|  | ||||||
VOORKOMEN
5.10-7 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit platina; het is het 74e element in rangorde van voorkomen.
Het komt in gedegen toestand (als metaal) voor - veelal gelegeerd met andere platina-metalen - en in mineralen als:
braggiet of cooperiet (Pt,Pd,Ni)S ferronikkelplatinum Pt2FeNi ferroplatinum of polyxeen Fe,Pt geversiet Pt(Sb,Bi)2 sperryliet PtAs2
Platinametalen zijn veelal aan nikkel-, chroom of ijzerertsen gebonden.
De belangrijkste wingebieden liggen in Zuid-Afrika (Bushveld), Rusland (West-Siberië, Oeral), Canada (Sudbury), de Verenigde Staten van Amerika (Stillwater) en Colombia. Platina is commercieel winbaar als ertsen per ton ongeveer 0,5 gram platina bevatten.
De naam is afgeleid van het Spaanse plata, wat zilver (geld, rijkdom) betekent. Platina is de verkleiningsvorm van plata.
Platina werd reeds in het Egypte van de 7e eeuw v. Chr. gebruikt als materiaal voor sieraden. De Italiaanse arts Scaliger beschrijft in het begin van de zestiende eeuw platina als 'platina del pinto' : zilverplaatjes uit de rivier Pinto (Peru). Platina werd in 1735 door Antonio de Ulloa vanuit Colombia meegebracht naar Europa. Waarschijnlijk was het afkomstig uit de Maya-cultuur, waar platina - gelegeerd met goud - in sieraden werd verwerkt. Het werd door W. Watson in 1750 als nieuw metaal herkend en in 1803 door W.H. Wollaston in zuivere vorm verkregen.
Platina werd bereid door na mechanische scheiding van het erts de verkregen metalen te zuiveren via smelten. In 1801 slaagde R. Hare er voor het eerst in platinalegeringen te smelten met behulp van een zuurstof-waterstof-blaaspijp, waardoor een zeer hoge temperatuur kon worden bereikt.
Platina wordt bereid door het erts of het mineraal op te lossen in koningswater. Residuen van ruthenium, rhodium, iridium en zilver worden verwijderd. Uit de oplossing die H2PtCl6, H2PdCl4 en HAuCl4 kan bevatten, wordt eerst het goud verwijderd (met kwik). Vervolgens wordt ammoniumchloride toegevoegd waardoor een neerslag van (NH4)2PtCl6 ontstaat, terwijl het palladiumzout in oplossing blijft. Na verhitting van het gevormde neerslag ontstaat onzuiver platina waaraan koningswater en natriumchloride worden toegevoegd. Met natriumbromaat (NaBrO3) worden eventueel aanwezige iridiumzouten omgezet in hydroxides. Aan de oplossing van Na2PtCl6 wordt ammoniumchloride toegevoegd, waardoor een neerslag van vrij zuiver (NH4)2PtCl6 ontstaat. Na eventuele zuivering wordt via verhitting platina afgescheiden, of wordt het neerslag gereduceerd met waterstof of hydrazine (N2H4).
3 (NH4)2PtCl6 → 3 Pt + 2 NH4Cl + 2 N2 + 16 HCl (bij ca 800 °C)
(NH4)2PtCl6 + 2 H2 → Pt + + 2 NH4Cl + 4 HCl
(NH4)2PtCl6 + N2H4 + 6 OH- → Pt + + 6 Cl- + 2 NH3 + N2 + 6 H2O
De winning uit anodeslib van de nikkel- of koperwinning neemt steeds toe; ook wordt de ‘klassieke’ methode voor het scheiden van platina meer en meer vervangen door vloeistof-vloeistofextractie en ionenwisseling.
De wereldproductie van platina bedraagt ongeveer 160 ton per jaar, waarvan 20 ton via recycling. De terugwinning van platina uit autokatalysatoren zal nog beduidend toenemen.
Katalysator salpeterzuurbereiding
Bij de bereiding van salpeterzuur door verbranding van ammoniak wordt platina als katalysator gebruikt. Het platina wordt hierbij in de vorm van een draadnet gebruikt, van 4 m diameter en een draaddikte van 0,07 mm, waardoor een zeer groot reactief oppervlak ontstaat.
Toevoegen van rhodium (tot ca. 10 %) verbetert de mechanische sterkte en verhoogt het smeltpunt. Ook goud verbetert de eigenschappen van de katalysator. De werktemperatuur van de katalysator bedraagt 650 °C - 900 °C.
Reactievergelijkingen voor de salpeterzuurbereiding:
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O (Pt als katalysator; ca. 830 °C)
2 NO + O2 → 2 NO2
4 NO2 + O2 + 2 H2O → 4 HNO3
Laboratoriumkroes
Laboratoriumkroezen en andere laboratoriummaterialen moeten aan hoge eisen voldoen. Ze moeten corrosiebestendig zijn en onaantastbaar door zuurstof en vele andere stoffen. Platina (zowel zuiver als gelegeerd met andere metalen) voldoet in de meeste gevallen hieraan. Bovendien heeft het een zeer hoog smeltpunt (1.773 °C). Platina wordt vaak gemengd met geringe hoeveelheden (tot 3 %) iridium, rhodium of goud om de mechanische sterkte te verbeteren.
