Platin
Platin(Deutschland:[ ],Österreich:[ ]) ist einchemisches Elementmit demElementsymbolPt und derOrdnungszahl78. Es besitzt eine hohe Dichte und ist ein kostbares, schmiedbares, dehnbares, grauweißesÜbergangsmetall.Es besitzt eine bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit und gilt alsEdelmetall.ImPeriodensystemsteht es in der Gruppe 10, nach alter Zählung in der 8.NebengruppeoderNickelgruppe.Sein Name leitet sich vom spanischen „platina “ab, einer Verkleinerungsform von „plata “(Silber).
Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Name,Symbol,Ordnungszahl | Platin, Pt, 78 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementkategorie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe,Periode,Block | 10,6,d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aussehen | grau-weiß | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS-Nummer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
EG-Nummer | 231-116-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ECHA-InfoCard | 100.028.287 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massenanteil an derErdhülle | 0,005 ppm[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomar[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 195,084(9)[3]u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius(berechnet) | 135 (177)pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 136 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van-der-Waals-Radius | 175 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronenkonfiguration | [Xe] 4f145d96s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.Ionisierungsenergie | 8.95883(10)eV[4]≈864.4kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Ionisierungsenergie | 18.56(12) eV[4]≈1791 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Ionisierungsenergie | 29.0(1,6) eV[4]≈2800 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Ionisierungsenergie | 43.0(1,7) eV[4]≈4150 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Ionisierungsenergie | 56.0(1,9) eV[4]≈5400 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physikalisch[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallstruktur | kubisch flächenzentriert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dichte | 21,45 g/cm³ (20 °C)[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mohshärte | 3,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetismus | paramagnetisch(χm= 2,8 · 10−4)[7] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzpunkt | 2041,4K(1768,3 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 4100 K[8](3827 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molares Volumen | 9,09 · 10−6m3·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungsenthalpie | 510 kJ·mol−1[8] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzenthalpie | 19,6 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit | 2680 m·s−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spezifische Wärmekapazität | 130 J·kg−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Austrittsarbeit | 5,65eV[9] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrische Leitfähigkeit | 9,48 · 106[10]S·m−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 72W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemisch[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustände | −2, 0,+2,+4,+6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normalpotential | 1,118V(Pt2++ 2 e−→ Pt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität | 2,2[11](Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Weitere Isotope sieheListe der Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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MAK |
Schweiz: 1 mg·m−3(gemessen alseinatembarer Staub)[13] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Soweit möglich und gebräuchlich, werdenSI-Einheitenverwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten beiStandardbedingungen. |
Es ist eines der seltensten Elemente der Erdkruste und kommt in einigenNickel- undKupfererzenodergediegen,etwa im Schwemmsand verschiedener Flüsse, vor.Südafrikaist ein wichtiger Platinproduzent, jährlich werden nur wenige hundert Tonnen gefördert. Aufgrund seiner vielfältigen Verwendung zählt es zu den wichtigen Edelmetallen. Platin wird zur Herstellung von Schmuck,Autoabgaskatalysatoren,Laborgeräten und Kontaktwerkstoffen verwendet. Einige Platinkomplexe wieCisplatinwerden in derChemotherapiebei bestimmten Krebsarten eingesetzt.
Geschichte
Der Name leitet sich vomspanischenWortplatina,der negativ besetztenVerkleinerungsformvonplata„Silber “, ab. Die erste europäische Erwähnung stammt von demitalienischenHumanistenJulius Caesar Scaliger.Er beschreibt ein mysteriöses weißes Metall, das sich allen Schmelzversuchen entzog. Eine ausführlichere Beschreibung der Eigenschaften findet sich in einem 1748 veröffentlichten Bericht vonAntonio de Ulloa.
