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铂(化学元素)

[1] 是一种化学元素,其单质俗称白金,属于铂系元素,它的化学符号Pt,是贵金属之一。原子量195.078,略小于金的原子量,原子序数78,属于过渡金属。熔点1772℃,沸点 3827 ±100℃,密度21.45克/厘米3( 20℃),较软,有良好的延展性、导热性和导电性。海绵铂为灰色海绵状物质,有很大的比表面积,对气体(特别是氢、氧和一氧化碳)有较强的吸收能力。粉末状的铂黑能吸收大量氢气。铂的化学性质不活泼,在空气和潮湿环境中稳定,低于 450℃加热时,表面形成二氧化铂薄膜,高温下能与硫、磷、卤素发生反应。铂不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液,但可溶于王水和熔融的碱。铂的氧化态为+2、+3、+4、+5、+6。容易形成配位化合物,如〔Pt(NH3)2〕Cl2、K〔Pt(NH3)Cl5〕。

18世纪初英国C.伍德在新格拉纳达的卡塔赫纳采集到嵌有铂粒的砂石 [2]

1735年西班牙乌略亚-德拉托雷希拉尔在平托附近的金矿发现一块难以加工的金属,很像银,便取名为platinum,该字来自西班牙文platina,含义是银。

1748年英国沃森确认这是一种新元素 [3] 。铂在地壳中的含量为 5×10-7-, 常与其他铂系元素一起分散在冲积矿床和砂积矿床的多种矿物(如原铂矿、硫化镍铜矿、磁铁矿等)中。独立矿物有砷铂矿、硫铂矿、锑铂矿、硫铂钯矿、硫镍钯铂矿等。还有以游离状态存在的自然铂

100 多年前曾有过一种作为光源的铂丝酒精灯,它的原理和用法你可能不知道吧?

那是在1820 年,英国化学家戴维做了这样一个实验:先用酒精把铂丝润湿,然后点燃。他发现,这时酒精燃烧得特别剧烈,能使铂丝温度达到炽热程度,发出很亮的光来。于是,戴维做了一种铂丝酒精灯,用它来照明。这灯在欧洲风行了许多年。

铂丝之所以炽热,是因为铂可以对酒精氧化起催化作用,使它在自己表面燃烧得更激烈。人们利用铂的这种性质,还制成了一种玩具打火机:它是在酒精容器的盖子里,装上一支细铂丝。只要打开瓶盖并把铂丝放在瓶口,酒精就在铂丝表面与氧气反应。稍过一会儿,反应所放的热就把酒精蒸气点燃了,从而成为一种不点自燃的“自来火”。

于是有人设计了一种金属做的、扁平圆滑可以揣到怀里的炉子。这炉子里既不装红煤球也不烧炭,装的只有酒精和铂,酒精靠人体的体温缓缓挥发,酒精蒸气在通过附有铂粉的石棉时发生氧化而发热,使人们达到取暖的目的。人们把它称为“铂怀炉”。

现在许多技术发达的国家已把它改制成了“无焰燃烧器”。他们把丙烷(石油液化气)以0.01—1 大气压的压力通入一个荧光吊灯样的装置,在装置的铂丝上,丙烷跟空气相接触而氧化放热(没发生火焰)。由于它能静悄悄地供暖而不产生煤气,所以成为鸡舍中的理想热源。

铂是银白色有光泽的金属 [4] ,熔点1772℃,沸点 3827 ±100℃,密度21.45克/厘米3( 20℃),较软,有良好的延展性、导热性和导电性。海绵铂为灰色海绵状物质,有很大的比表面积,对气体(特别是氢、氧和一氧化碳)有较强的吸收能力。粉末状的铂黑能吸收大量氢气。铂的化学性质不活泼,在空气和潮湿环境中稳定,低于 450℃加热时,表面形成二氧化铂薄膜,高温下能与硫、磷、卤素发生反应。铂不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液,但可溶于王水和熔融的碱。铂的氧化态为+2、+3、+4、+5、+6。容易形成配位化合物,如〔Pt(NH3)2〕Cl2、K〔Pt(NH3)Cl5〕。

Main Pt+4

Other Pt0,Pt+2,Pt+5,Pt+6

K-L-M-N-O-P

电离能(kJ /mol)

