基本介紹
- 中文名：鉑
- 外文名：Platinum
- 別名：白金
- 化學式：Pt
- CAS登錄號：7440-06-4
- EINECS登錄號：231-116-1
- 熔點：1772 ℃
- 沸點：3827 ℃
- 水溶性：不溶於水
- 密度：21.45 g/cm( 20℃)
- 外觀：銀白色
- 套用：飾品
- 原子量：195.05
研究簡史,理化特性,物理性質,化學性質,製備方法,套用領域,工業用途,醫療用途,分布情況,安全措施,毒理資料,儲存運輸,
研究簡史
20億年前，由星球爆炸形成的巨大隕石撞擊地球，地球上便出現了各種稀有而寶貴的金屬，鉑金從此誕生。
自然鉑
1735年，西班牙人烏洛亞作為科學考察團赴秘魯時，在金礦中發現了一塊難以加工的金屬，跟金屬銀長得很像，便取名platinum。
1741年，來自拉丁美洲牙馬加的一個冶金學家Wood首先將鉑的樣品帶到英國並進行研究，被一些英國、瑞典、德國、法國及西班牙的科學家研究後，在歐洲引起了很大的興趣，由於這種金屬的熔點很高，很不容易冶煉，以及天然鉑中含有鐵及銅，對產品的延展性的問題沒有得到很大的改進。
1748年，英國化學家沃森確認鉑是一種新元素。
1785年，西班牙貝爾加拉的物理學家Chabeneau及化學家Fausto de Elhuyar提出了一個得到一定數量的具有延展性的鉑的方法。
1820年，英國化學家戴維發明了鉑絲酒精燈，鉑對酒精的氧化反應起到了催化作用，所以鉑絲酒精燈可以發出非常亮的光，可以用來照明，此燈在歐洲風行了很多年。
1822年，俄國烏拉爾山脈發現了大量的鉑。
理化特性
物理性質
鉑是銀白色有光澤的金屬，熔點1772℃，沸點3827℃，密度21.45g/cm（20℃），較軟，有良好的延展性、導熱性和導電性。海綿鉑為灰色海綿狀物質，有很大的比表面積，對氣體（特別是氫氣、氧氣和一氧化碳）有較強的吸收能力。粉末狀的鉑黑能吸收大量氫氣。鉑的化學性質不活潑，在空氣和潮濕環境中穩定，低於450℃加熱時，表面形成二氧化鉑薄膜，高溫下能與硫、磷、鹵素髮生反應。鉑不溶於鹽酸、硫酸、硝酸和鹼溶液，但可溶於王水和熔融的鹼。鉑的氧化態為+2、+3、+4、+5、+6。容易形成配位化合物，如Pt(NH3)2Cl2、K[Pt(NH3)Cl5]。
元素名稱 | 鉑 |
|---|---|
符號 | Pt |
CAS號 | 7440-06-4 |
原子量 | 195.05 |
原子體積 | 9.10（cm/mol） |
元素在太陽中的含量 | 0.009（ppm） |
地殼中含量 | 0.001（ppm） |
元素在海水中的含量 | 太平洋表面0.00000011（ppm） |
莫氏硬度 | 4 - 4.5 |
聲音在其中的傳播速率 | 2800（m/s） |
氧化態 | +4（主要），0，+2，+5，+6 |
外圍電子層排布 | 5d6s |
電子層 | K-L-M-N-O-P |
化學性質
- 鉑與鹵素單質的反應
鉑與氟氣（F2）在可控條件下進行反應，可以生成揮發性的六氟化鉑（PtF6）或四聚氟化鉑（Ⅴ）[(PtF5)4]。後者的結構類型與(IrF5)4、(RhF5)4、(OsF5)4和(RuF5)4的相同，並且會歧化為四氟化鉑（PtF4）。
同樣地，在可控條件下，通過鉑和氯氣之間的反應可以生成氯化鉑（Ⅱ）（PtCl2）。
- 鉑與王水的反應
雖然王水能溶解鉑，但這與鉑的狀態有關，緻密的鉑在常溫下的王水溶解速度非常慢，直徑1mm的鉑絲要4-5個小時才能完全溶解。鉑黑（鉑粉）在加熱時能與濃硫酸反應，生成Pt(SO4)2、SO2和水。氯鉑酸的製法是把鉑金屬溶解在王水中。這個反應的產物是H2PtCl6，而非以前認為的含氮鉑化合物。氯鉑酸是一紅棕色固體，可從蒸發其溶液取得。
製備方法
製備鉑時首先需要用王水對礦石或生產賤金屬後的副產品進行預處理，以得到含有金和鉑（如H2PtCl4）配合物的溶液。向溶液中加入氯化亞鐵，可以使金沉澱下來並從溶液中分離出去。向溶液中加入NH4Cl，可以使鉑以(NH4)2PtCl6的形式沉澱下來，而把H2PdCl4留在溶液中。燃燒沉澱，可以得到海綿狀的粗鉑。用王水重新溶解粗鉑，再向溶液中加入溴化鈉溶液，以除去銠和銥的雜質。然後加入氨水，使鉑再次以氯鉑酸銨的形式沉澱下來。最後，燃燒這種化合物，就可以得到金屬鉑。
鉑金金條
套用領域
工業用途
金屬鉑在催化劑、感測器、抗癌藥物、石油精煉、電子設備製造等領域有著廣泛套用。如用於生產計算機硬碟以增加多層陶瓷電容器和混合積體電路中的存儲容量；生產玻璃，用於製造液晶顯示器；用作牙齒修復材料等。
- 鉑基催化劑
鉑基催化劑根據其是否含其他金屬主要分為“純鉑催化劑”和“鉑合金催化劑”。純鉑催化劑活性高、穩定性好，在實際工業中已經可以量產。但是純鉑催化劑成本過高，制約PEMFCs的商業化發展。鉑合金催化劑能夠有效降低鉑載量、提高催化劑活性，還處於實驗室研發階段，製備工藝較為複雜，結構性能一致性較差，難以量化生產。
醫療用途
鉑類抗癌藥物是癌症化療中不可缺少的藥物，臨床上對卵巢癌、前列腺癌、睪丸癌、肺癌等多種實體腫瘤都有非常明顯的療效。上市的鉑類抗癌藥物有四種：順鉑、卡鉑、奧沙利鉑和奈達鉑，還有一些正在研製階段的新藥，比如環鉑、樂鉑、硫鉑等。不同的藥物特點不同，作用效果也不盡相同。
分布情況
鉑常與其他鉑族元素一起分散在砂積礦床和衝擊礦床的多種礦物中。自然界中鉑以游離態和化合態形式共同存在，常見的含鉑礦物有砷鉑礦、銻鉑礦、硫鉑礦、硫鎳鈀鉑礦、硫鉑鈀礦等。世界鉑族資源總儲量為6.97萬噸，其中南非儲量6.3萬噸，俄羅斯0.39萬噸，辛巴威0.12萬噸，美國0.09萬噸，中國0.04萬噸，加拿大0.031萬噸。
鉑礦開採
全球鉑金屬儲量十分有限，近幾年來主要生產國產量也持續低迷。2019年，礦山鉑產量最大的國家依舊為南非（130噸），但是產量已持續3年下降；產量排行第二的國家為俄羅斯（22噸），近5年產量都基本維持在22噸左右；其後依次是辛巴威（15噸），加拿大（7.4噸），美國（3.6噸）。從以上數據可以看出來南非和俄羅斯礦山鉑產量幾乎處於壟斷地位，中國也主要從南非和俄羅斯進口鉑。
安全措施
毒理資料
金屬鉑的反應活性很低，所以通常並不會引起危害。但是鉑的所有化合物都有劇毒。
儲存運輸
儲存於密封的儲藏器內，並放在陰涼乾爽的位置，遠離氧化劑。
