Platyna, wysoko ceniony i pożądany metal, ma szeroki zakres zastosowań, w tym biżuterii, katalizatory, kontakty elektryczne, rozruszniki serca, leki i magnesy. Ponieważ jest rzadki – istnieje tylko około 5 części na miliard wagowo w skorupie ziemskiej, według Chemicool – platyna ma tendencję do bycia bardzo drogim, jak każdy, kto chce kupić platynowy pierścionek ślubny może odkryć.
Platyna jest srebrno-białym metalem – kiedyś była znana jako „białe złoto”. Jest niezwykle odporny na matowienie i korozję (co sprawia, że jest znany jako „metal szlachetny”) i jest bardzo miękki i plastyczny, co sprawia, że jest łatwy do kształtowania; plastyczny, co sprawia, że jest łatwy do rozciągania w drut; i niereaktywny, co oznacza, że nie utlenia się i nie jest dotknięty przez kwasy.
Platyna jest jednym z metali przejściowych, grupa, która obejmuje złoto, srebro, miedź i tytan – i większość elementów w środku układu okresowego. Struktura atomowa tych metali oznacza, że mogą one łatwo łączyć się z innymi pierwiastkami.
Jest to również jeden z najgęstszych pierwiastków o gęstości 12,4 uncji na cal sześcienny (21,45 gramów na centymetr sześcienny), nieco więcej niż 21 razy gęstość wody lub 6 razy gęstość diamentu według Chemicool. Te właściwości prowadzą do wielu zastosowań dla tego bardzo rzadkiego i cennego metalu.
Just the facts
- Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 78
- Symbol atomowy (w układzie okresowym pierwiastków): Pt
- Waga atomowa (średnia masa atomu): 195,1
- Gęstość: 12,4 uncji na cal sześcienny (21,45 gramów na cm sześcienny)
- Faza w temperaturze pokojowej: stała
- Punkt topnienia: 3,215.1 stopni Fahrenheita (1,768.4 stopni Celsjusza)
- Punkt wrzenia: 6,917 F (3,825 C)
- Liczba izotopów naturalnych (atomy tego samego pierwiastka z różną liczbą neutronów): 6. Istnieje również 37 sztucznych izotopów stworzonych w laboratorium.
- Najczęściej spotykane izotopy: Pt-195 (33,83 procent naturalnej obfitości), Pt-194 (32,97 procent naturalnej obfitości), Pt-196 (25,24 procent naturalnej obfitości), Pt-198 (7,16 procent naturalnej obfitości), Pt-192 (0,78 procent naturalnej obfitości), Pt-190 (0.01 procent naturalnej obfitości)
„Nietopliwy” metal
W czasach starożytnych, ludzie w Egipcie i obu Amerykach używane platyny do biżuterii i kawałki dekoracyjne, często razy mieszane ze złotem. Pierwsze odnotowane odniesienie do platyny było w 1557 roku, kiedy Julius Scaliger, włoski lekarz, opisał metal znaleziony w Ameryce Środkowej, który nie topi się i nazwał go „platina”, co oznacza „małe srebro”.
W 1741 roku, brytyjski naukowiec Charles Wood opublikował badanie wprowadzające platynę jako nowy metal i opisał niektóre z jej atrybutów i możliwych zastosowań komercyjnych, według Petera van der Krogt holenderskiego historyka. Następnie, w 1748 roku, hiszpański naukowiec i oficer marynarki Antonio de Ulloa opublikował opis metalu, który był nie do przerobienia i nie do stopienia. (Pierwotnie napisał go w 1735 r., ale jego dokumenty zostały skonfiskowane przez brytyjską marynarkę).
W XVIII wieku, platyna była ósmym znanym metalem i była znana jako „białe złoto”, według van der Krogta. (Wcześniej znane metale obejmowały żelazo, miedź, srebro, cynę, złoto, rtęć i ołów.)
W początkach XIX wieku, przyjaciele i współpracownicy William Hyde Wollaston i Smithson Tennant, brytyjscy chemicy, produkowali i sprzedawali oczyszczoną platynę, którą wyizolowali przy użyciu techniki opracowanej przez Wollastona, według van der Krogta Technika ta polega na rozpuszczeniu rudy platyny w mieszaninie kwasów azotowego i solnego (znanej jako aqua regia). Po platyna została oddzielona od reszty roztworu, pallad, rod, osm, iryd, a później ruten zostały odkryte w odpadach.
Dzisiaj platyna jest nadal wydobywana przy użyciu techniki podobnej do tej opracowanej przez Wollastona. Próbki zawierające platynę są rozpuszczane w aqua regia, oddzielane od reszty roztworu i produktów ubocznych, a następnie topione w bardzo wysokiej temperaturze w celu uzyskania metalu.
Kto wiedział?
- Cylindryczny kawałek platyny i stopu platyny jest używany jako międzynarodowy standard do pomiaru kilograma. W latach 80. XIX wieku na całym świecie rozprowadzono około 40 takich cylindrów, które ważą około 2,2 funta lub 1 kilogram.
- Platyna, iryd, osm, pallad, ruten i rod należą do tej samej grupy metali (zwanych metalami platynowymi) i mają podobne właściwości. Metale te są często używane razem do tworzenia bardzo trwałych części do różnych maszyn, narzędzi i biżuterii.
- Platyna jest używana w kilku lekach przeciwnowotworowych ze względu na bardzo niski poziom reaktywności. Około 50 procent pacjentów terapii nowotworowej obecnie używa leków zawierających platynę, zgodnie z badaniem z 2014 roku przeprowadzonym przez Johnstone, Park i Lippard Niektóre z tych leków, takie jak cisplatyna, są również stosowane w leczeniu guzów i raka u zwierząt, według weterynarza Barbary Forney.