M - M+ 870

M+ - M2+ 1791

M2+ - M3+ 2800

M3+ - M4+ 3900

M4+ - M5+ 5300

M5+ - M6+ 7200

M6+ - M7+ 8900

M7+ - M8+ 10500

M8+ - M9+ 12300

M9+ - M10+ 14100

晶体结构:等轴晶系,晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。

晶胞参数

a

392.42 pm

b

392.42 pm

c

392.42 pm

α

90°

β

90°

γ

90°

是一种过渡金属,密度大,可延展,色泽银白,金属光泽,硬度4-4.5,相对密度为21.45。熔点高为1773℃。富延展性,可拉成很细的铂丝,轧成极薄的铂箔。

化学性质极稳定 [6] ,不溶于强酸强碱溶液,在空气中不氧化。第一电离能9.0电子伏特。化合价为+2、+4和+6。熔点1772℃,沸点3827℃。密度21.46克/立方厘米。银白色金属,质柔软,有延展性。晶体结构为面心立方体。铂有很高的化学稳定性,除溶于王水和熔融的碱外,还溶于盐酸和过氧化氢、盐酸和高氯酸的混合物中,除此之外,铂常温下不与一般强酸、碱和其他试剂作用。但是铂在高温下容易遭受腐蚀,例如:对于多种氧化剂,强碱、容易还原的重金属,以及硫、磷、砷等,铂或则被其破坏,或则与其成合金,正因为如此,所以不得在铂器皿中加热或熔融碱金属的氧化物,硫代硫酸钠,含磷和大量硫的物质以及含重金属的样品(如铅、锡、锑、砷、汞、铜等)。高温下不许使用大量过氧化剂、氢氧化钠(钾)作熔剂。铂器皿中不允许处理卤素或分解出卤素的物质。但以下物质能溶解铂:

王水硝酸和盐酸以1:3(体积比)混合的混合物)

虽然王水能溶解铂,但这与铂的状态有关,致密的铂在常温下的王水溶解速度非常慢,直径1 mm的铂丝要4-5个小时才能完全溶解。铂黑(铂粉)在加热时能与浓硫酸反应,生成Pt(SO4)2,SO2和水。氯铂酸的制法是把铂金属溶解在王水中。这个反应的产物是H2PtCl6,而非以前认为的含氮铂化合物。氯铂酸是一红棕色固体,可从蒸发其溶液取得。

Pt + 4 HNO3+ 6 HCl → H2PtCl6+ 4 NO2+ 4 H2O

碱金属氰化物

碱金属氰化物也能溶解铂,高温下铂能与卤素反应,但硒,碲和磷更容易和铂反应。致密的金属铂在任何温度下的空气中都不被氧化。

盐酸和过氧化氢的混合物

熔融的碱

盐酸和高氯酸的混合物

与王水的反应:3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O

用王水溶解经过处理的铂精矿或电解铜、镍产生的阳极泥,经一系列化学处理后,可得氯铂酸铵,将它在1000℃缓慢灼烧,便分解制得海绵铂。铂在氢化、脱氢、异构化、环化、脱水、脱卤、氧化、裂解等化学反应以及接触法生产硫酸、氨氧化法制取硝酸、氨和甲烷制取氢氰酸、制备环己烷、生产维生素时都用作催化剂。用铂催化剂重整石脑油,可提高汽油产品的辛烷值。铂及其合金在高温下耐氧化和腐蚀,用于制作坩埚、蒸发皿、电极、喷嘴、反应器等。铂和铂铑合金在冶金、玻璃、陶瓷工业中用作高温炉的炉丝和热电偶。铂还用于制作首饰。

铂,又称白金,周期表中第Ⅷ族铂元素,锡白色金属,原子序数为78,相对原子质量为195.09,密度为21.45g/cm,熔点为1769℃,沸点为3800℃。纯铂具有良好的高温抗氧化性和化学稳定性,易加工成形。铂化合物用做化工、制药、炼油、汽车尾气净化等领域的催化剂 [7]

含有铁、铱、钯等杂质的铂矿物,呈银白色或暗灰色,属于等轴晶系,是不规则的粒状或鳞片状集合体,密度为13.35~19g/cm,富有延展性。化学组成:Pt晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。又名白金,但中国古籍中所谓的白金,系指银,并非铂。除Pt外,自然铂经常含铁,达9~11-时称为粗铂矿;更高时称为铁铂矿,最高可达28-。还常含、金、铜、、铱和等,钯最高含量可达21.8~30.0-,铱27.79~29.0

含铂质量分数≥99.9-的灰色海绵状金属,按铂的含量分为三个牌号:SM-Pt99.99、SM-Pt99.95、和SM-Pt99.9,一般用火法及温法冶炼制取。

含铂质量分数≥99.995-的灰色海绵状金属,按铂的含量分为两个牌号:SM-Pt99.995和SM-Pt99.999,一般从各类含铂物料中经分离提纯后制取,供化学工业、电气仪表、精密合金及测温材料等使用。

含铂≥99.95-、平均粒径7.0m/g,松装密度为0.4~0.7g/cm,振实密度为0.7~1.1g/cm-3.