Glasgietvat
Een vat om glas te gieten moet bestand zijn tegen het sterk corrosief en erosief milieu van vloeibaar glas. Het moet onbuigzaam zijn en een uitzettingscoëfficiënt bezitten die (vrijwel) gelijk is aan die van glas. Een legering van platina met 5 - 10 % rhodium of een legering van 25 % platina, 25 % goud en 50 % palladium voldoet aan deze eisen.
Juwelen
In de edelsmeedkunst wordt gebruik gemaakt van platina met koper (tot 10 %) en ruthenium (tot 5 %) of iridium (tot 10 %) om de hardheid van het metaal te verbeteren. Het metaal is bestand tegen corrosie en heeft een mooi glimmend uiterlijk.
Tandheelkunde: kroon
Het materiaal van een kroon moet aan hoge eisen voldoen. Het moet hard zijn, mag niet corroderen, geen vergiftigingen veroorzaken, niet uitzetten of krimpen bij het eten of drinken van warm of koud voedsel en het moet esthetisch verantwoord zijn.
Voor kronen worden legeringen met platina gebruikt, zoals een legering gebruikt van goud (65 -85 %), zilver (10 -15 %), platina (1 -10 %), koper (0 -10 %) en palladium (1 - 4 %). Soms wordt een weinig zink toegevoegd.
Een goedkoper alternatief is een legering van goud (40 - 60 %), zilver (23 -35 %), koper 10 -12 %), tin (0 - 5 %), palladium (3 -10 %) en platina (0 -2 %).
Tumorbehandeling
Voor het bestrijden van tumoren, in het bijzonder bij teelbal- en eierstokkanker, wordt cisplatina {cis-diamminedichloorplatina(II), Pt(NH3)2Cl2} als remstof voor de celgroei of –deling (cytostaticum) gebruikt. Het wordt in de bloedbaan gebracht. Na hydrolyse in de cellen grijpt platina het DNA aan, waardoor de celdeling wordt geremd. Gezonde cellen kunnen zich herstellen; zieke cellen niet of nauwelijks. Vanwege de bijwerkingen – het is slecht voor de nieren - worden tegelijk zogenoemde rescue-agentia toegediend, die er voor zorgen dat het platina voornamelijk in de cellen reageert. Deze stoffen binden het uit te scheiden platina aan een zwavelatoom en voorkomen zo te grote schade aan de nieren.
De nieuwe generatie cisplatina bevat platina(IV). Dit bindt zich niet met het DNA. Na inname wordt zeer gericht bestraald met blauw laserlicht, waardoor de actieve vorm met platina(II) wordt gevormd. Hierdoor worden gezonde cellen zo min mogelijk in contact gebracht met het actieve platina en worden schadelijke bijwerkingen zo veel mogelijk voorkomen.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:
brandstofsproeiers in straalmotoren
coating van onderdelen van straalmotoren en raketten die langdurig aan hoge temperaturen worden blootgesteld
coating van de harddisc in computers
elektrisch contact, bijvoorbeeld voor telefoonrelais (met 20 % Ir of 10 % Ru)
elektrode voor brandstofcel (zuiver of met enkele % Rh)
instrumenten in de geneeskunde
injectienaald (met 20 - 30 % Ir; de naald kan daardoor zeer scherp geslepen worden, zodat men de prik bijna niet voelt)
katalysator in brandstofcellen
katalysator bij het kraken van aardolie, hydrogenering, isomerisatie, zwavelzuurbereiding. (Pt - zuiver of als legering - wordt fijn verdeeld aangebracht op inerte dragers als Al2O3, SiO2, C, BaSO4, CaCO3)
katalysator voor uitlaatgas (met ruthenium op keramische drager of met rhodium of rhodium en palladium op Al2O3 ; er is ca. 2 g platina per personenauto vereist)
kathodische bescherming van scheepsromp, pijpleiding (Pt-anode)
permanente magneten (Pt,Co; 77/23 %)
sigarettenaansteker
smeltveiligheid in ovens
spinkop in de kunstvezelindustrie (met 10 % Rh, 70 % Au of 8 % Ir)
standaardmaat en -gewicht (ca. 10 % Ir)
thermokoppel (Pt/Pt-Rh, 10-13 % ; 600 °C – 1.700 °C)
verwarmingsspiraal van een oven (Pt/Rh 0 -100 % ; 200 °C - 600 °C)
vliegtuigbougie (Pt-W-14 % thoriumoxide)
vulpenpunt
weerstandsthermometer (- 200 °C tot + 700 °C)
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
etsen van metalen H2PtCl6 geneeskunde, radiologie bariumtetracyanoplatinaat, Ba[Pt(CN)4].4H2O deze stof is fluorescerend voor röntgenstralen onuitwisbare inkt H2PtCl6