Характеристики платины и ее производных
Группа благородных металлов отличается повышенной прочностью, электро- и теплопроводимостью, а также устойчивостью к разрушениям. Тем не менее каждый из них также имеет некоторые особенности, придающие им особую ценность. Так, говоря о родии, стоит отметить его серебристо-голубой оттенок. Несмотря на то что к химическим реакциям он довольно устойчив, механические воздействия на нем сказываются разрушительно. Тем не менее это самый дорогой металл на планете, а цена его может превышать 200 долларов за грамм.
Вторым по стоимости золотым металлом считается платина. Цена ее составляет 30-40 долларов за грамм. Окислить это вещество не способен ни воздух, ни какие-либо агрессивные химические вещества. Поскольку платина крайне редко встречается в природных условиях, то ее комбинируют с другими металлами.
Осмий — это самый увесистый из всех известных драгоценных металлов. Цвет его приближен к белому с едва заметным серебристым оттенком. Стоит отметить, что в чистом виде его невозможно добыть в природе. В результате стоимость металла повышается в разы, а потому и используется он достаточно редко (только в специфических отраслях). Достоинством осмия можно считать твердость и тугоплавкость, но вот механические воздействия могут стать для него разрушительными.
Иридий по своему внешнему виду очень похож на предыдущий металл, да и в природе он встречается также редко. По характеристикам напоминает осмий, но с одной серьезной оговоркой. Иридий относится к разряду тяжелых металлов, которые представляют опасность для здоровья человека.
Редкие и благородные металлы венчает рутений. Как вы уже поняли, любого из представителей платиновой группы достаточно трудно отыскать в природе, и возможность встретить этот элемент также ничтожно мала. Именно поэтому он практически не используется в промышленности, а тем более в ювелирном производстве. Его предназначение — выступать в роли катализатора в ряде химических реакций.
Палладий отличается легкостью, которая не присуща более ни одному драгоценному металлу. Его добывают в местах скопления медных и никелевых руд. Из своей группы это вещество считается самым дешевым. Но по таким характеристикам, как плавкость и прочность, он ничем не уступает другим металлам.
Дорого, но полезно
Осмий мог бы найти гораздо более широкое применение в народном хозяйстве (с таким набором уникальных свойств). Но его редкость и цена позволяют применять металл лишь там, где он приносит наибольшую пользу (или где без него не обойтись).
Добавка осмия в сплавы делает их сверхтвердыми. Эти сплавы устойчивы к истиранию, применяются в трущихся частях точных инструментов.
Еще одно свойство осмия — тугоплавкость — давно нашло применение в промышленности. Спирали для ламп накаливания давно изготавливали из сплава осмия и вольфрама. Компания OSRAM давно и успешно поставляет на рынок приборы освещения.
Познавательно: в 1926 году работники всем известную осветительную лампочку грушевидной формы. Нить накаливания была изготовлена из сплава вольфрам-осмий. Лампочку эту помнят все жители России.
Военно-промышленному комплексу России с его сложнейшей техникой требуется дорогой металл с уникальными свойствами.
Металл применяют в качестве катализатора в химической промышленности (при синтезе аммиака).
Сплав осмий-иридий используют для изготовления компасных игл.
Изотоп осмий-187 используют палеонтологи при определении датировки слоев Мелового и Третичного периода.
Структура металла осмия
Ювелирам не нравится, но…
В ювелирном деле осмий практически не используется. Металл этот внешне красив — голубовато-серебристый. Но свойства (тугоплавкость, ковкость, пластичность) не позволяют использовать его в создании украшений.
Можно ли отнести перьевую ручку стоимостью более миллиона долларов к ювелирным изделиям — решать вам. Но такие ручки (наряду с часами и другими аксессуарами) предпочитают богатые и успешные мужчины, это признак состоятельности, «статусности» их владельца. Есть несколько фирм, выпускающих эти ручки. Они делаются из золота, платины, украшены бриллиантами, сапфирами, рубинами.
Кстати, эти ручки действительно пишут, это не простые безделушки. При чем тут осмий — при кончике пера. На нем всегда есть напайка, маленький шарик, чтобы перо не рвало бумагу, а мягко скользило по ней. Чтобы ручка работала долго и хорошо, напайка должна быть из очень твердого сплава. Этому требованию полностью отвечает осмий и металлы платиновой группы.
Рекомендуем: КРЕМНИЙ — он нужен всем
Часы — еще одна метка мужчины из слоев элиты. В механизме дорогих часов используется осмий, как не обладающий магнитными свойствами. А способность к истиранию у него огромная. Значит, в механических часах он необходим.
Соединения осмия в медицине
Тетраоксид осмия применяют при производстве кортизона, жизненно необходимого для больных гормональными заболеваниями препарата. Применение тетрахлорида осмия необходимо в лабораториях в подготовке образцов для электронных микроскопов.
Хирургические инструменты (например, скальпели) снабжаются режущими кромками из сплава платиноидов.
Эти сплавы используются в изготовлении кардиостимуляторов, имплантов, клапанов.
Чем опасен синий платиноид
Металлический осмий не опасен (если не возникнет желания съесть ложку-другую). А вот тетраоксид осмия (OsO4), кроме отвратительного запаха, еще несет угрозу для здоровья человека. Это очень токсичное, летучее соединение. Представляет опасность при вдыхании паров. Хранить его надо в запаянных капсулах, работать в защитных костюмах и при хорошей вытяжной вентиляции.
