periodiek systeem

Platina

Platina is een zeer gewaardeerd en gewild metaal. Het kent een breed scala aan toepassingen waaronder sieraden, katalysatoren, elektrische contacten, pacemakers, medicatie en magneten. Het is een zeldzaam metaal. Ongeveer 5 ppb van de aardkorst bestaat uit platina. Het is daarom een erg duur element.

Platina is een zilverwit metaal dat ook bekend staat als “witgoud”. Het is buitengewoon goed bestand tegen aanslag en corrosie en het is zeer zacht en gemakkelijk te vervormen. Bovendien is het niet-reactief en dat betekent dat het niet oxideert en niet wordt aangetast door gewone zuren.

Platina is een van de transitiemetalen, dit is een groep waar ook goud, zilver, koper en titanium toe behoren. Ook de meeste elementen in het midden van het periodiek systeem behoren tot de transitiemetalen. Door de atomaire structuur van deze elementen kunnen ze  zich gemakkelijk binden met andere elementen.

Platina is ook een van de elementen met de hoogste dichtheid (21,45 gram per cm3). Het is ongeveer 21 keer dichter dan water en ongeveer 6 keer dichter dan een diamant. Deze eigenschappen leiden tot veel verschillende toepassingen van dit zeldzame en kostbare metaal.

Chemische gegevens

Tabel 1 – gegevens element Platina
Symbool Pt
Volledige naam Platina
Atoomnummer 78
Atoommassa (g.mol-1 ) 195,084
Groep transitie metaal
Elektronegativiteit (Pauling) 2,28
Dichtheid (g.cm-3 bij 20 °C) 21,45
Smeltpunt (°C) 1768,3
Kookpunt (°C) 3825
Vanderwaalsstraal (nm) 0,175
Ionstraal (nm) 0,096
Isotopen 6
Elektronenschil [Xe]4f145d96d1
Elektronen per schil 2, 8, 18, 32, 17, 1
Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 870
Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 1791
Derde ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 )
Standaard potentiaal (V) +1,2 (Pt2+/Pt)
Ontdekt door: 1735 door Antonio de Ulloa

Bohr – Rutherford diagram

elektronenschilconfiguratie van 78 Platina
elektronenschilconfiguratie van 78 Platina

CC BY-SA 2.0 ukLink

Isotopen

Tabel 2 – Isotopen en abundanties
Nummer Naam Symbool Atoommassa (u) Abundantie (%)
78 Platinum 190 Pt 189,959930 0,014
192 Pt 191,961035 0,782
194 Pt 193,962664 32,967
195 Pt 194,964774 33,832
196 Pt 195,964935 25,242
198 Pt 197,967876 7,163

Radioiotopen

Tabel 3 – Radioisotopen element Platina
Nuclide Isotopische massa (u) Halveringstijd
168Pt 167,98815 2,00 ms
169Pt 168,98672 3,7 ms
170Pt 169,98249 14,0 ms
171Pt 170,98124 51 ms
172Pt 171,97734 98,4 ms
173Pt 172,97644 365 ms
174Pt 173,97281 0,889 s
175Pt 174,97242 2,53 s
176Pt 175,96894 6,33 s
177Pt 176,96846 10,6 s
178Pt 177,96564 21,1 s
179Pt 178,96536 21,2 s
180Pt 179,96303 56 s
181Pt 180,96309 52,0 s
182Pt 181,96117 2,2 min
183Pt 182,96159 6,5 min
184Pt 183,95992 17,3 min
185Pt 184,96062 70,9 min
186Pt 185,95935 2,08 uur
187Pt 186,96059 2,35 uur
188Pt 187,95939 10,2 d
189Pt 188,96083 10,87 uur
190Pt 189,95993 6,5 * 1011 jaar
191Pt 190,96167 2,862 dagen
193Pt 192,96298 50 jaar
197Pt 196,96734 19,8915 uur
199Pt 198,97059 30,80 min
200Pt 199,97144 12,5 uur
201Pt 200,97451 2,5 min
202Pt 201,97574 44 uur

Het “onsmeltbare” metaal

In de oudheid gebruikten mensen in Egypte en Amerika platina om er sieraden en decoratieve stukken mee te maken. Ze mengden het vaak met goud. De eerste geregistreerde verwijzing naar platina komt uit 1557 toen de Italiaanse arts Julius Scaliger een metaal beschreef dat in Midden-Amerika werd gevonden. Dit metaal zou niet smelten. Hij noemde het “platina” en dat betekent “klein zilver”.

In 1741 publiceerde de Britse chemicus Charles Wood een onderzoek waarin hij platina als een nieuw metaal introduceerde. Ook beschreef hij enkele eigenschappen de mogelijke commerciële toepassingen. In 1748 publiceerde de Spaanse wetenschapper en marineofficier Antonio de Ulloa een beschrijving over een metaal dat niet was te bewerken en niet gesmolten kon worden (Hij schreef het oorspronkelijk in 1735 maar zijn papieren werden door de Britse marine destijds in beslag genomen.)