Platin wurde wahrscheinlich erstmals um 3000 vor Chr. imAlten Ägyptenverwendet. Der britische ForscherWilliam Matthew Flinders Petrie(1853–1942) entdeckte im Jahr 1895 altägyptischen Schmuck und stellte fest, dass Platin in kleiner Menge mitverwendet wurde.
Platin wurde auch von den Indianern Südamerikas benutzt. Es fand sich beim Gewinnen von Goldstaub im Waschgold als Begleitung und konnte nicht explizit abgetrennt werden. Die Schmiede seinerzeit nutzten unbewusst die Tatsache aus, dass sich native Platinkörnchen mit Goldstaub in der Glut von mit Blasebalgen angefachtem Holzkohlefeuer gut verschweißen lassen, wobei das Gold wie einLotwirkte und sich durch wiederholtes Schmieden und Erhitzen eine relativ homogene, helle, in der Schmiedehitze verformbare Metalllegierung erzeugen ließ. Diese konnte nicht wieder geschmolzen werden und war genauso beständig wie Gold, allerdings von weißlich-silberartiger Farbe. Schon ein ungefähr 15-prozentiger Platinanteil führt zu einer hellgrauen Farbe. Reines Platin war jedoch noch unbekannt.
Im 17. Jahrhundert wurde Platin in den spanischen Kolonien als lästiges Begleitmaterial beim Goldsuchen zu einem großen Problem. Man hielt es für „unreifes “Gold und warf es wieder in die FlüsseEcuadorszurück. Da es ein ähnlichesspezifisches Gewichtwie Gold hat und selbst im Feuer nicht anlief, wurde es zum Verfälschen desselben verwendet. Daraufhin erließ die spanische Regierung ein Exportverbot. Sie erwog sogar, sämtliches bis dahin erhaltenes Platin im Meer zu versenken, um Platinschmuggel und Fälscherei zuvorzukommen und davor abzuschrecken.
Die Alchemie des 18. Jahrhunderts war gefordert, denn das Unterscheiden vom reinen Gold und das Extrahieren gestalteten sich mit den damaligen Techniken als außerordentlich schwierig. Das Interesse aber war geweckt. Im Jahre 1748 veröffentlichteAntonio de Ulloaeinen ausführlichen Bericht über die Eigenschaften dieses Metalls. Im Jahre 1750 stellte der englische ArztWilliam Brownrigggereinigtes Platinpulver her.Louis Bernard Guyton de Morveaufand im Jahre 1783 ein einfaches Verfahren, um Platin industriell zu gewinnen.
1856 gelang es dem Apotheker und ChemikerWilhelm Carl Heraeuserstmals, mit Hilfe eines eigens entwickelten Knallgasgebläses reines Platin in nennenswerten Mengen für die (Schmuck-)Industrie herzustellen („Erste Deutsche Platinschmelze “).[14]
DerPlatinpreismarkierte am 4. März 2008 mit 2308,80 US-Dollar pro Feinunze ein Allzeithoch und war zu diesem Zeitpunkt mehr als doppelt so hoch wieGold(989,80 US-Dollar pro Feinunze). Zum Stichtag 31. Dezember 2018 notierte die Feinunze Platin mit 794 US-Dollar deutlich unter demGoldpreis.
Platin als Mineral und Vorkommen
Platin kommtgediegen,das heißt in elementarer Form in der Natur vor und ist deshalb von derInternational Mineralogical Association(IMA) alsMineralanerkannt. In derSystematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)ist es in derMineralklasseder „Elemente “und der Abteilung der „Metalle und intermetallische Verbindungen “, wo es als Namensgeber der Unterabteilung „Platin-Gruppen-Elemente “zusammen mitIridium,PalladiumundRhodiumdie unbenannte Gruppe1.AF.10bildet. In der veralteten, aber noch gebräuchlichen8. Auflagetrug Platin die System-Nr.I/A.14-70(Elemente – Metalle, Legierungen, intermetallische Verbindungen).
