленные железные формы, спрессовали ее на винтовом прессе, нагрели до белового каления, затем вновь подвергли большому давлению. И металл сдался: минуя плавление, губчатая платина превратилась в монолитные изделия, которые нельзя было отличить от литых. Так в 1826 году в первые в истории техники был создан и применен на практике оригинальный технологический процесс, сохранивший свое назначение и посей день: он лежит в основе современных методов порошковой металлургии.

Заслуги Соболевского были отмечены министром финансов Е. Ф. Конкреным. Он предложил ежегодно выдавать ученому "примерное вознаграждение" по 2500 рублей сверх жалования, "доколе на службе прибывает". Царь утвердил предложение министра.

Добыча платины на Урале быстро росла. Показательно, что еще в начале ХХ века на долю России приходилось около 95% от общего количества платины, добываемой в мире. В дальнейшем на мировой рынок начала поступать платина из Южной Африки, Канады.

Практическое применение этот металл стал находить еще в начале прошлого века, когда кому-то пришла в голову удачная мысль изготовить из него реторты для хранения концентрированной серной кислоты. С тех пор исключительная стойкость платины по отношению к кислотам обеспечивает ей радушный прием в химических лабораториях, где она служит материалом для тиглей, чашей, сеток, трубок и других лабораторных атрибутов. Большое количество платины расходуется также на изготовление кислото- и жароупорной аппаратуры химических заводов. Несмотря на то что платиновый винт, которым перемешивают стекломассу на знаменитых стекловаренных заводах Чехословакии, стоит три четверти миллиона крон, а платиновый тигель где происходит этот процесс - в двое больше, игра стоит свеч: такое оборудование считается самым современным, позволяющим получить высококачественные стекла для микроскопов, биноклей и других оптических приборов.

Химики нашли платине еще одно важное применение: в качестве катализатора платина совершенно необходима для окисления аммиака при производстве азотной кислоты. Смесь аммиака и воздуха с большой скоростью продувают через тончайшую платиновую сетку, при этом образуются оксиды азота и водяные пары. При растворении оксида азота в воде и получается азотная кислота.

В платине сегодня нуждаются не только химики. Способность хорошо впаиваться в стекло делает ее важным материалом для изготовления многих стеклянных приборов.

Нанося тончайший слой этого материала на стекло, получают платиновые зеркала, обладающие любопытным свойством - так называемой односторонней прозрачностью.

Свойства губчатой платины поглощать большие объемы газа лежит в основе удивительного явления: водород или кислород, заключенные в герметически закрытый платиновый сосуд, при нагревании "вытекают" из него, поскольку молекулы газа проходят сквозь платиновые стенки сосуда, как вода сквозь сито.

Плодотворно трудится платина и в сфере измерения высоких температур. В технике довольно широко применяют платиновые термометры сопротивления. Принцип их действия основан на том, что при нагревании электрическое сопротивление платины возрастает по очень строгой и постоянной зависимости от температуры. Подключенная к прибору, регистрирующему изменения сопротивления, платиновая проволочка без промедления сигнализирует ему о самых незначительных колебаниях температуры.

Еще более распространены так называемые термопары - несложные, но очень чуткие термоизмерительные приборы. Если спаять две проволочки из различных металлов, а затем нагреть место спая, то в цепи появится электрический ток. Чем выше температура нагревания, тем большая электродвижущая сила возникает в цепи термопары. Для изготовления этих приборов часто используют платину и ее сплав с родием и иридием.

Платина завоевывает прочные позиции в медицине. Специальные электроды из этого металла, вводимые в кровеносные сосуды, служат хирургам многих стран для диагностики различных, главным образом сердечных заболеваний. Такой метод называется платино-водородным, так как в основе его лежит электрохимическая реакция между этими элементами.

Интересное и важное применение нашли платине недавно американские врачи из штата Огайо. Они разработали принципиально новый метод анестезии, который заключается в следующем. Платиновой пластинкой длиной несколько сантиметров спинной мозг соединяют с электрическим стимулятором. При малейшем движении пациента аппарат посылает электрический сигнал в мозг, блокируя таким образом болевые ощущения.

В большом почете платина у зубных техников, которых привлекают ее неокисляемость - важнейшее свойство материала для протезов. Однако в чистом виде платина слишком мягкая, чтобы успешно выполнять эту роль, зато ее сплавы, обладающие и высокой прочностью, успешно служат в качестве зубных коронок и искусственных зубов. С начало для повышения твердости к платине добавляли серебро и никель, затем для этой цели стали использовать золото и платиновые металлы.

Список литературы

С. И. Венецкий "Рассказы о металлах"

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://minisoft.net.ru/