地層穿時性

[拼音]:bo

[英文]:platinum

俗稱白金。為一種化學元素,化學符號Pt,原子序數78,原子量195.08,屬週期系第Ⅷ族,鉑和釕、銠、鈀、鋨、銥合稱鉑系元素,其中釕、銠、鈀稱輕鉑系元素,鋨、銥、鉑稱重鉑系元素。

發現

18世紀初英國冶金學家C.伍德在新格拉納達的卡塔赫納曾採集到一些嵌有鉑粒的砂石。1735年西班牙數學家A.de烏略亞-德拉·託雷·希拉爾在平託附近的金礦中發現一塊難以加工的金屬,因為它很像銀,又不溶於硝酸,便給它取名為platinum。它來自西班牙文platina,原意是銀。1748年由英國化學家 W.沃森確認為一種新元素。1750年英國W.布朗裡格曾簡述過鉑的性質。

存在

鉑在地殼中的含量為5×10-7%。鉑與其他鉑系元素一樣,幾乎以單質狀態分散於沖積礦床和砂積礦床的各種礦石中,如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦、含鉑磁黃鐵礦、含鉑黃銅礦、鎳黃鐵礦等。鉑與其他鉑系元素形成的合金有自然鉑、鈀鉑礦、鋨銥礦等。主要鉑礦有砷鉑礦、硫鉑礦、銻柏礦、硫鉑鈀礦、硫鎳鈀鉑礦等,還有錫鉛鉑鈀礦、銻金鉑礦、鉍銻鉑礦、碲鉑礦、鉍碲鎳鉑礦、砷鉑銥礦、砷銠鉑鈀礦、含鉑金銀礦等。鉑有六種穩定同位素:鉑190、鉑192、鉑194、鉑195、鉑196、鉑198。

物理性質

鉑為銀白色金屬;熔點 1 772℃,沸點3827±100℃,密度21.45克/釐米3(20℃);質柔軟,有光澤,有良好的延展性和熱、電效能,及穩定的電阻。銅或其他鉑系元素與鉑的合金的硬度比鉑大。海綿鉑為灰色海綿狀物質,有很大的比表面積,對氣體,尤其是氫、氧、一氧化碳有較強的吸收能力。粉末狀的鉑黑在 0℃能吸收大量的氫氣。

化學性質

鉑的電子構型為(Xe)4f145d96s1,氧化態為0、+2、+3、+4、+5、+6。鉑的化學性質不活潑,在空氣和潮溼環境中穩定,常溫下不受普通的酸、鹼、鹽和有機物的侵蝕,能耐硫蒸氣、汞、熔融的硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽和熔化玻璃的侵蝕。鉑在低於 450℃加熱時,表面會形成一層薄的二氧化鉑,約450℃時二氧化鉑分解,高於450℃時,由於二氧化鉑的揮發而使鉑緩慢失重。高溫下,鉑與矽會熔成合金,從而降低鉑的質量。鉑溶於熱的王水和熔融鹼,高溫下能與硫、磷、鹵素等發生作用。鉑有形成配位化合物的強烈傾向,還有良好的催化效能。鉑的主要化合物有二氯化鉑、四氯化鉑和氯鉑酸。

製法

一般是先用王水溶解經處理後的鉑精礦或電解銅、鎳的陽極泥等,濾去不溶渣,在濾液中加入氯化銨,使鉑以氯鉑酸銨的形式沉澱出來,從而與其他鉑系元素分離;氯鉑酸銨經1000℃緩慢灼燒分解,得海綿鉑。或將鉑化合物的水溶液用比鉑活潑的金屬,如鈉、鎂、鈣、鋁等還原成金屬鉑,最後經精煉得純鉑。

應用

鉑系元素中以鉑及其合金用途最大。鉑在氫化、脫氫、異構化、環化、脫水、脫滷、氧化、裂解等化學反應中可作催化劑。接觸法生產硫酸,氨氧化法制取硝酸,由氨和甲烷製取氫氰酸,以及製備環己烷和某些維生素等均用鉑做催化劑。用鉑催化劑重整石腦油,可提高汽油產品的辛烷值。鉑及其合金在高溫下耐腐蝕和氧化,可用於製作各種器皿、零件和裝置,如坩堝、蒸發皿、電極、噴嘴、反應器等。鉑與其他鉑系元素,如銠、銥、釕或基底金屬熔成合金後,強度和硬度明顯增大,可製作電觸頭、電阻、繼電器、印刷電路、高溫熱電偶等。鉑和鉑銠合金適於在冶金、玻璃、陶瓷工業中製作高溫電爐的爐絲和熱電偶。鉑合金對熔融玻璃有強耐腐蝕性,可在玻璃纖維工業中製作高溫容器、攪拌器、傳送管道和紡絲噴嘴。鉑銥合金可制金筆筆尖、外科手術工具、珠寶飾物、電極等。儲存在巴黎的國際標準米尺就是用10%銥和90%鉑的合金製成的。鉑釕合金可製作電接頭。含鎢 4%的鉑鎢合金可製作飛機的火花塞。含鈷 2%的鉑鈷合金是一種永磁性物質。鉑銅合金可製作首飾。許多金屬製品鍍鉑,可提高耐用性和化學穩定性。氯鉑酸鉀和草酸鐵的混合物可制感光紙,四氰合鉑(Ⅱ)酸鋇可制X射線熒光屏。鉑的配位化合物是一類新的抗癌藥,如順式-二氯二氨合鉑對一些癌症有較高治癒率。

毒性

金屬鉑無毒,鉑鹽如氯鉑酸銨、氯鉑酸鈉等對上呼吸道有刺激性,並可引起接觸性皮炎。

參考書目

J. C. Bailar, ed.,Comprehensive InorganicChemistry,Vol. 3, Pergamon, Oxford, 1973.

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