پلاتین

 

نام پلاتین از کلمه اسپانیایی “platina” به معنی “نقره کوچک” گرفته شده است. پلاتین یک فلز براق و سفید نقره ای، شکل پذیر، و عضوی از گروه ۱۰ جدول تناوبی عناصر است. این فلز تحت تأثیر هوا و آب قرار نمی گیرد، اما در محیط های زیستی گرم، اسیدهای فسفریک و سولفوریک غلیظ گرم و قلیایی ذوب شده حل می شود.

 

پلاتین مانند طلا در برابر خوردگی و لکه گیری مقاوم است، در واقع، هر چقر هم که پلاتین  گرم شود، در هوا اکسید نخواهد شد. ضریب انبساط این ماده تقریباً برابر با شیشه سودا – آهک – سیلیس است و بنابراین برای ساخت الکترودهای مهر و موم شده در سیستم های شیشه ای استفاده می شود. مخلوط های گاز هیدروژن و اکسیژن در حضور سیم پلاتین منفجر می شوند.

 

شش ایزوتوپ پلاتین به طور طبیعی وجود دارد: فراوانترین آنها پلاتین ۱۹۴ است که ۳۳ درصد، ۱۹۵ (۳۴ درصد) و ۱۹۶ (۲۵ درصد) را تشکیل می دهد. بقیه پلاتین -۱۹۸ (۷٪) ، پلاتین -۱۹۲ (۱٪) و پلاتین -۱۹۰ (۰۱/۰٪) هستند. ایزوتوپ ۱۹۵ با نیمه عمر ۷۰۰ میلیارد سال، یک ماده رادیواکتیو ضعیف است، در حالی که ۵ مورد دیگر غیر رادیواکتیو هستند.

 

خواص و مشخصات شناسایی پلاتین

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                           فلز نقره ای رنگ فرمول شیمیایی                                                                         ۷۸Pt
دانسیته                                                                       (g/cm۳)۲۱.۴۵ وزن اتمی استاندارد                                               (g/mol)195.084
نقطه ذوب                                                                        (۰C)1768.3 شماره (CAS No)                                                          ۷۴۴۰-۰۶-۴
نقطه جوش                                                                      (۰C)3825 ساختار کریستالی                                                       مکعبی (fcc)

 

تاریخچه کشف

 

احتمالاً قدیمی ترین نمونه کار شده از پلاتین این است که از یک تابوت مصر باستان در قرن ۷ قبل از میلاد مسیح کشف شده است و در غیر این صورت این فلز برای دو هزاره آینده در اروپا و آسیا ناشناخته می ماند!

 

در سال ۱۵۵۷ میلادی، یولیس اسکالیگر، دانشمند ایتالیایی، در مورد فلزی از آمریکای مرکزی نوشت که قابل ذوب شدن نیست. سپس، در سال ۱۷۳۵، آنتونیو اولوا با این فلز مرموز مواجه شد، اما هنگام بازگشت به اروپا، کشتی او توسط نیروی دریایی سلطنتی اسیر شد و در نهایت در لندن زندگی اش را ادامه داد. در آنجا، اعضای انجمن سلطنتی بیشترین علاقه را به شنیدن در مورد این فلز جدید داشتند و در دهه ۱۷۵۰، پلاتین در سراسر اروپا گزارش و بحث می شد.

 

وقوع اولیه پلاتین با سایر سنگ معدن های فلزی مرتبط با سنگ های آذرین است. ناگت های پلاتین به طور طبیعی به عنوان فلز غیر ترکیبی و همچنین آلیاژ پلاتین – ایریدیم اتفاق می افتد.

 

سه چهارم پلاتین جهان از آفریقای جنوبی تأمین می شود، جایی که به عنوان کوپریت ظاهر می شود  در حالی که روسیه دومین تولید کننده بزرگ این ماده است و پس از آن آمریکای شمالی قرار دارد. تولید جهانی پلاتین در حدود ۱۵۵ تن در سال است و مجموعاً بیش از ۳۰.۰۰۰ تن ذخیره می گردد!

