فلزات نجیب گروه پلاتین، فلزات جدیدی هستند. اولین گزارش روی پلاتین به صورت محدود در سال ۱۵۵۷ در خصوص مشکلات فرایند ذوب طلا و نقره در معادن اسپانیایی جنوب و مرکز قاره آمریکا مشاهده شده است، که شامل فلزات ناشناخته گروه پلاتین می‌گردید. در یک دوره طولانی اثر ناخالصی در نقره بررسی شد و در یک حکم توسط ملکه اسپانیا، ایزابلا برای ثابت نگه داشتن مقدار خلوص نقره ریختن پلاتین به رودخانه آمازون رسما دستور داده شد. بدین ترتیب از ساخته شدن نامطلوب طلا و نقره جلوگیری شد. اسم پلاتین از کلمه اسپانیایی پلاتینو یا نقره با کیفیت نامرغوب بدست آمده است.

در قرن هجدهم شیمیدانان بیشتر به سوی فلز سفید آمریکایی جذب شدند که خواص جالب بسیاری را دارا بود. در سال ۱۷۳۵ پلاتین از جنوب آمریکا به وسیله ملوانان اسپانیایی آورده شد. اولین شرح کامل پلاتین به وسیله واتسون نگاشته شد. در اواخر قرن ۱۸ میلادی پلاتین در کار‌های آزمایشگاهی و صنایع شیمیایی کاربرد پیدا کرد. پلاتین خالص اولین بار در سال ۱۸۰۳ به وسیله ویلیام واتسون مشاهده گردید، و روشی برای خالص سازی و ساختن پلاتین که فلزی نرم و قابل انعطاف است پیشنهاد کرد.

هنگام مطالعه کانه پلاتین در سال ۱۸۰۳ واتسون دو عنصر دیگر یعنی پالادیم و رودیوم را نیز کشف کرد پالادیوم زمانی که ستاره پلاس در آن زمان به زمین نزدیک می‌شود به آن اسم نامیده شد. رودیوم نیز بدلیل اینکه نمک آن به رنگ قرمز گل رز است بر اساس واژه یونانی رادون به این اسم نامیده شد.

خواص حرارتی

پلاتین دارای باندهای بین اتمی قوی است که شامل خواص پارامتر‌های حرارتی با مقدار بالا می‌گردد. خواص حرارتی نظیر نقطه ذوب و جوش، گرمای نهان ذوب و تبخیر، سرعت تبخیر، هدایت گرمایی، هدایت حرارتی و انبساط حرارتی عواملی هستند که یک فلز را برای استفاده در ساختارهایی تنش حرارتی مناسب یا نامناسب می‌سازد، مخصوصا برای محاسبات ترموشیمی، بهبود شرایط ذوب بهینه، انتخاب نمودار‌های عملیات حرارتی و ارزیابی مقاومت حرارتی مواد. نقطه ذوب بیشتر فلزات گروه پلاتین از C֯ ۱۵۰۰ بیشتر است که این موضوع به وسیله آزمایش‌های علمی تایید شده است. تبخیر فلزات برای قسمت‌هایی که در سرویس با دمای بالا و فشار گاز کم باقی می مانند با اهمیت می‌شود.

خواص الکتریکی و ترموالکتریکی

فلزات گروه عناصر واسطه که فلزات گروه پلاتین را نیز شامل می‌شوند، فلز پلاتین یکی از پایین ترین مقاومت‌های الکتریکی را نشان می‌دهد. البته تنوع مقاومت الکتریکی به مکان عناصر مورد نظر در سیستم پریودیک آنها دارد که به وسیله ساختار الکترونی آنها توجیح می شود.

خواص ترموالکتریکی مستقیما در رابطه با ساختار فلزات و آلیاژها می باشد و نتیجه اندر کنش الکترون‌ها در یک شبکه کریستالی است. پدیده ترموالکتریک ناشی از نفوذ حرارتی حامل های جریان هستند.