- Platyna jest również stosowany w rozruszniki serca, korony dentystyczne i innych urządzeń stosowanych w organizmie człowieka ze względu na jego odporność na korozję z płynów ustrojowych i brak reaktywności do funkcji organizmu, zgodnie z Encyclopedia.com.
- Większość (około 80 procent) platyny jest wydobywany w Republice Południowej Afryki. Około 10 procent jest wydobywany w Rosji, a reszta znajduje się w Ameryce Północnej i Południowej, zgodnie z US Geological Survey. Ponieważ platyna i inne metale platynowe zazwyczaj nie występują w dużych ilościach, są one często produktami ubocznymi wydobycia innych metali.
- Prawie 14 razy więcej złota niż platyny wydobywa się rocznie – około 1800 ton (1633 ton metrycznych) złota w porównaniu do 130 ton (118 ton metrycznych) platyny, według Science for Kids
- Według Total Materia, prawie połowa platyny, która jest wydobywana jest używana w katalizatorach, część samochodu, który zmniejsza toksyczne gazy do mniej toksycznych emisji. Platyna i inne metale platynowe mogą wytrzymać wysokie temperatury wymagane dla reakcji utleniania, które zmniejszają emisje.
- Platyna w połączeniu z kobaltem tworzy silne, stałe magnesy, według Chemicool. Magnesy te mają wiele zastosowań, w tym w instrumentach medycznych, silnikach, zegarkach i innych.
- Platyn jest często używany jako katalizator w produkcji kilku rozwiązań i produktów ubocznych (które kończą się w substancjach takich jak nawozy, tworzywa sztuczne i benzyna oraz w ogniwach paliwowych, zwiększając ich wydajność według Encyclopedia.com.
- Wielu inwestorów kupić i sprzedać platynę, mimo że cena może wahać się znacznie podczas wzrostu gospodarczego i spadek nawet więcej niż ceny innych metali szlachetnych (z powodu jego wielu zastosowań).
- Około 30 procent wydobywanej platyny jest używany w biżuterii, zgodnie z Total Materia. Większość słynnych diamentów na świecie, takich jak Hope Diamond (według Famous Diamonds) i wiele elementów w kolekcji Elizabeth Taylor (według Bulgari), są ustawione w platynie.
Bieżące badania
Badacze wciąż znajdują nowe sposoby i zastosowania dla platyny. Na przykład, platyna jest wykorzystywana do opracowywania leków przeciwnowotworowych.
W 1844 roku, Michele Peyrone, włoski chemik, przypadkowo odkrył, że platyna ma właściwości antynowotworowe (co oznacza, że zapobiega rozwojowi guzów, według MedicineNet). Badania były kontynuowane, a w 1971 r. pierwszy pacjent z rakiem został poddany leczeniu lekami zawierającymi platynę.
Dzisiaj około 50 procent pacjentów z rakiem otrzymuje leczenie, które obejmuje ten rzadki metal, zgodnie z artykułem z 2016 r. opublikowanym w czasopiśmie Chemical Reviews. Leki te obejmują cisplatynę, karboplatynę i oksaliplatynę, a także kilka innych w fazie badań.
W artykule omówiono niektóre z następnej generacji leków przeciwnowotworowych zawierających platynę i systemów dostarczania, które, jak twierdzą, będą bardziej skuteczne w zwalczaniu komórek nowotworowych. Autorzy nazywają to „podwójnym zagrożeniem” – leki zawierające platynę w systemie dostarczania platyny.
Te tak zwane platynowe „głowice” celują w komórki nowotworowe i mogą być zaprogramowane na różne sposoby, aby oddziaływać z komórkami nowotworowymi, które zawierają wiele receptorów na swoich powierzchniach, które są odpowiedzialne za wiele działań komórki, w tym wzrost, autorzy wyjaśnili. Ponieważ komórki nowotworowe dzielą się bardzo szybko, potrzebują nadmiaru pożywienia (takiego jak glukoza czy kwas foliowy), a te systemy celowania mogą przeszukiwać organizm pod kątem tych różnych cech i deponować leki bezpośrednio w komórkach, autorzy powiedzieli. Po platyna jest w komórkach, działa z innymi lekami chemioterapii, aby zapobiec komórki nowotworowe z ciągłego podziału, wyjaśnili.
Inną korzyścią z korzystania z tych systemów nanodelivery jest to, że mogą one pozostać w krwiobiegu na dłuższe okresy czasu, co prowadzi do lepszej dystrybucji i opóźnione uwolnienia leków, artykuł said.
Due do dużej ilości platyny potrzebne do badania tych leków przeciwnowotworowych, firmy rafinacji były chętne do zaangażowania się bardzo wcześnie, jak opisano przez autorów. I chociaż wykorzystanie rafinowanej platyny w lekach przeciwnowotworowych jest korzystne dla wielu, ci, którzy pracują w kopalniach platyny muszą być ostrożni, ponieważ wdychanie lub bezpośredni kontakt z solami platyny (powstałymi w procesie oczyszczania i przed stopieniem w metal) może mieć odwrotny skutek, potencjalnie powodując negatywne skutki zdrowotne, takie jak reakcje alergiczne, uszkodzenia narządów wewnętrznych, a nawet raka, według CancerTreatment.net.
Kilka badań, w tym badanie z 2006 r. opublikowane w czasopiśmie „Water, Air, and Soil Pollution” oraz badanie z 2009 r. zaprezentowane na dorocznej konferencji Canadian Metallurgical Society wykazały związki pomiędzy wydobyciem platyny a niekorzystnymi skutkami środowiskowymi i zdrowotnymi, chociaż potrzeba więcej badań, aby udowodnić te związki.