Durch das vonHans Merensky1924 entdeckte sogenannteMerensky Reefwurde der kommerzielle Abbau von Platin wirtschaftlich.
Die bedeutendsten Fördernationen von Platin waren 2011Südafrikamit 139 Tonnen (dessen Anteil an der Weltförderung von 192 Tonnen 91 Prozent betrug),Russlandmit 26 Tonnen undKanadamit 10 Tonnen, (Siehe auch:Förderung nach Ländern – Platin).
Weltweit konnte Platin bisher (Stand: 2011) an rund 380 Fundorten nachgewiesen werden, so unter anderem in mehreren Regionen vonÄthiopien,Australien,Brasilien,Bulgarien,China,derDemokratischen Republik Kongo,Deutschland,Frankreich,Guinea,Indonesien,Irland,Italien,Japan,Kolumbien,Madagaskar,Mexiko,Myanmar,Neuseeland,Norwegen,Papua-Neuguinea,Philippinen,Sierra Leone,Simbabwe,Slowakei,Spanien,Tschechien,Türkei,imVereinigten Königreichund denVereinigten Staaten von Amerika(USA).[15]
Platin kommt auch in Form chemischer Verbindungen in zahlreichen Mineralen vor. Bisher sind rund 50 Platinminerale bekannt (Stand: 2011).[16]
Gewinnung und Herstellung
Metallisches Platin (Platinseifen) wird heute praktisch nicht mehr abgebaut. Umfangreichen Platinbergbau gibt es nur imsüdafrikanischenBushveld-Komplex,ferner amGreat DykeinSimbabweund im Stillwater-Komplex inMontana.Die südafrikanischen Bergwerke gehören z. B.Lonmin,Anglo American PlatinumoderImpala Platinum.[17]
Platinquellen sind auch die Buntmetallerzeugung (Kupfer und Nickel) inGreater Sudbury(Ontario) undNorilsk(Russland). Hier fallen die Platingruppenmetalle als Nebenprodukt derNickelraffinationan. Als Platinnebenmetall bezeichnet man fünf Metalle, die in ihrem chemischen Verhalten dem Platin so ähneln, dass die Trennung und Reindarstellung früher große Schwierigkeiten machte. 1803 wurdenIridium,Osmium,PalladiumundRhodiumentdeckt; 1844 folgteRuthenium.
Platinschwamm entsteht beim Glühen vonAmmoniumhexachloroplatinat(IV)(NH4)2[PtCl6] oder beim Erhitzen von Papier, das mit Platinsalzlösungen getränkt ist.
ZumRecycelnvon Platin wird dieses entwederoxidativinKönigswasser,einer Mischung aus Salpeter- und Salzsäure, oder in einer Mischung ausSchwefelsäureundWasserstoffperoxidaufgelöst. In diesen Lösungen liegt Platin dann in Form von Komplexverbindungen (z. B. im Fall von Königswasser alsHexachloroplatinsäure) vor und kann daraus durchReduktionwieder gewonnen werden. Forscher der National Chung Hsiang University (Taiwan) haben ein neuartiges Verfahren entwickelt, bei dem Platin elektrochemisch in einer Mischung aus Zinkchlorid und einer speziellenionischen Flüssigkeitaufgelöst wird. Unter einer ionischen Flüssigkeit versteht man ein organisches Salz, das bereits bei Temperaturen unterhalb von 100 °C geschmolzen vorliegt und über eine hohe Leitfähigkeit verfügt. Das gebrauchte Platin wird in Form einer Elektrode, die alsAnodegeschaltet wird, eingesetzt und die umgebende ionische Flüssigkeit auf etwa 100 °C erhitzt. Das Platin löst sich dabei oxidativ auf. Anschließend lässt sich das gelöste Platin als reines Metall auf einer Trägerelektrode wieder abscheiden.[18]
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Platin ist einschmiedbaresSchwermetall. AlsEdelmetallgehört es zu den korrosionsbeständigsten Metallen überhaupt. Platin ist mit einer Mohs-Härte von 3,5 ein eher weiches Metall.[19]
Aufgrund seiner hohen Haltbarkeit, Anlaufbeständigkeit undSeltenheiteignet sich Platin besonders für die Herstellung hochwertiger Schmuckwaren.