铂基含铱的二元合金,高温下为连续固溶体,缓冷至975~700℃时发生固相分解,但相平衡过程进行得慢。铱易挥发和氧化,能显著地提高铂的耐腐蚀性。该合金具有高硬度、高熔点、高耐腐蚀能力和低的接触电阻等特点。

以铂为基含银的二元合金,在1185℃和45-Ag处发生包晶反应。该合金强度高、弹性好且弹性后效低、电阻系数小、热电势低、耐热、耐腐蚀、无磁、性能稳定,铂银合金熔炼和加工都很困难,一般用高频感应加热炉氢气保护熔炼,铸锭须经均匀化后,加工成板片和线材等。

以铂为基含钼的二元合金,富铂固溶体为面心立方结构,电阻系数随钼含量增加呈直线上升。铂钼合金抗拉强度为922N/mm-2,电阻系数为0.64Ω.mm-2/m,电阻温度系数为2.4X10-4/℃。用高频感应加热炉氢气保护熔炼,冷凝排气数次,铸定经热锻后冷加工成线材和片材等。铂钼合金主要用做热电偶材料,热电势高、稳定性好,能在核场中工作,使用温度为1500~1600℃。此外,铂钼合金还可用作电位器绕组和高温应变材料。

以铂为基含铼的二元合金,在温度2450℃时发生简单包晶反应,用高频炉氢气保护熔炼,热开坯后冷加工成材。铂铼合金有PtRe8和PtRe14两种合金,PtRe8是高温热电偶材料,与铑配对使用瞬时温度可达1800℃,与铂配对为1600℃。PtRe14合金用做电接触材料。

以铂为基含钴的二元合金,在高温下,铂与钴可无限互溶,其固溶体为面心立方晶格,缓冷至833℃,合金内开始出现有序转变。铂钴合金磁性极强,磁稳定性较高,耐化学腐蚀性很好,氢氧化钾和热浓硫酸都不能将其腐蚀。该合金主要用于航天、航海、航空仪表,计测仪,电子钟表,磁控管等。

以铂为基含铜的二元合金,高温下为连续固溶体,低温下,在3-~93-铜成分范围内存在有序转变,相结构由立方晶格变成菱方晶格,致使合金显著强化。产品有PtCu2.5、PtCu5、

PtCu8.5、PtCu15和PtCu25等合金,用高频感应加热炉或中频感应加热炉熔炼,铸锭须在均匀化后,加工成材,主要用于制造电器接点和电阻材料。

以铂为基含镍的二元合金,高温下为连续固溶体,在约645℃以下生成两种超结构化合物。铂镍合金有PtNi2、PtNi5、PtNi10和PtNi20等合金,在氧化性气氛中加热时,镍发生选择性氧化,用高频感应加热炉氩气保护熔炼,可加工成线材和片板等。

以铂为基含钌的二元合金,有PtRu4、PtRu5、PtRu10和PtRu14等合金。钌提高抗腐蚀能力,抗变色能力很强,在900℃以上钌选择性氧化和挥发。用高频感应加热炉氩气保护熔炼。

以铂为基含锇的二元合金。锇具有提高合金硬度及电阻系数作用。铂锇合金用高频炉氩气保护熔炼,热轧后冷轧成材。 [6]

0-,铑16.3~20.1-。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8~9千克的自然铂漂砾和 427.5克的原生自然铂块。

鉴定特征: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

成因产状:自然铂主要见于岩浆矿床,成因上与基性岩超基性岩有关;此外,常富集于砂矿中;

著名产地: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。

名称来源:Platinum 一字,来自西班牙语的Platina,意指银;

晶体形态:六八面体晶类;呈粒状或葡萄状,偶见立方体晶形;