خواص مکانیکی و تغییر شکل پلاستیک

خواص مکانیکی فلزات تابعی از سازماندهی هدایت الکترونی میان یون‌های مستقر در مکان‌های شبکه کریستالی است. تغییر شکل پلاستیکی به وسیله ترکیب شیمیایی ماده، سازماندهی ترکیب ساختار، نحوه توزیع فازها، ساختار کریستالی، مدل حالت تنش اعمالی، درجه حرارت، سرعت تغییر شکل و محیط واسطه تعریف می‌شود. تغییر شکل پلاستیکی همچنین ممکن است در اثر لغزش یا دو قلویی باشد گرچه هر دو شبیه هم هستند. از فلزات گروه پلاتین فقط پالادیم و پلاتین دارای پلاستیسیته بالا هستند. ایریدیم و رودیم تجارتی ترد هستند. روتنیم با خلوص بالا تمایل به تغییر شکل فقط با گرم کردن دارد و اوسمیم بصورت عملی شکل پذیر نیست.

در میان فلزات گروه پلاتین، پالادیم و پلاتین دارای کمترین خواص الاستیک و به دنبال آن سختی کم، استحکام نهایی تسلیم کم و کاهش سطح مقطع بالا و به دنبال آن افزایش طول بالا در تنش می‌باشد. پالادیم و پلاتین فلزاتی نرم هستند که تغییر شکل آنها مشکل نیست.

خواص شیمیایی

در مورد خواص شیمیایی گروه پلاتین این نکته را باید در نظر گرفت که فعالیت شیمیایی پلاتین‌های متراکم مذاب از حالت پودری یا تصفیه شده اسفنجی آن متفاوت است. بیشترین مقاومت به خوردگی میان فلزات گروه پلاتین متعلق به فلزات سنگین نظیر ایریدیم و پلاتین است. خواص خوردگی پالادیم نزدیک به فلزات گروه آهنی است و اکثر فلزات متراکم پلاتین بصورت ضعیف در اسید حل می‌شوند. رودیم به خوبی در محلول اسید سولفوریک حل می‌شود. ایریدیم، اسمیم و روتنیم در محلول بوسیله روش‌های الکتروشیمی و با استفاده از جریان متناوب منتقل می‌شوند، یا با اضافه کردن تعدادی از عوامل غیر آلی در نقطه ذوب فلز در نقطه جوش اسید سولفوریک حل می‌شوند. دیگر فلزات این گروه بهم شبیه نیستند. پالادیم در اسید نیتریک حل می‌شود، اسید سولفوریک داغ اکسید کننده خوبی با اوسمیم تشکیل می‌دهد که تتراکسید اوسمیم و گاز دی اکسید گوگرد می‌باشند.

اکسیداسیون پلاتین

جذابیت ویژه گروه پلاتین مقاومت حرارتی آنها در هواست. پلاتین تنها فلزی است که به صورت عملی در هوا در هیچ حرارتی اکسید نمی‌شود، در حالی که همه فلزات دیگر نسبتا به سرعت اکسید می شوند. بطور کلی اکسیداسیون فلزات گروه پلاتین به وسیله فراریت ا‌کسید تشدید می‌شود، بدینصورت اکسید پایدار- فرار است که منجر به اتلاف مداوم فلز می‌گردد. تمایل پلاتین به تشکیل یک فیلم نازک اکسیدی نامعلوم می‌باشد و بصورت الکتریکی هادی است، درواقع با وجود لایه اکسیدی نازک هادی خوبی محسوب می‌شود، اظهار نظر شده است خواص الکتروشیمیایی پلاتین که شدیدا پیچیده است بصورت وسیع مطالعه گردیده واکنش پسیو شدن در مجموع ممکن است به صورت زیر بیان گردد.

 

Pt+H2O  Pt(OH)2 +2H+ +2e

E=0.98 V(SHE) at PH=0     E=0.16 V at PH=4

واکنش‌های دیگر در محلول‌های کلریدی عبارت است از:

Pt+4Cl PtCl4+4e ——->   at   E=0.73 V (SHE)

 

و گرایش پلاتین به حل شدن در محلول‌های غلیظ اسید کلریدریک و بعضی از محلول‌های آبی خوب شناخته شده است. در واقع پلاتین با سرعت کمتری در محلول‌های کلریدی پسیو می‌شود، اما اثبات شده است که آندهای نوع پلاتینایز در جاهایی که حفاظت کاتدی اعمال می‌شود مانند محیط‌های دریایی، معمولا میتواند با تشکیل لایه اکسیدی پسیو شوند. برخی از خواص فیزیکی مهم پلاتین و تیتانیم در جدول زیر ذکر شده است.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *