铂(Platinum)是一种过渡金属元素,属于铂系元素,色泽银白,是贵金属之一,在我国俗称白金。化学性质极稳定,不溶于强酸强碱,在空气中不氧化。

中文名
英文名
Platinum
别称
白金;海绵铂
元素符号
Pt
相对原子质量
195.08
沸点
3825℃
熔点
1772℃
密度
21.45g·cm-3
CAS登录号
7440-6-4
EINECS登录号
231-116-1

1发现历程

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1735年,法国和西班牙政府曾联合派遣科学考察团赴秘鲁和厄瓜多尔两处,测量赤道附近基多地方的子午线。该考察团中有一位西班牙的海军军官-青年数学家D.A.Deulloa,他在秘鲁平托河附近看到被废弃了的金矿。因为矿石内有含量很高的铂,所以当时西班牙人把混在天然金块里的白色的铂块,看成是尚未成熟的黄金,将它从黄金块里剔出去,又仿效当时印第安人的做法,将白金块扔回河里,妄图使它们在水中慢慢成熟起来,增添黄色,变成金子。D.A.Deulloa第一个注意到这种金属具有非常高的熔点,其外观虽然像银,但不溶于硝酸,很难从矿石中提取出来。1744年,D.A.Deulloa将这种金属带回欧洲,在1748年发表的他写的航海日记中,记述了在秘鲁见到铂金属的经过。这种金属称为“platinadel pinto”,即“平托地方的银”,“ platina”在西班牙文中是“银”的意思,现在铂的英文名称“Platinum”正是从西班牙文“platina”一词而来,它的元素符号因此定为Pt

我国的名称“铂”既从音译,又有表示白色金属之意,因此铂有白金之称。后来,英国化学家瓦特森(Watson w.)和布朗利格(Brownrigg W.)开始研究这种金属。虽然目前无法完全证明究竟是谁在哪一年首先发现了铂,不过这种金属在它有自己的名称之前就已经被使用很久了。1750年是铂历史上一个重要里程碑,这一年它被研究,并被详细描述。

2铂族金属的制备

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提取

砂铂矿或含铂族金属的砂金矿用重选法富集可得精矿,铂或锇、铱的含量能达70-90%,可直接精炼。50年代以来铂族金属主要从铜镍硫化物共生矿中提取,小部分从炼铜副产品中提取。铂族含量高的冰镍,现在氧压下硫酸浸出,或氯化冶金分离其他金属后获得铂族精矿。铂族精矿经过直接溶解、分离、提纯,或先将锇、钌氧化挥发他离后,再分离、提纯其他铂族金属。

分离和提纯

铂族金属的提取和精制流程因原料成分、含量的不同而异。将铂族金属精矿或含铂族金属的阳极泥用王水溶解,钯、铂、金均进入溶液。用盐酸处理以破坏亚硝酰化合物,然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵,铂呈氯铂酸铵沉淀出,煅烧氯铂酸铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。分离铂后的滤液,加入过量的氢氧化铵,再用盐酸酸化,沉淀出二氯二氨配亚钯形式的钯,再在氢气中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。经上述王水处理后的不溶物与碳酸钠、硼砂、密陀僧和焦炭共熔,得贵铅。用灰吹法除去大部分铅,再用硝酸溶解银,残留的铅、铑、铱、锇、钌富集于残渣中。将此残渣与硫酸氢钠熔融,铑转化为可溶性的硫酸盐,用水浸出,加氢氧化钠沉出氢氧化铑,再用盐酸溶解,得氯铑酸。溶液提纯后,加入氯化铵,浓缩、结晶出氯铑酸铵。在氢气中煅烧,可得海绵铑。在硫酸氢钠熔融时,铱、锇、钌不反应,仍留于水浸残渣中。将残渣与过氧化钠和苛性钠一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯气并蒸馏,钌和锇以氧化物形式蒸出。用乙醇-盐酸溶液吸收,将吸收液再加热蒸馏,并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵,则锇以铵盐形式沉淀,在氢气中煅烧,可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵,可得钌的铵盐,再在氢气中煅烧,可得钌粉。浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱,用王水溶解,加氯化铵沉出粗氯铱酸铵,经精制,在氢气中煅烧,可得铱粉。将铂族金属粉末用粉末冶金法或通过高频感应电炉熔化可制得金属锭。

制取

一般将金属溶解后,经反复提纯,精制方法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复沉淀等,然后再以铵盐沉出,经煅烧可得相应的高纯金属。

3储存方法

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储存于密封的储藏器内,并放在阴凉干爽的位置,远离氧化剂。

4含量分布

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铂是地壳中最稀少的元素之一。铂几乎都以游离状态分散于冲积矿床和砂积矿床中,如磁铁矿、原铂矿、铬铁矿、钛铁矿、硫化镍铜矿、含铂黄铜矿,含铂磁黄铁矿、镍黄铁矿等。此外,铂还与其他铂系元素形成合金,如自然铂、钯铂矿、锇铱矿等。主要铂矿有砷铂矿、硫铂矿、锑铂矿、硫铂钯矿、硫镍钯铂矿等,还有锑金铂矿、锡铅铂钯矿、铋锑铂矿、铭镍铂矿、碲铂矿、砷铂铱矿、砷锗铂钯矿、含铂金银矿等。

世界上铂资源最丰富的国家是南非,其次是俄罗斯、加拿大和美国。

铂有6种稳定的同位素:铂-190、铂-192、铂-194、铂-195、铂-196、铂-198

在自然界中常以自然矿状态存在,极为分散,多用原铂矿富积、萃取而获得。

理化性质物理性质

铂元素符号为pt,原子序数78。在元素周期表中排在过渡元素viii族。铂元素相对原子量195.078,熔点较高为1769℃,沸点3827℃,铂的密度在金属中最高,达21.45g/cm3,熔点较高,难熔化,但硬度不高。铂金属对可见的反射率较高,莫氏4.3铂有银白色光泽,色泽鲜明。铂有良好的导电性和导热性,导电系数为9.83×104次方,导热率为69.3w(m.k),电阻率为10.58.uΩ.cm