晶体结构:晶系和空间群:等轴晶系,Fm3m;

晶胞参数:a0=3.924?;

铂电阻

粉晶数据:2.265(1) 1.962(0.53) 1.1826(0.33)

莫氏硬度:4~4.5

比重:一般在14~19之间,视所含其他元素的种类和含量而定;纯铂的理论比重为 21.45。富含时具磁性。

熔点:1772℃。

其他性质:耐腐蚀性极强。抗氧化性强。热膨胀系数小。热电稳定性强。延展性良好。催化活性高。

用途: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。

铂合金  铂合金(platinum alloy)指铂与其他金属混合而成的合金,如与、,、钌、钴、、铜等。尽管铂硬度比金高,但作为镶之用尚嫌不足,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-),钯合金制造条。国际上铂金饰的戳记是Pt、Plat或Platinum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Pt1000、Pt950、Pt900、Pt850。

顺铂

英文名 Cisplatin,癌症治疗的常用化学药物,具有较高疗效。别名:氯氨铂,顺一双氯双胺络珀,二氯二氨铂,顺氯氨铂。英文名:Cisplatin (CDDP) 作用与用途:该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。副作用:1 有骨髓抑制、血小板和白细胞减少。有胃肠道反应、恶心、呕吐。肾毒性,多饮水或输液、强迫利尿可减轻肾毒性。肾功能不全者慎用。西药剂量:成人常用剂量10mg~20mg/日,溶于200ml~300ml生理盐水中,静脉滴注,避光2小时内滴完,每疗程为200mg~400mg,在用量达到100mg~200mg后,需间隔1~2周。总用量达200mg时,多数病人呈现主客观缓解。

氯氨铂  【别名】 氯氨铂;顺铂;顺-双氯双氨络铂,双氯双氨络铂,威力顺铂,顺式铂,氨氯铂,铂,顺氯氨铂

【外文名】Cisplatin,Cis-Platium,DDP,PDD,NSC-119875,Randa,Neoplatin,Platinol

【适应症】 抗瘤谱较广,临床用于治疗睾丸恶肿肿瘤,对胚胎瘤和精原细胞瘤均有较好效果,与常用药物无交叉耐药。对卵巢癌、乳腺癌和膀胱癌有较好疗效。对头颈部癌、肺癌、食管癌、恶性黑色素瘤、恶性淋巴瘤软组织肉瘤和癌性胸腹水等也有一定疗效。与其他抗癌药联合应用效果更好。

【用量用法】 1.一般剂量:每平方米体表面积20~30m

注射用顺铂

g溶于等渗盐水200ml中静滴,连用3~5日(总量150mg),间隔3周再重复,可重复用药3~4疗程。2.高剂量:每平方米体表面积80~120mg,同时进行水化和利尿,每3周用药1次,可重复3~4次。3.胸腹腔注射:每次30~60mg,7~10日1次。

【注意事项】 1.消化道反应有食欲减退、恶心、呕吐、腹泻等。一般于注射后1~2小时发生,持续4~6小时或更长,停药2~3日后消失。但也有少数病人可持续1周以上。2.骨髓抑制:主要表现白细胞减少,多发生于剂量超过1日每平方米体积100mg时,血小板减少相对较轻。3.听神经毒性与总剂量有关,表现为耳鸣、耳聋、头昏,严重者可有不可逆的高频听力丧失。4.肾脏毒性表现为血尿及肾功能损害,血清肌酐升高及清除率降低,与所用总量有关,常发生于治疗后7~14日之间。5.尚有人报告少数病人可出现心电图ST-T改变,肝功能损伤等。6.有以下情况时应停用该品:(1)白细胞低于3500/μl; (2)血小板低于7.5万/μl; (3)持续性恶心呕吐; (4)早期肾脏毒性如尿中白细胞10/高倍视野、红细胞5/高倍视野或管型5/高倍视野以上者; (5)血清肌酐超过1.5mg/日者; (6)既往患过肾肝疾患、肾功能不好及患过中耳炎的病人。7.为了减轻毒性反应,用药期间应多饮水或输液,强迫利尿;药前先给甲氧氯普胺(胃复安)和氯丙嗪等减轻消化道反应;经常检查血、尿、肝、肾功能及听力。8.过敏反应发生快,如有的病人仅在用药几分钟后出现面部水肿、哮鸣、心动过速和低血压。9.该品具有诱变性、致畸性和可能的致癌性。