Platin ist in Pulverform je nach Korngröße grau (herstellungsbedingt nach der Zersetzung des (NH4)2[PtCl6]) bis schwarz (Platinmohr), geruchlos und entzündbar. Das Metall in kompakter Form ist nicht brennbar.[12]
Chemische Eigenschaften
Platin zeigt, wie auch die anderen Metalle der Platingruppe, ein widersprüchliches Verhalten. Einerseits ist esedelmetalltypischchemisch träge, andererseits hochreaktiv, katalytisch-selektiv gegenüber bestimmten Substanzen und Reaktionsbedingungen. Auch bei hohen Temperaturen zeigt Platin ein stabiles Verhalten. Es ist daher für viele industrielle Anwendungen geeignet.
Platin ist sehrreaktionsträgeund ist beiRaumtemperaturgegenüber vielenstarken Säurenresistent. Erst ab 100 °C ist eine Reaktion mitSalzsäure,Salpetersäure,FlusssäureoderPerchlorsäuremöglich. Schwefelsäure hingegen reagiert mit Platin ab 300 °C. Bekanntestarke BasenwieNatriumhydroxidundKaliumhydroxidreagieren mit dem Platin erst ab 400 °C. In heißemKönigswasser,einem Gemisch aus Salz- und Salpetersäure, wird es unter Bildung von rotbraunerHexachloroplatinsäureangegriffen.[20]InSchwefelsäureist es durch Wechselstromelektrolyse löslich.[21]
Platin wird aber auch vonSalzsäurebei Anwesenheit vonSauerstoffund von heißer rauchender Salpetersäure stark angegriffen. Auch von Alkali-, Peroxid-, Nitrat-, Sulfid-, Cyanid- und anderen Salzschmelzen wird Platin angegriffen. Viele Metalle bilden mit PlatinLegierungen,beispielsweiseEisen,Nickel,Kupfer,Cobalt,Gold,Wolfram,Gallium,Zinnetc. Besonders hervorzuheben ist, dass Platin zum Teil unter Verbindungsbildung mit heißemSchwefel,Phosphor,Bor,Silicium,Kohlenstoffin jeder Form reagiert, das heißt auch in heißen Flammengasen. Auch viele Oxide reagieren mit Platin, weshalb auch nur bestimmte Werkstoffe als Tiegelmaterial eingesetzt werden können. Beim Schmelzen des Metalls mit beispielsweise einerPropan-Sauerstoff-Flamme muss deshalb mit neutraler bis schwachoxidierender Flamme gearbeitet werden. Beste Möglichkeit ist das flammenfreie elektrisch-induktive Heizen des Schmelzgutes inZirconiumoxidkeramiken.
Katalytische Eigenschaften
SowohlWasserstoff,Sauerstoffals auch andere Gase werden von Platin im aktivierten Zustand gebunden. Es besitzt daher bemerkenswertekatalytischeEigenschaften; Wasserstoff und Sauerstoff reagieren in seiner Anwesenheit explosiv miteinander zuWasser.Weiterhin ist es die katalytische aktive Spezies beimkatalytischen Reforming.Allerdings werden Platinkatalysatoren schnell durch Alterung und Verunreinigungen inaktiv (vergiftet) und müssen regeneriert werden. Poröses Platin, das eine besonders große Oberfläche aufweist, wird auch alsPlatinschwammbezeichnet. Durch die große Oberfläche ergeben sich bessere katalytische Eigenschaften. Ebenfalls auf Grund der großen Oberfläche wurde früher metallisches Platin auf Asbest abgeschieden (Platinasbest) und als Katalysator verwendet. Heute wird für diesen Zweck wegen derAsbestproblematikPlatin-Quarzwolleeingesetzt.
