鉑是世界上最稀有的元素之一。別看鉑平時(shí)低調(diào)到不行,它可是非常稀有的。鉑的含量在地殼中非常罕見,遠(yuǎn)比黃金還要稀少,所以它的價(jià)值也是不菲。今天,我們將為您揭開貴金屬之王——鉑的神秘面紗。
鉑(Platinum)是一種化學(xué)元素,化學(xué)符號(hào)Pt,是貴金屬之一,其單質(zhì)俗稱白金,屬于鉑系元素,原子量195.078,略小于金的原子量,原子序數(shù)78,屬于過渡金屬。熔點(diǎn)1772℃,沸點(diǎn)3827℃,密度21.45g/cm3(20℃),較軟,有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。海綿鉑為灰色海綿狀物質(zhì),有很大的比表面積,對(duì)氣體(特別是氫、氧和一氧化碳)有較強(qiáng)的吸收能力。
鉑的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在空氣和潮濕環(huán)境中穩(wěn)定,低于450℃加熱時(shí),表面形成二氧化鉑薄膜,高溫下能與硫、磷、鹵素發(fā)生反應(yīng)。鉑不溶于鹽酸、硫酸、硝酸和堿溶液,但可溶于王水和熔融的堿。鉑的氧化態(tài)為+2、+3、+4、+5、+6。容易形成配位化合物,如Pt(NH3)2Cl2[10]、K[Pt(NH3)Cl5]
鉑系元素的原子最早產(chǎn)生于宇宙發(fā)展過程中的超新星爆炸時(shí)期,其中鉑是六個(gè)鉑系元素中最早被人類發(fā)現(xiàn)的一個(gè)。人類使用鉑的歷史最早可追溯到古埃及,在古埃及的法老陵墓中,考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一件鉑制的手鐲,證明了鉑在古代就已經(jīng)被人們所認(rèn)識(shí)和使用。
16世紀(jì)初,西班牙殖民帝國(guó)逐漸形成,大批的西班牙冒險(xiǎn)家蜂擁到非洲和美洲去探金尋寶。在厄瓜多爾的河流中淘金時(shí),人們發(fā)現(xiàn)有一種白色的金屬混雜在黃金中間。他們認(rèn)為這是銀的廉價(jià)“親戚”或者是“未成熟”的黃金,費(fèi)了好大的勁兒才把這種白色金屬分離出來,輕蔑地稱之為“platina del Pinto”,意思是“力拓河中的碎銀”。鉑的英文名platinum,正是來自西班牙語中“白銀”一詞(plata)。
當(dāng)時(shí)的人們還不了解這種看上去像白銀的金屬,西班牙政府看見商人在銀元中混用摻有鉑的偽幣時(shí),還下令把開采到的鉑統(tǒng)統(tǒng)扔進(jìn)大海。此后,鉑被冷落了很久,直到科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)鉑獨(dú)特的性質(zhì)后,人們才重新認(rèn)識(shí)鉑。那時(shí)候因?yàn)槌R?guī)融化銀的溫度,無法融化鉑,而將鉑成為“毒銀”,是被上帝詛咒過的“銀”。
鉑的純態(tài)金屬被科學(xué)界發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可是在18世紀(jì)。1748年,英國(guó)化學(xué)家沃森(Watson)確認(rèn)這是一種新元素,并稱其為“platinum”。1752年,瑞典人亨利克·特奧菲盧斯·謝佛爾(Henrik Teofilus Scheffer)仔細(xì)研究了鉑,并確認(rèn)它是一種貴金屬元素。在隨后的半個(gè)世紀(jì)里科學(xué)家對(duì)鉑的興趣大增,并對(duì)其進(jìn)行了各種各樣的物理、化學(xué)分析。
18世紀(jì)40年代西班牙數(shù)學(xué)家、探險(xiǎn)家安東尼奧·德·烏略亞帶領(lǐng)科學(xué)考察團(tuán)赴秘魯考察,在金礦中發(fā)現(xiàn)了一塊難以加工的鉑金屬,并記錄下有關(guān)它的詳細(xì)資料。然而,鉑在所有金屬中的反應(yīng)活性是最低的,這使得科學(xué)家很難勘破它的秘密。
經(jīng)過長(zhǎng)期的研究,現(xiàn)在人們對(duì)鉑已經(jīng)較為了解了。
首先,鉑的抗腐蝕性極強(qiáng),而且耐高溫,同時(shí)又具有漂亮的光澤感,在地球的含量極其稀少,一些含鉑金屬的材料被制作成了首飾,被稱為“鉑金”或“白金”。
純的鉑為有金屬光澤、具可延展性的銀白色金屬。它的可延展性是所有純金屬中最高的,勝過金、銀和銅。鉑金屬的抗腐蝕性極強(qiáng),在高溫下非常穩(wěn)定,電性能亦很穩(wěn)定。鉑可與金、銀、銅、鉛、錫、銻、鉍、鋅或砷等形成合金,而釕、銠和銥是其常用的硬化劑。含銥量為10 %的鉑合金和含釕量為5 %的鉑合金是上等的鉑首飾材料,商業(yè)上稱為“硬鉑”。鉑銠合金的抗氧化性能相當(dāng)好,即使在高溫下也很穩(wěn)定,因此鉑銠合金常用于制造熱電偶、熔化玻璃的坩堝材料等。
鉑在眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。在珠寶首飾中常見的“鉑金”就是鉑與金的合金,用于首飾的鉑,俗稱白金,大多用于鑲鉆。鉑金也因其耐腐蝕和很少與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),有著愛情永恒不變的寓意,被稱之為“愛情金屬”。
鉑在汽車工業(yè)中也發(fā)揮著重要作用。它被用于制造汽車催化轉(zhuǎn)化器,幫助凈化尾氣排放,保護(hù)環(huán)境。其次,鉑在化學(xué)工業(yè)中作為催化劑被廣泛應(yīng)用。鉑催化劑在石油加工、合成橡膠、制藥等領(lǐng)域起到重要作用,加速化學(xué)反應(yīng)的速率,提高生產(chǎn)效率。
此外,在很多新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用,如氫燃料電池汽車、傳感器、電子元器件、抗癌藥物、化工催化劑等。
由于鉑金屬在這些產(chǎn)業(yè)中的重要作用,已被很多國(guó)家列為一類戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。我國(guó)的鉑金屬消費(fèi)量居世界之首,但資源量和產(chǎn)量都很低,對(duì)外依存度高。隨著科技和工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)鉑的需求呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì),我國(guó)對(duì)鉑金屬的需求量還在逐年增大,未來對(duì)外依存度預(yù)計(jì)還將進(jìn)一步加大。
鉑,這個(gè)小小的元素,卻有著讓人驚嘆的能力,無論是在實(shí)驗(yàn)室里還是在我們的生活中,都離不開這個(gè)與眾不同的元素。希望今天的分享能讓你對(duì)鉑有更多的了解,也能感受到它的魅力所在。記得多關(guān)注鉑的身影,它可是個(gè)非常了不起的存在!