【规格】 注射用顺铂:每支10mg、20mg。

富集:重选是富集铂矿物的主要的方法。铂矿的相对密度较大,使用溜槽、跳汰机、摇床及风力选矿都可有效地富集。天然铂和天然金一样,表面湿润性小,用黄药作捕收剂浮选。富集后得到精矿。

精炼:传统的精炼方法以溶解、还原、沉淀、锻烧等工序为基础。铂精矿用王水溶解,铂、钯、金进入溶液,用硫酸亚铁从所得的溶液中还原金,再经电解即可得到纯金。向溶液中加入氯化铵,使铂以氯铂酸铵沉淀出来,经煅烧得粗铂,再用溴酸钠水解法精制。传统的溶解、沉淀法处理工序长而复杂,分离金属不完全,很难得到高纯度的产品。金属回收率低、成本高。1970年开始出现的萃取工艺,以cl2/HCl混合物作介质,实现贵重金属的完全浸出,提高了分离效率,缩短了处理时间,保证获得高纯度产品。所以,铂精炼的现代化流程均以溶剂萃取法为基础。

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 [8] ,因此,应用很广。可与钴合制强磁体。多用来制造耐腐蚀的化学仪器,如各种反应器皿、蒸发皿坩埚、电极、铂网等,铂和铂合金常用作热电偶,来测定1200~1750℃的温度。还可用于制造首饰。铂在氢化、脱氢、异构化、环化、脱水、脱卤、氧化、裂解等化学反应中均可作催化剂。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。

电子材料、表面活性剂。

贮藏运输

常温干燥密封保存。

危险说明

危险代码

F

危险等级

R11

安全等级

S16

联合国编号

3089

铂是地壳中最稀少的元素之一 [9] 。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。

上游原料:氨水、二氧化硫、硫酸、氯化铵、氯气、氯酸钠

下游产品:硝酸、氯铂酸、一氧化碳助燃剂

铂和它的同系金属钌、、铱和金一样,几乎完全成单质状态存在于自然界中。它们在地壳中的含量也和金相近,且它们的化学惰性和金比较也不相上下,但是人们发现并使用它们却远在金后。它们在自然界中的极度分散和它们的高熔点,可能是造成这种状况的原因。至今发现的最大的天然铂块是9.6千克。铂的熔点1772℃,钌的熔点2310℃,铑的熔点1966℃,钯的熔点1552℃,锇的熔点3054℃,铱的熔点2410℃,而金的熔点是1063℃。

南美洲古代印第安人却早已经利用铂和金的合金制成装饰品。由于铂在铂系矿物中的含量比其他元素的含量大的多,因而它是铂系元素中首先被发现的。

在欧洲首先提到铂的可能是法国矿物学家斯卡里吉在1557年发表的著述中。他讲到所有金属都能熔化,但有一种墨西哥和达里南Darian(今巴拿马)矿里的一种金属不能熔化。这可以认为是指铂。

18世纪中叶,南美洲的铂矿传到欧洲一些学者手中,他们对铂进行了研究。不少学者认为铂不是一种纯金属,而是金、铁和汞的合金,还有人认为它是一种半金属。1752年瑞典化学家谢斐尔肯定它是一种独立的金属,称它为aurum album(白金)。

1789年拉瓦锡发表他制定的元素表,铂被列入其中。现今铂的拉丁名称是platinum,元素符号是Pt。

相对原子质量:195 常见化合价:+2,+3,+4 电负性:2.2

外围电子排布:5d96d1 核外电子排布:2,8,18,32,17,1

同位素及放射线:Pt-188[10.2d] Pt-190(放 α[6.0E11y]) Pt-191[2.96d] Pt-192(放 α) Pt-193[60y] Pt-194 *Pt-195 Pt-196 Pt-197[18.3h] Pt-198

电子亲合和能:205.3 KJmol-1

第一电离能:860 KJmol-1 第二电离能:1791 KJmol-1 第三电离能:0 KJmol-1

单质密度:21.45 g/cm3 单质熔点:1772.0 ℃ 单质沸点:3827.0 ℃

原子半径:1.83 埃 离子半径:0.63(+4) 埃 共价半径:1.3 埃

常见化合物:H2(PtCl6)

西班牙语:platina(亚银)。

稀有、柔软的银白色金属,非常沉重。

开采自天然游离态铂矿藏。

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