Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Platina:wat is er zo speciaal aan het glanzende metaal?

Jennifer Lopez (en haar platina ringen) wonen Fox's "American Idol" XIII Finale bij in het Nokia Theater LA op 21 mei 2014 in Los Angeles. Frazer Harrison/Getty Images

Platinum wordt begeerd vanwege zijn zeldzaamheid, veerkracht en veelzijdigheid. De schaarste maakt het edelmetaal exclusief en waardevol, terwijl de weerstand tegen corrosie en het vermogen om extreme omstandigheden te weerstaan ​​het ideaal maken voor verschillende industrieën.

Als we uitspraken als ‘platinastatus’ en ‘platina gaan’ mogen geloven, is het edelmetaal het beste en slechtste van het hele land. Maar hoe elitair is platina eigenlijk, vooral als je het vergelijkt met zijn beste vijand, goud?

Laten we het sprankelende metaal eens nader bekijken en zien hoe het zich verhoudt tot zijn gouden tegenhanger.

Inhoud
  1. Wat is platina?
  2. Platina blootleggen
  3. Platina versus goud
  4. Het delven van het edele metaal
  5. Algemeen gebruik van platina

Wat is platina?

Platina, geclassificeerd als een chemisch element met het symbool Pt en atoomnummer 78, staat bekend als een zeldzaam en glanzend metaal.

Zijn identiteit als pure platinasubstantie, gedefinieerd door de unieke rangschikking van platinaatomen, wordt gekenmerkt door uitzonderlijke eigenschappen:opmerkelijke dichtheid, uitstekende weerstand tegen corrosie en een uitzonderlijk hoog smeltpunt. Deze inherente eigenschappen maken platina onmisbaar in diverse industrieën.

Hoewel platina relatief schaars is, wordt het op natuurlijke wijze ontdekt in combinatie met andere platinametalen, waaronder palladium en rhodium. Prominente platinaproducerende regio's omvatten Zuid-Afrika, Rusland en Canada, maar het kan ook worden gevonden in Noord- en Zuid-Amerika.

Het grootste deel van het inheemse platina wordt gewonnen in Zuid-Afrika, vooral in de regio Bushveld Complex, die een van de grootste bekende platinareserves ter wereld bevat. Deze regio is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de wereldwijde platinaproductie.

Met historische wortels die zich uitstrekken tot pre-Columbiaanse beschavingen in Zuid-Amerika, ontleent platina zijn naam aan de Spaanse term 'platina', wat 'klein zilver' betekent.

Platina ontdekken

William Hyde Wollaston en Smithson Tennant, beiden vooraanstaande scheikundigen uit de late 18e en vroege 19e eeuw, leverden opmerkelijke bijdragen op het gebied van de chemie met betrekking tot platina en de reacties ervan met bepaalde zuren.

Wollaston staat bekend om het bedenken van een methode om platina op te lossen in aqua regia, een krachtig mengsel van salpeter- en zoutzuur. Deze prestatie was belangrijk omdat platina zeer goed bestand is tegen chemische reacties, maar het kon oplossen in aqua regia. Deze doorbraak maakte verdere analyse en verwerking van platina mogelijk, wat uiteindelijk leidde tot de ontwikkeling van kneedbaar platina.

Tennant heeft in samenwerking met Wollaston uitgebreid onderzoek gedaan naar metalen uit de platinagroep, inclusief hun interacties met zuren.

Hun gezamenlijke inspanningen omvatten het analyseren van verschillende platina-ertsen en residuen, wat leidde tot de identificatie en karakterisering van verschillende nieuwe elementen binnen de platinagroep, zoals iridium en osmium. Deze ontdekkingen werden mogelijk gemaakt door de reacties van deze metalen met zuren en daaropvolgende chemische analyse.

Platina versus goud

Platina is een natuurlijk voorkomend chemisch element dat feitelijk ongeveer 30 keer zeldzamer is dan goud, volgens Jenny Luker, president van Platinum Guild International USA (PGI), een marketingorganisatie voor de platina-sieradenindustrie.

"Als al het platina dat ooit is gedolven zou worden gesmolten en in een zwembad van olympisch formaat zou worden gegoten, zou het platina nauwelijks je enkels bereiken. Met goud zouden echter drie zwembaden kunnen worden gevuld", legt ze uit via e-mail. In feite is het het minst voorkomende van alle populaire edelmetalen.

Visuele kenmerken

Qua uiterlijk is platinametaal zilverwit en glanzend. Omdat het zo op wit goud lijkt, kan het onderscheid verwarrend zijn voor het ongetrainde oog.

"Witgoud is eigenlijk geel goud dat is gemengd met andere metalen en vervolgens is bedekt met rhodium om er witter uit te zien - een wit masker dat na verloop van tijd een gele tint zal onthullen", zegt Luker. "Platinum daarentegen behoudt zijn natuurlijke witte kleur."

Dat wil echter niet zeggen dat het helemaal niet zal veranderen. "Als je goed naar een geliefd platina sieraad kijkt, zie je een satijnachtige afwerking op het oppervlak die zich in de loop van de tijd heeft ontwikkeld. Deze verandering in textuur staat bekend als 'patina'", legt Luker uit. Veel platinaliefhebbers verlangen eigenlijk naar deze verandering in uiterlijk.

Duurzaamheid

Platina is ook duurzamer dan goud, wat een van de redenen is waarom het vaak het voorkeursmetaal is voor verlovingsringen (gouden tanden breken eerder dan hun platina tegenhangers.)

Helaas hebben al deze kenmerken ervoor gezorgd dat platina traditioneel een hoger prijskaartje heeft gekregen dan goud, hoewel Luker opmerkt dat het huidige prijsverschil minimaal is.

“Op dit moment is de prijs per ounce platina eigenlijk lager dan die van goud. Omdat platina sieraden echter zuiverder zijn (doorgaans 95 procent platina versus 58,5 procent goud in 14 karaats gouden sieraden) en dichter zijn dan goud, zal het nog steeds kosten iets meer dan een vergelijkbare gouden ring", merkt ze op. (Op 2 oktober 2023 bedroeg de prijs van platina $894,05 per ounce. Goud was $1.837 per ounce.)

Het delven van het edele metaal

Platina wordt voornamelijk gewonnen in Zuid-Afrika, maar is ook afkomstig uit Rusland, Zimbabwe, de Verenigde Staten en Canada. Bij platinamijnbouw zijn verschillende veel voorkomende soorten mijnbouwmethoden betrokken, die elk geschikt zijn voor verschillende geologische omstandigheden en soorten afzettingen.

Ondergrondse mijnbouw

Er zijn een paar soorten ondergrondse mijnbouwmethoden. Bij schachtmijnbouw worden verticale schachten uitgegraven om toegang te krijgen tot diepe ertslichamen. Mijnwerkers gebruiken liften en takels om arbeiders en materialen naar de ondergrondse mijn te vervoeren.

Bij verval- of adit-mijnbouw worden horizontale tunnels, ook wel dalingen of adits genoemd, vanaf de zijkant van een heuvel of berg in het ertslichaam gedreven, waardoor toegang tot ondergrondse afzettingen mogelijk wordt gemaakt zonder dat een verticale schacht nodig is.

En ten slotte is kamer- en pijlermijnbouw een methode waarbij het ertslichaam wordt verdeeld in kamers of kamers, waardoor ertspilaren overblijven om het dak te ondersteunen. Deze methode is geschikt voor afzettingen met stabiele rotscondities.

Open mijnbouw

Voor dit type mijnbouw worden grote, diepe putten uitgegraven om toegang te krijgen tot ertslichamen dichtbij het oppervlak. Deze methode wordt gebruikt voor ondiepe afzettingen en kan leiden tot aanzienlijke milieuverstoringen als gevolg van het uitgraven van grote gebieden.

Open mijnbouw is weliswaar effectief voor ondiepe platina-afzettingen, maar kan resulteren in aanzienlijke milieuverstoringen als gevolg van het uitgraven van grote gebieden, waardoor het tegenwoordig bij veel mijnbouwactiviteiten een minder favoriete methode is.

Alluviale mijnbouw

Alluviale mijnbouw is de winning van waardevolle mineralen uit sedimentaire afzettingen, die doorgaans worden aangetroffen in rivierbeddingen, uiterwaarden of gebieden waar water geërodeerde materialen heeft getransporteerd.

Het begint met natuurlijke erosie, waarbij geologische krachten mineralen uit hun bronnen verdrijven. Water vervoert deze materialen en zet ze af als de snelheid afneemt. Mijnwerkers extraheren deze sedimenten handmatig of mechanisch, waarbij ze zich concentreren op waardevolle mineralen zoals goud, diamanten of platina.

Technieken zoals panning en zwaartekrachtscheiding worden gebruikt om waardevolle mineralen te scheiden van minder waardevolle componenten. Na concentratie vindt verdere verwerking plaats, inclusief raffinage of smelten, om het eindproduct te verkrijgen.

Deze methode wordt vaak gebruikt voor gemakkelijk transporteerbare mineralen en varieert afhankelijk van het doelmineraal en de schaal van de mijnbouw.

Hoopuitloging

Met dit proces worden waardevolle metalen gewonnen, vaak uit laagwaardige ertsen. Bij deze methode wordt het erts vermalen en in hopen of stapels gestapeld. Vervolgens wordt een uitlogingsoplossing, die doorgaans chemicaliën zoals cyanide bevat, op de ertshoop aangebracht. Na verloop van tijd sijpelt de oplossing door de hoop heen, waarbij de doelmetalen worden opgelost.

De opgeloste metalen worden vervolgens verzameld en verder verwerkt om het gewenste metaal te extraheren, terwijl het resterende afvalmateriaal doorgaans op een milieuverantwoorde manier wordt verwijderd. Heap leach mining is een kosteneffectieve techniek voor bepaalde soorten ertslichamen.

In-situ herstel (ISR)

In-situ recovery (ISR), ook bekend als in-situ uitloging of oplossingsmijnbouw, is een mijnbouwmethode die wordt gebruikt voor het extraheren van waardevolle mineralen uit ertslichamen zonder het erts fysiek te verwijderen. In plaats daarvan wordt een uitlogingsoplossing rechtstreeks in de ondergrondse ertsafzetting geïnjecteerd.

Deze oplossing lost de doelmineralen op en de resulterende zwangere oplossing wordt naar de oppervlakte gepompt voor verwerking. ISR wordt als milieuvriendelijk beschouwd omdat het de verstoring van het oppervlak en de afvalproductie minimaliseert, waardoor het een voorkeursmethode is voor bepaalde soorten afzettingen.

Veelvoorkomend gebruik van platina

Hoewel platina door zijn kracht en schoonheid favoriet is onder juweliers en consumenten, kent het zilverwitte metaal een scala aan toepassingen, waarvan sommige behoorlijk verrassend zijn.

Katalyse

Platina wordt gebruikt als katalysator voor het maken van chemicaliën zoals siliconen, salpeterzuur en benzeen. In feite staan ​​de zes metalen uit de platinagroep (iridium, palladium, platina, rhodium, ruthenium en osmium) allemaal bekend om hun indrukwekkende katalytische vaardigheden (wat betekent dat deze metalen de snelheid van de chemische reactie tussen stoffen verhogen zonder hun fysieke eigenschappen te veranderen). P>

Auto-onderdelen

In de auto-industrie is platina een belangrijk onderdeel van katalysatoren. Ongeveer de helft van de vraag naar platina is feitelijk bestemd voor gebruik in katalysatoren voor transportvoertuigen zoals bussen, auto's en vrachtwagens.

Deze apparaten zetten schadelijke uitlaatgassen, zoals koolmonoxide (CO), stikstofoxiden (NOx) en onverbrande koolwaterstoffen, om in minder schadelijke stoffen zoals kooldioxide (CO2), stikstof en waterdamp.

Sieraden

Platina en platinadraad zijn om verschillende redenen gewaardeerde materialen bij het maken van sieraden. Hun natuurlijke, zilverwitte glans zorgt voor een tijdloze en elegante uitstraling die past bij verschillende edelstenen en ontwerpen. De uitzonderlijke duurzaamheid van Platinum zorgt ervoor dat sieraden na verloop van tijd onberispelijk blijven, waardoor het een perfecte keuze is voor erfstukken.

Platinadraad – dunne, flexibele strengen gemaakt van het edelmetaal platina – heeft een kneedbaarheid die ingewikkeld en delicaat vakmanschap mogelijk maakt. Bovendien maken de hypoallergene eigenschappen van platina het geschikt voor mensen met een gevoelige huid.

Zorg

In de gezondheidszorg zijn platinaverbindingen een onderdeel van sommige chemotherapiemedicijnen en worden ze ook gebruikt in pacemakers en zelfs tandvullingen. De elektronica-industrie kent ook verschillende toepassingen voor platina, bijvoorbeeld harde schijven van computers.

Cisplatine is een platinabevattende verbinding die wordt gebruikt als chemotherapiemedicijn voor de behandeling van verschillende soorten kanker. Het werkt door te interfereren met het DNA in kankercellen, waardoor hun replicatie en groei wordt voorkomen. Andere op platina gebaseerde chemotherapiemedicijnen zijn carboplatine en oxaliplatine.

Militaire toepassingen

Vanuit defensieoogpunt wordt platina al lang gewaardeerd vanwege zijn sterkte, die veel verder gaat dan eenvoudige krasbestendigheid. Het metaal houdt goed stand onder hoge temperaturen, beschikt over stabiele elektrische eigenschappen en is zeer goed bestand tegen chemische aanvallen.

Door de bladen van straalmotoren te coaten met producten op basis van platina worden ze bijvoorbeeld beschermd op plaatsen waar de temperatuur kan oplopen tot 2000 graden Celsius (3632 graden Fahrenheit).

"Platinum was een belangrijk strategisch defensiemetaal dat tijdens de Tweede Wereldoorlog werd gebruikt en was destijds niet toegestaan ​​voor gebruik in sieraden", zegt Luker. Zelfs vandaag de dag is platina zo belangrijk voor de economische en defensie-inspanningen dat het werd vermeld als een van de 35 mineralen die “van cruciaal belang worden geacht voor de Amerikaanse nationale veiligheid en de economie.”

Met zo'n cv lijkt het erop dat de reputatie en het prijskaartje van platina welverdiend zijn.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Dat is nu misplaatst

Ironisch genoeg waren de Spanjaarden die platina ontdekten in Colombia niet bepaald onder de indruk, en gooiden ze het terzijde als een onzuiverheid in het felbegeerde zilver dat ze aan het winnen waren. Ze hadden zo'n minachting voor het metaal dat ze het 'platina' noemden, wat 'klein zilver' betekent. Van deze term krijgen we het Engelse woord 'platinum'.