In de 18de eeuw was platina het achtste bekende metaal en was het bekend als “wit goud”. De andere bekende metalen in die tijd waren ijzer, koper, zilver, tin, goud, kwik en lood.

In het begin van de 19de eeuw produceerden de Britse chemici William Hyde Wollaston en Smithson Tennant zuiver platina dat ze hadden geïsoleerd met behulp van een techniek die door Wollaston was ontwikkeld. Hij loste platina op in een mengsel van salpeterzuur en zoutzuur (dat mengsel noemen we aqua regia oftewel koningswater). Nadat het platina gescheiden was van de rest van de oplossing werden later in het residu de elementen palladium, rhodium, osmium, iridium en nog later ruthenium gevonden.

Platina wordt tegenwoordig nog steeds gewonnen met behulp van een techniek die sterk lijkt op die van Wollaston. Materiaal dat platina bevat wordt opgelost in aqua regia en gescheiden van de rest van de oplossing en de nevenproducten en gesmolten op een zeer hoge temperatuur om het zuivere metaal te verkrijgen.

Weetjes

  • Platina, iridium, osmium, palladium, ruthenium en rhodium behouden allemaal dat dezelfde groep elementen en ze hebben overeenkomstige eigenschappen. Deze metalen worden vaak gebruikt om zeer duurzame onderdelen te maken voor verschillende machines, gereedschappen en sieraden.
  • Platina wordt in verschillende antikankermedicijnen gebruikt. Ongeveer 50% van de patiënten met een kankertherapie gebruikt platina bevattende medicijnen. Sommige van deze medicijnen, zoals cisplatina, worden ook gebruikt om tumoren en kanker bij dieren te behandelen.
  • Platina wordt ook gebruikt in pacemakers, tandkronen en andere apparatuur die in het menselijk lichaam wordt gebruikt vanwege zijn corrosiebestendigheid en het gebrek aan reacties met het menselijk lichaam.
  • De meerderheid van het gewonnen platina (80% is afkomstig uit Zuid-Afrika. Ongeveer 10% wordt gewonnen in Rusland en de rest komt uit Noord- en Zuid-Amerika. Platina en de andere elementen uit de platinagroep komen niet in grote hoeveelheden voor maar worden vooral gewonnen als bijproduct van de winning van ander metalen.
  • Jaarlijks wordt er ongeveer 18 keer meer goud gewonnen dan platina.
  • Ongeveer de helft van het gewonnen platina wordt verwerkt in katalysatoren. Het helpt om giftige uitlaatgassen om te zetten naar minder giftige gassen. Platina en de andere platinametalen zijn bestand tegen de zeer hoge temperaturen die nodig zijn voor de oxidatiereacties die de uitstoot verminderen.
  • Platina gecombineerd met kobalt zorgt voor zeer sterke permanente magneten. Deze magneten hebben toepassingen in bijvoorbeeld medische apparatuur, motoren, horloges en meer.
  • Platina wordt vaak gebruikt als katalysator bij de productie van verschillend oplossingen en bijproducten (die terechtkomen in meststoffen, kunststoffen, brandstofcellen en benzine.
  • Veel beleggers kopen en verkopen platina, ook al kan de prijs tijdens de economische groei flink fluctueren en zelfs meer dalen dan de prijzen van andere edelmetalen.
  • Ongeveer 30% van het gewonnen platina wordt gebruikt voor juwelen. De beroemdste diamanten ter wereld zijn gezet in platina.
  • Het internationale prototype van de kilogram is een cilinder van platina en een platina-iridiumlegering. Deze wordt bewaard in het Internationaal Bureau of Weights and Measures (BIPM) bij Parijs.

Huidig onderzoek

Wetenschappers blijven nieuw toepassingen voor platina vinden. Zo wordt platina bijvoorbeeld gebruikt bij de ontwikkeling van geneesmiddelen tegen kanker.

In 1844 ontdekte de Italiaanse chemicus Michele Peyrone per toeval dat platina anti-neoplastische eigenschappen heeft (dit betekent dat platina de ontwikkeling van tumoren verhinderd). Het onderzoek werd voortgezet en in 1971 werd de eerste menselijke kankerpatiënt behandeld met platinahoudende medicijnen.

Tegenwoordig krijgt ongeveer 50% van de kankerpatiënten behandelingen die dit zeldzame metaal bevatten. Deze geneesmiddelen bevatten onder andere cisplatina, carboplatina en oxaliplatina. Meer medicijnen zijn in ontwikkeling.

Platina is dus een belangrijk onderdeel van medicijnen tegen kanker maar mijnwerkers die het delven moeten we wel heel voorzichtig mee omgaan want het inhaleren of rechtstreeks contact met platinazouten kunnen leiden toe diverse gezondheidsproblemen zoals allergische reacties en schade aan interne organen of zelfs kanker.

Spectra

Absorptiespectrum

Emissiespectrum