化学性质

铂有很好的化学稳定性。致密的铂在空气中加热不会发生反应,失去原有光泽。在常温下,盐酸,硝酸,硫酸,氢氟酸以及有机酸都不与铂发生反应。加热时的硫酸对铂有反应。在冷热状态下,铂能溶于王水中,形成淡黄色的氢氯铂酸溶液。铂亦可溶于盐酸、过氧化氢、盐酸和高氯酸的混合物液。加热的硫酸也可缓缓溶解铂金。

5卡铂(Carboplatin)

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卡铂注射液卡铂注射液

卡铂1980年由Clear等发现,1986年首先在英国上市,美国FDA 1989年批准上市,应用逐渐推广。中国1990年批准生产卡铂粉、针剂,现就国内临床应用作一综述。

理化性质及稳定性

固态卡铂为白色结晶粉末,微溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂。温度高于120℃时外观逐渐变色,分解温度247℃~258℃。固态卡铂对光较稳定,在水溶液中不稳定,易发生降解,降解产物有二水二氨合铂,紫外光照射加速其降解[1]。卡铂在5%葡萄糖或0.45%的氯化钠溶液中,前6h是稳定的,但在2524h损失2%;0.9%氯化钠溶液中24h损失5%,在37℃温度下24h则损失10%。故应避光并使用不含氯的溶液溶解卡铂。卡铂与铝可产生黑色沉淀,不宜直接接触。

卡铂是第二代铂类复合物,由于其抗肿瘤活性较强,消化道反应及肾毒性较低,因而得到广泛应用。它能与DNA结合,形成交叉键,破坏了DNA的功能,使其不能再复制合成,对生长各期的肿瘤细胞均有杀伤作用,是一种细胞周期非特异性药物。主要适用于卵巢癌、肺癌、头颈部癌、生殖细胞肿瘤、甲状腺癌、宫颈癌、膀胱癌等。静脉滴注时应避免日光直接照射,最好用黑纸遮光,否则易分解失效。与其他抗癌药联合应用疗效更好。

6自然铂(Platinum)

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自然铂

自然铂

Pt晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物,金属光泽,银白至钢灰色,比重大,在空气中不氧化,除王水之外,在普通酸类中不溶解;以高比重和硬度大区别于自然银。主要见于岩浆矿床,成因上与基性岩﹑超基性岩有关;此外,常富集于砂矿中。世界著名产地有南非Meresnky Reef、俄罗斯乌拉尔、加拿大萨德伯里、美国等地。中国某些超基性岩中也产有自然铂。Pt外,自然铂经常含铁,达911%时称为粗铂矿;更高时称为铁铂矿,最高可达28%。还常含镍、金、铜、钯、铱和铑等,钯最高含量可达21.830.0%,铱27.7929.00%,铑16.320.1%。常以细粒、细片或不规则团块状产出。在俄罗斯乌拉尔曾采得重89千克的自然铂漂砾和 427.5克的原生自然铂块。

自然铂几乎是金属铂的唯一来源。铂除用于珠宝饰物外,大量用于汽车催化转换器中,以及作为炼油工业的催化剂,用于制作电子器件、白金坩埚、牙科材料和人造纤维的喷丝头等。

7铂合金(platinum alloy)

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铂与其他金属混合而成的合金,如与钯、铑、钇、钌、钴、锇、铜等。尽管铂硬度比金高,但作为镶崁之用尚嫌不足,必需与其他金属合金,方能用来制作首饰。首饰业使用铂、钌合金和铂、铱合金较多。在欧洲和香港使用铂、钴合金於浇铸。在日本用铂(85%),钯合金制造鍊条。国际上铂金饰的戳记是PtPlatPlatinum的字样,并以纯度之千分数字代表之,如Pt900表示纯度是900%o在日本铂金饰品的规格标示有Pt1000Pt950Pt900Pt850

8顺铂

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癌症治疗的常用化学药物,具有较高疗效。

英文名:Cisplatin (CDDP)

别名:氯氨铂,顺一双氯双胺络珀,二氯二氨铂,顺氯氨铂。

作用与用途:本品属细胞周期非特异性药物,具有细胞毒性,可抑制癌细胞的DNA复制过程,并损伤其细胞膜上结构,有较强的广谱抗癌作用。临床用于卵巢癌、前列腺癌、睾丸癌、肺癌、鼻咽癌、食道癌、恶性淋巴瘤、乳腺癌、头颈部鳞癌、甲状腺癌及成骨肉瘤等多种实体肿瘤均能显示疗效。

9应用价值

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铂由于有很高的化学稳定性(除王水外不溶于任何酸,碱)和催化活性,因此,应用很广。

1、用于制造珠宝饰物、导线、电阻、继电器接点、印刷电路、实验室容器、热电偶、耐腐蚀设备、牙科材料等,同时也是理化分析器皿和坩埚的良好材料;

2、电气仪表、化学工业及制造精密合金等用;

3、用作催化剂、氧化剂和气体吸收剂,用于合成氨氧化制硝酸;

4、超细铂粉主要用于制作高可靠、高分辨率元器件,制作单层或多层混合集成电路的导体浆料。

5、在医药中,可做抗癌药,铂的化合物如顺铂(Cisplatin)则用于癌症的化疗之用。

参考资料

[添加]
[1].化工空间:铂的物化性质
[2].矿山人才网:铂的基础知识及制备

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  • 更新时间:2015-12-09
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