 

کاربردهای پلاتین

 

کاربردهای پلاتین

 

 

این عنصر کاربردهای زیادی دارد، ویژگی های مقاومت در برابر سایش و لک شدن آن، برای ساخت جواهرات ظریف بسیار مناسب است. از پلاتین و آلیاژهای آن در ابزارهای جراحی، ظروف آزمایشگاهی، سیم های مقاومت الکتریکی و نقاط رابط الکتریکی استفاده می شود.

 

۳۰ درصد از کاربردهای این فلز، به عنوان کاتالیزور در مبدل کاتالیزوری، یک جز اختیاری در سیستم اگزوز اتومبیل با سوخت بنزین، استفاده می شود. بیشترین کاربرد (۵۰٪) پلاتین برای جواهرات است، و ۲۰٪ دیگر در صنعت استفاده می شود.

 

از پلاتین در صنایع شیمیایی، برقی، شیشه و هواپیماها استفاده می شود که هر کدام حدود ۱۰ تن فلز در سال را مصرف می کنند. صنعت شیشه از این ماده برای تولید الیاف نوری و شیشه های نمایشگر کریستال مایع به ویژه برای لپ تاپ ها استفاده می کند.

 

 

اثرات این ماده بر سلامتی

 

پلاتین یک فلز نجیب است. غلظت پلاتین در خاک، آب و هوا بسیار کم است، در بعضی از مناطق به ویژه در آفریقای جنوبی، اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده، رسوباتی یافت می شود که از نظر پلاتین بسیار غنی هستند.

 

پلاتین به عنوان جزئی از چندین فرآورده فلزی مانند الکترودها استفاده می شود و می تواند به عنوان کاتالیزور تعدادی از واکنش های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد. پیوندهای پلاتین اغلب به عنوان دارویی برای درمان سرطان استفاده می شوند. اثرات سلامتی پلاتین به شدت به نوع پیوندهای شکل گرفته و سطح مواجهه و مصونیت فردی که در معرض آن است بستگی دارد.

 

پلاتین به عنوان یک فلز بسیار خطرناک شناخته نشده است، اما نمک های پلاتین می توانند چندین اثر سلامتی مانند:

 

– تغییرات DNA
– سرطان
– واکنش های آلرژیک پوست و غشای مخاطی
– آسیب به اندام هایی مانند روده، کلیه و مغز استخوان
– آسیب شنوایی

 

نهایتا، خطر پلاتین این است که می تواند باعث تقویت سمیت سایر مواد شیمیایی خطرناک در بدن انسان، مانند سلنیوم شود.

 

اثرات محیطی

 

اثرات محیطی

 

استفاده از پلاتین در محصولات فلزی شناخته شده نمی تواند موجب بسیاری از مشکلات زیست محیطی شود، اما ما می دانیم که می تواند شرایط جدی بهداشتی را در محیط محل کار ایجاد کند.

 

پلاتین از طریق اگزوز ماشین هایی که از بنزین سرب استفاده می کنند به هوا منتقل می شود. در نتیجه، سطح پلاتین در هوا ممکن است در مکان های خاص، به عنوان مثال در گاراژها، تونل ها و زمین های شرکت های حمل و نقل بیشتر باشد.

 

در مورد تأثیرات پلاتین بر روی حیوانات و محیط زیست هنوز تحقیقات زیادی انجام نشده است. تنها چیزی که می دانیم این است که پلاتین پس از جذب در ریشه گیاهان جمع می شود و اینکه آیا خوردن ریشه های گیاهی حاوی پلاتین می تواند به حیوانات و انسان آسیب برساند، هنوز مشخص نیست. میکروارگانیسم ها ممکن است بتوانند مواد پلاتین را به مواد خطرناک تری در خاک تبدیل کنند، اما در مورد این موضوع اطلاعات کمی وجود دارد.

 

سلول های سوختی و فناوری هیدروژن

 

سلول های سوختی و فناوری هیدروژن

 

پلاتین متداول ترین کاتالیزور برای کاهش الکتریکی اکسیژن است و تمام PGM ها اکسیژن را در محیط های قلیایی با توجه به روند مستقیم چهار الکترون کاهش می دهد. با نسبت Pt / C بسیار کم، تعداد کل الکترون های رد و بدل شده به دلیل سهم کربن تقریباً دو است، اما با افزایش نسبت Pt / C افزایش می یابد و در ۶۰٪ وزنی برابر به چهار الکترون می رسد.

 

آلیاژهای مبتنی بر Pt مورد مطالعه قرار گرفته اند و به طور کلی فعالیت و پایداری بالاتری نسبت به Pt خالص از خود نشان می دهند. فعالیت الکتریکی افزایش یافته سیستم های آلیاژ Pt توسط تعدادی از پدیده ها توضیح داده شده است، از جمله (۱) کاهش در فاصله پیوند Pt-Pt بنابراین جذب اکسیژن را ترجیح می دهد. (۲) چگالی الکترون در مدار ۵d پلاتین؛ و (۳) وجود لایه های اکسید سطحی.

 

با توجه به هزینه بالای این ماده، تکنیک هایی برای کاهش بارگذاری ایجاد شده است. به عنوان مثال، رسوب تک لایه Pt روی نانوذرات فلزی غیر نجیب خواص کاتالیزوری با مقادیر بسیار کمی Pt را نشان داده است.

 

اشباع کربن با محلول اسید هگزاکلروپلاتینیک (H۲PtCl۶.۶H۲O) و به دنبال آن کاهش فلز با استفاده از عملیات حرارتی یا روش های شیمیایی مرطوب، به طور گسترده ای برای تولید یک ذره کاتالیزور در اندازه بین ۲ تا ۳۰ نانومتر استفاده شده است.

 

انتخاب نقره به عنوان جایگزین!

 

نقره همچنین به دلیل فعالیت بالای آن برای ORR و هزینه پایین تر، به عنوان یک جایگزین بالقوه برای این فلز مورد مطالعه قرار گرفته است. ORR با مشارکت فرایندهای دو و چهار الکترون بستگی به حالت سطح و به ویژه حالت اکسیداسیون و پتانسیل الکترود دارد.

 

اندازه ذرات Ag بر فعالیت های مختلف کاتالیزوری این دو فرآیند تأثیر می گذارد. چهار الکترون در طی ORR بر روی ذرات نقره نانو پراکنده بر روی کربن، با دامنه بارگذاری مطلوب بین ۲۰ تا ۳۰ درصد وزنی رد و بدل می شوند.

 

اثر غلظت الکترولیت برای کاتالیزور نقره مثبت است اما برای کاتالیزور پلاتین مثبت نیست، که به دلیل پوشش بیشتر جذب شده در گونه ها کمی مانع می شود. نقره به دلیل سینتیک مطلوب در محیط های قلیایی با غلظت بالا نسبت به Pt قابل رقابت می شود، اما تمایل زیادی به انحلال در ولتاژهای مدار باز (OCV) پس از واکنش نشان می دهد:

 

پلاتین

 

در توان بالقوه ۱۰۰-۳۰۰ میلی ولت، این انحلال قابل توجه نبوده است. از اشباع AgNO۳ در محیط های نگهدارنده جامد مناسب مانند کربن سیاه معمولاً استفاده می شود که همراه با تکنیک های مختلف برای کاهش پیش ماده برای تشکیل نقره فلزی است.

 

تحقیقات جاری

 

تحقیقات جاری

 

محققان همچنان در جستجوی کاربردهای جدید پلاتین هستند. به عنوان مثال، پلاتین در تولید داروهای ضد سرطان استفاده می شود. در سال ۱۸۴۴، میشل پیرون، شیمی دان ایتالیایی، به طور تصادفی کشف کرد که پلاتین دارای خواص ضد نئوپلاستی است (این به گفته MedicineNet به معنای ممانعت از رشد تومورها است). تحقیقات ادامه یافت و در سال ۱۹۷۱ اولین بیمار سرطانی انسان با داروهای حاوی پلاتین تحت درمان قرار گرفت.

 

بر اساس مقاله ای که در سال ۲۰۱۶ در ژورنال Chemical Review منتشر شد، امروزه حدود ۵۰ درصد بیماران سرطانی داروهای درمانی را دریافت می کنند که شامل این فلز نادر است. این داروها شامل سیس پلاتین، کاربوپلاتین و اگزالی پلاتین و چندین ماده دیگر در مراحل آزمایش هستند.

 

در این مقاله برخی از داروهای سرطانی حاوی پلاتین و سیستم های زایمان که به گفته آنها در مبارزه با سلول های سرطانی موثرتر هستند، مورد بحث قرار گرفته است. نویسندگان این دارو را “تهدید دوگانه” می نامند.

 

کلاهک های به اصطلاح پلاتین، سلول های سرطانی را هدف قرار می دهند و می توانند به طرق مختلف برای تعامل با سلول های سرطانی که حاوی گیرنده های زیادی روی سطح آنها هستند، برنامه ریزی شوند که مسئول بسیاری از اقدامات سلول از جمله رشد هستند.

 

نویسندگان گفته اند، از آنجا که سلول های سرطانی خیلی سریع تقسیم می شوند، به مقدار زیادی تغذیه (مانند گلوکز یا اسید فولیک) نیاز دارند و این سیستم های هدف گیری می توانند بدن را برای یافتن این صفات مختلف جستجو کرده و داروها را مستقیماً درون سلول ها قرار دهند.

 

برهمکنش پلاتین و سلول های سرطانی

 

آنها توضیح دادند که وقتی پلاتین درون سلول ها باشد، با سایر داروهای شیمی درمانی کار می کند تا از تقسیم مداوم سلول های سرطانی جلوگیری کند. در مقاله ای دیگر آمده است که یکی دیگر از مزایای استفاده از این سیستم های تحویل نانویی این است که می توانند مدت زمان بیشتری در جریان خون باقی بمانند، بنابراین منجر به توزیع بهتر و تاخیر در رهایی داروها می شود.

 

با توجه به مقدار زیادی از پلاتین مورد نیاز برای مطالعه این داروهای ضد سرطان، شرکت های تصفیه مشتاق بودند که خیلی زود درگیر این مطالعات شوند، همانطور که نویسندگان مقالات توضیح داده اند.

 

اگرچه استفاده از پلاتین تصفیه شده در داروهای سرطانی برای بسیاری مفید است،کسانی که در معادن پلاتین کار می کنند باید مراقب باشند زیرا استنشاق یا تماس مستقیم با نمک های پلاتین (ایجاد شده از فرآیند تصفیه و قبل از ذوب شدن در فلز) با توجه به CancerTreatment.net، می تواند با ایجاد تأثیرات سوء بر سلامتی مانند واکنش های آلرژیک، آسیب به اندام های داخلی یا حتی سرطان، نتیجه معکوس داشته باشد.

 

چندین مطالعه، از جمله یک مطالعه در سال ۲۰۰۶ در مجله Water،Air،and Soil Pollution منتشر شده و یک مطالعه در سال ۲۰۰۹ در کنفرانس سالانه انجمن متالورژی کانادا نشان داده است که ارتباط بین استخراج پلاتین و اثرات سوء زیست محیطی و سلامتی وجود دارد، اگرچه برای اثبات تحقیقات بیشتر لازم است.

 

 

جهت جستجوی محصولات اینجا جستجو کنید.

خرید مواد شیمیایی از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.