Verwendung
Aufgrund ihrer Verfügbarkeit und der hervorragenden Eigenschaften gibt es für Platin und Platinlegierungen zahlreiche unterschiedliche Einsatzgebiete. So ist Platin ein favorisiertes Material zur Herstellung von Laborgeräten, da es keineFlammenfärbungerzeugt. Es werden z. B. dünne Platindrähte verwendet, um Stoffproben in die Flamme einesBunsenbrennerszu halten.
Platin wird darüber hinaus in einer nahezu unüberschaubaren Anzahl von Bereichen verwendet:
- Platin ist ein edles und wertvolles Metall – es ist knapp sechzig Mal teurer alsSilber.[22]Es wurde und wird daher für teure Schmuckwaren undSchreibfedern,aber auch als Zahlungsmittel bzw. Geldanlage benutzt. Für diese Zwecke wird Platin, wie Gold, in Form von Legierungen verwendet, da es in reinem Zustand kaum härter als Gold ist. DieAnlagemünzenPlatinum Canadian Maple LeafundAmerican Platinum Eaglewerden heute noch ausgegeben. InRusslandwurden zwischen 1828 und 1846 Geldmünzen aus Platin geprägt, derPlatinrubel.Zunächst waren es Münzen aus etwa 10,3 Gramm Platin im Wert von 3Rubeln,später kamen Münzen des doppelten und vierfachen Wertes und des entsprechenden Platingewichtes hinzu. Des Weiteren gab die Münze Österreichs eineBullionmünzemit dem Motiv der Wiener Philharmoniker[23]mit einer Unze Reinplatin (999,5 ‰) zum Nominale von 100 Euro aus.
- Thermoelemente
- Widerstandsthermometer(z. B. Pt100)
- Heizwiderstände
- Kontaktwerkstoffe und Elektroden, z. B. inZündkerzen
- Katalysatoren.Beispiele sind nicht nurFahrzeugkatalysatoreneinschließlich der Diesel-Oxidationskatalysatoren und Katalysatoren inBrennstoffzellen,sondern auch solche für großindustrielle Prozesse wie derSalpetersäureherstellungund für Platin-Rhodium-Legierungen. Ein historisch wichtiges Beispiel ist dasDöbereinersche Feuerzeug.Für 2005 wird der Verbrauch von Platin für die Katalysatorherstellung auf 3,86 MillionenUnzengeschätzt, das entspricht etwa 120,1 Tonnen.
- Magnetwerkstoffe
- Chemischer Apparatebau, Labor- und Analysegeräte
- Schmelztiegelfür die Glasherstellung
- Glaseinschmelzlegierungen
- MedizinischeImplantate,Legierungszusatz inDentalwerkstoffen(siehe auch:Biomaterial)
- Herzschrittmacher
- Schubdüsen, Verkleidungen für Raketen
- Spinndüsen
- Platinspiegel (Spiegel und teildurchlässige Spiegel, die im Gegensatz zu Silberspiegeln nicht anlaufen können)
- Laserdrucker(Ladekorona)
- Beschichtungen von Turbinenleitschaufeln in Flugzeugtriebwerken
- Platingeräte für die Spezialglasschmelze. Für die optische und technische Spezialglasschmelze werden tausende von Geräten aus Platinwerkstoffen hergestellt. Über Labortiegel aus Rein-Pt-, PtIr-, PtRh- oder PtAu-Werkstoffen für die ersten Versuchsschmelzen bis zu kompletten kontinuierlichen Wannensystemen, die einige 100 kg Platingewicht haben können. Außer den Läuterkammern, Tiegeln und Rohrsystemen aus PtIr oder PtRh kommen auch Zusatzgeräte wie Rührer, Deckel, Elektroden, Auslaufringe und Düsen zum Einsatz.
Der gebräuchlichste Werkstoff für die Geräte zur Herstellung von optischem Glas ist Rein-Pt oder Pt mit 0,3 bis 1,0 % Ir für die Tiegel und Rohrsysteme sowie PtRh3bis PtRh10für stark mechanisch beanspruchte Geräte wie zum Beispiel Rührer.
Bei den Geräten für die Herstellung von technischem Glas verwendet man PtRh10- bis PtRh30-Werkstoffe. Diese mechanisch stabileren hochprozentigen PtRh-Werkstoffe können in der optischen Glasschmelze nicht eingesetzt werden, da das Rh eine leicht gelbliche Färbung in der Schmelze hinterlässt, die zu Transmissionsverlusten in den optischen Glasprodukten führt.
Für spezielle Anwendungen werden auch FKS- (feinkornstabilisierte) und ODS (Oxide Dispersion Strengthened)-Werkstoffe in der optischen und technischen Spezialglasschmelze eingesetzt. Diese pulvermetallurgisch hergestellten Pt-, PtRh-, PtIr- und PtAu-Werkstoffe werden mit ca. 0,2 % Yttrium- bzw. Zirconiumoxid dotiert, um ein vorzeitiges Kornwachstum bei den Platingeräten im Glasschmelzprozess zu verhindern.
Das Hauptproblem bei der Bearbeitung dieser Werkstoffe ist die eingeschränkte Schweißbarkeit bei der Geräteherstellung.
- Im Gegensatz zu den oben genannten Verwendungen, die Platin als Metall benutzen, gibt es auch eine hochwirksame und daher wichtige Klasse von Arzneimitteln gegenKrebs(Cytostatika), die Platin-Verbindungenenthalten, beispielsweiseCisplatin,CarboplatinundOxaliplatin.
DerInternationale Kilogrammprototyp,der bis 2019 das Kilogramm definierte, und derInternationale Meterprototyp von 1889,der bis 1960 denMeterdefinierte, bestehen aus einerLegierungvon 90 % Platin und 10 % Iridium.
Als Platin im Sinne derKombinierten Nomenklaturgelten gemäß Anmerkung 4.B zu Kapitel 71 Platin,Iridium,Osmium,Palladium,RhodiumundRuthenium.
Legierungen/Werkstoffe
Bezeichnung | Platinanteil | Andere Elemente | Bemerkung / Verwendung |
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Fasserplatin | 96 % | 4 %Palladium | Schmelzpunkt: 1750 °C, Dichte: 20,8 g/cm³,Brinellhärte:55,Zugfestigkeit:314 N/mm²,Bruchdehnung:39 / Schmuckindustrie |
Juwelierplatin | 96 % | 4 %Kupfer | Schmelzpunkt: 1730 °C, Dichte: 20,3 g/cm³, Brinellhärte: 110, Zugfestigkeit: 363 N/mm², Bruchdehnung: 25 / Schmuckindustrie |
Pt1Ir | 99 % | 1 % Iridium | Herstellung von Geräten für die optische Glasschmelze |
Pt3Ir | 97 % | 3 % Iridium | Herstellung von Rührwerken für die optische Glasschmelze |
Pt5Rh | 95 % | 5 % Rhodium | Herstellung von Rührwerken für die optische Glasschmelze |
Pt10Rh | 90 % | 10 % Rhodium | Herstellung von Geräten für die technische Glasschmelze |
Pt20Rh | 80 % | 20 % Rhodium | Herstellung von Geräten für die technische Glasschmelze |
Pt30Rh | 70 % | 30 % Rhodium | Herstellung von Geräten für die technische Glasschmelze |
FKS Pt | 99,8 % | 0,2 % Zirconiumoxid | Herstellung von Geräten für die optische Glasschmelze |
FKS Pt10Rh | 89,8 % | 10 % Rhodium, 0,2 % Zirconiumoxid | Herstellung von Geräten für die technische Glasschmelze |
ODS Pt | 99,8 % | 0,2 % Yttriumoxid | Herstellung von Geräten für die optische Glasschmelze |
ODS Pt10Rh | 89,8 % | 10 % Rhodium, 0,2 % Yttriumoxid | Herstellung von Geräten für die technische Glasschmelze |
ODS Pt20Rh | 79,8 % | 20 % Rhodium, 0,2 % Yttriumoxid | Herstellung von Geräten für die technische Glasschmelze |
Die ODS- und FKS-Werkstoffe haben in etwa die gleichen physikalischen Eigenschaften, aber werden aus patentrechtlichen Gründen mit Yttrium- bzw. Zirconiumoxid hergestellt.
Diese Legierungen werden von den Spezialglasherstellern wie zum Beispiel Hoya und Asahi in Japan, Corning in den USA, Saint-Gobain in Frankreich und Schott in Deutschland für unzählige Geräte in der Glasschmelztechnik verwendet.
Verbindungen
- Platin(IV)-oxid-Hydrat (PtO2· x H2O) braunschwarzes Pulver, findet alsKatalysatorausgedehnte Anwendungen in derorganischen Chemie
- Platin(VI)-oxid(PtO3)
- Platin(II)-chlorid(PtCl2),Platin(IV)-chlorid(PtCl4)
- Tetrachloroplatin(II)-säure(H2[PtCl4])
- Hexachloroplatinsäure(H2[PtCl6])
- Platin(IV)-fluorid(PtF4)
- Platin(V)-fluorid(PtF5)
- Platin(VI)-fluorid(PtF6)
- Platin(II)-bromid(PtBr2)
- Platin(IV)-bromid(PtBr4)
- Platin(II)-iodid(PtI2)
- Platin(IV)-iodid(PtI4)
- Platin(II)-oxid(PtO)
- Platin(II)-sulfid(PtS)
- Xenonhexafluoroplatinat(XePtF6) erste hergestellteEdelgasverbindung
Ein Beispiel für eine Verbindung mit Platin in der Oxidationsstufe 0 ist
- Tetrakis(triphenylphosphin)platin(Pt(PPh3)4)
Verbindungen mitSilicium(Platinsilicide,z. B. für Infrarot-Kameras):
- PtSi
- Pt2Si
- Pt3Si
Verbindungen mitAluminium:
- PtAl2ist eine kristalline, spröde, goldgelbe Verbindung
- Pt3Al ist ebenfalls kristallin, aber silbern
Platin als Anion Pt2−:
- CaesiumplatinidCs2Pt
Platinmarkt
AlsTeilmarkthat sich imEdelmetallhandelein Platinmarkt entwickelt, auf dem die Export-Staaten das Edelmetall zur Verwendung in der Industrie (Schmuck)PrägeanstaltenfürPlatinmünzenund im Handel (Münzhandel, Kreditinstitute) anbieten. Die Bezeichnung für Platin, das alsHandelsobjektauf demLondon Platinum and Palladium Marketgehandelt wird, ist XPT. DieInternationale Wertpapierkennnummer(ISIN) im Börsenhandel lautet XC0009665545.
Literatur
Ältere Literatur
- A. Gutbier, Fr. Bauriedel:Über Platin.In:Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft.42 (4), 1909, S. 4243–4249,doi:10.1002/cber.19090420406.
- H. Rabe:Platin und die Tentelewsche Chemische Fabrik.Zeitschrift für Angewandte Chemie 39 (46), 1926, S. 1406–1411,doi:10.1002/ange.19260394606.
- W. Manchot, G. Lehmann:Über einwertiges Platin.Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series), 63 (10), 1930, S. 2775–2782,doi:10.1002/cber.19300631016.
Aktuelle Literatur
- Platin. Das edelste aller Edelmetalle Geschichte, Produktion, Anwendung.In:Metall (Berlin).57 (12), 2003, S. 777–784,ISSN0026-0746.
- Michael Groß:Als der Platin-Rubel rollte.In:Chemie in unserer Zeit.38 (5), 2004, S. 308,doi:10.1002/ciuz.200490074.
- Ingo Ott, Ronald Gust:Medizinische Chemie der Platinkomplexe: Besonderheiten anorganischer Zytostatika.In:Pharmazie in unserer Zeit.35 (2), 2006, S. 124–133,doi:10.1002/pauz.200500161.
- Die Platin Referenz: Der Klassiker Pt100 wird 100.In:Elektronik Industrie.37 (5), 2006, S. 44–45,ISSN0174-5522.
Weblinks
- Literatur von und über Platinim Katalog derDeutschen Nationalbibliothek
- Mineralienatlas:Platin(Wiki)
Einzelnachweise
- ↑Harry H. Binder:Lexikon der chemischen Elemente.S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999,ISBN 3-7776-0736-3.
- ↑Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, auswebelements (Platin)entnommen.
- ↑CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
- ↑abcdeEintrag zuplatinumin Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019):NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1).Hrsg.:NIST,Gaithersburg, MD.doi:10.18434/T4W30F(physics.nist.gov/asd).Abgerufen am 13. Juni 2020.
- ↑abcdeEintrag zuplatinumbeiWebElements,webelements,abgerufen am 13. Juni 2020.
- ↑David R. Lide (Hrsg.):CRC Handbook of Chemistry and Physics.90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL,Properties of the Elements and Inorganic Compounds,S. 4-26.
- ↑Robert C. Weast (Hrsg.):CRC Handbook of Chemistry and Physics.CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990,ISBN 0-8493-0470-9,S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
- ↑abYiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang:Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.In:Journal of Chemical & Engineering Data.56, 2011, S. 328–337,doi:10.1021/je1011086.
- ↑Ludwig Bergmann,Clemens Schaefer,Rainer Kassing:Lehrbuch der Experimentalphysik.Bd. 6:Festkörper.2. Auflage. Walter de Gruyter, 2005,ISBN 3-11-017485-5,S. 361.
- ↑Platin: Stoffeigenschaftenauf:http:// periodensystem.info/
- ↑David R. Lide (Hrsg.):CRC Handbook of Chemistry and Physics.90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL,Molecular Structure and Spectroscopy,S. 9-98.
- ↑abcEintrag zuPlatin, Pulverin derGESTIS-StoffdatenbankdesIFA,abgerufen am 25. April 2017.(JavaScript erforderlich)
- ↑Schweizerische Unfallversicherungsanstalt(Suva):Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte(Suche nach7440-06-4bzw.Platin), abgerufen am 25. November 2019.
- ↑Heraeus Unternehmensgeschichte 1851-1888
- ↑Mindat – Localities for Platinum.
- ↑Webmineral – Mineral Species sorted by the element Pt (Platinum).
- ↑R. T. Jones:Platinum Smelting in South Africa.auf:pyrometallurgy.co.za(englisch).
- ↑Jing-Fang Huang, Hao-Yuan Chen:Heat-Assisted Electrodissolution of Platinum in an Ionic Liquid.In:Angewandte Chemie.124, 2012, S. 1716–1720,doi:10.1002/ange.201107997.
- ↑Mohs Hardness for all the elements in the Periodic Table.In:Periodictable.Abgerufen am 13. August 2024(amerikanisches Englisch).
- ↑Periodensystem: Platin.In:Seilnacht.Abgerufen am 13. August 2024.
- ↑"Versuche über die Elektrolyse mit Wechselströmen und ihre Anwendung zur Herstellung chemischer Produkte" Dissertation von Paul Burger an der TH-Darmstadt 1906
- ↑Aktuelle Rohstoffpreise.
- ↑Philharmoniker Platin