Исторический факт: К. Клаус (о нем можно прочитать в статье об иридии), как любознательный ученый, не обремененный приборами для анализа, поступил просто. Так, кстати, делали многие ученые — пробовали на вкус исследуемые вещества. Вот и Клаус попробовал тетраоксид осмия, и записал в рабочем журнале: «вкус у этого соединения острый, перцеподобный».
Мало того, работая с «неблаговонным» соединением, ученый отравился, и пару недель провалялся больной.
Опасное соединение раздражает кожу, слизистые, вредно для глаз.
ПДК (предельно-допустимая концентрация) в воздухе составляет 0.002 мг/м3.
Как торгуют металлами на сырьевых биржах?
Хотя все представленные выше металлы активно используются в промышленных целях, они также часто считаются очень популярным инвестиционным инструментом из-за низких кредитных рисков и меньшей подверженности экономическим волнениям. Считается, что они сохраняют свою стоимость лучше, чем валюты, особенно во времена финансовых, политических или военных кризисов.
С другой стороны, стоимость металлов может значительно падать во времена стабильности. Кроме того, иногда довольно сложно найти покупателя на физические металлы. Проблемы со снабжением могут также сильно повлиять на их стоимость.
Существует несколько способов инвестирования в металлы:
- физическое владение (в форме слитков или монет);
- биржевые инвестиционные фонды;
- акции горнодобывающих компаний и паевых инвестиционных фондов;
- фьючерсы и опционы;
- сертификаты.
Обратите внимание, что некоторые из представленных выше металлов имеют ограничения в инвестиционных методах
Происхождение названия
Вам будет интересно:Конспект урока русского языка во 2 классе. Правила «жи – ши», «ча – ща», «чу – щу»
Перед тем как перейти к свойствам осмия, рассмотрим достаточно интересную историю происхождения названия этого металла. Оно происходит от др.-греч. ὀσμή, что значит «запах». Почему?
Дело в том, что химические реакции растворения щелочных составов осмиридия (так называется нерастворимый остаток платины в «царской водке») в кислоте или воде всегда сопровождаются выделением неприятного стойкого запаха, который раздражает горло человека. В чем-то он сравним с «ароматами» гнилой редьки или хлора.
Области применения
Природой золото и другие драгметаллы наделены уникальными потребительскими качествами, за которые золотые изделия или серебряные поделки так дороги их владельцам.
Не зря же термин «драгоценный» трактуется в словарях русского языка двояко — как «ценный, дорого стоящий», так и «милый, дорогой, очень нужный».
Поэтому уже с середины 19 столетия платина, золото, серебро, иридий и другие благородные элементы становятся предметом промышленного применения.
Для каждого материала сложилась своя специфическая технологическая ниша, в соответствии с которой установилась его определенная рыночная стоимость, учитывающая потребность в нем и сложности выделения из природного сырья.
Ниже приведены краткие сведения по применению благородных металлов и примерные цены в руб./грамм.:
- Золото используется для изготовления ювелирных украшений и стоматологических протезов, в качестве припоя или сварочного материала при изготовлении термопар, как гальваническое покрытие плат, контактов, разъемов при изготовлении изделий для всех отраслей промышленности. С развитием нанотехнологий, телекоммуникаций, авиакосмической промышленности и ядерной энергетики область применения золота существенно расширилась. Золото присутствует в мишенях для ядерных исследований, применяется в специальных оболочках для нейтронных бомб и т.п. Стоимость золота установлена 2570,98 руб./грамм.
- Серебро применяется в контактах электротехнических изделий, в составе медносеребряных припоев, в составе различных сплавов, до сих пор используется в фотографии. Большое количество серебра идет на изготовление аккумуляторных батарей высокой энергоплотности (серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые) и в качестве добавок к свинцу для тоководов свинцовых аккумуляторов. Зеркала с серебряным покрытием превосходят по отражающим качествам аналоги с алюминиевым покрытием. Стоимость серебра установлена 30,41 руб./грамм.
- Платина по-прежнему конкурирует с золотом в производстве ювелирных украшений, незаменима для изготовления термостойкой химической лабораторной посуды, популярна в металлургии как легирующая добавка. Гальванотехника, нагревательные элементы, термометры сопротивления, контакты реле — везде присутствует платина. Стоимость платины установлена 1756,73 руб./грамм.
- Родий применяется для отделки ювелирных изделий, при изготовлении термопар и детекторов нейтронов для ядерной техники. Его термостойкие свойства используются в фильерах для стеклонитей и термопарах, а химическая инертность учтена в технологии производства азотной кислоты. Стоимость родия составляет 5406,96 руб./грамм.
- Палладий, осмий, иридий и рутений успешно применяются в качестве катализаторов для различных технологических процессов в химической промышленности, при изготовлении измерительных датчиков, для нанесения специальных покрытий в изделиях оборонной и космической промышленности, в телекоммуникационных системах. Металлы платиновой группы незаменимы для изготовления технологического оборудования, эксплуатируемого в агрессивных средах. Коррозионностойкие жаропрочные сплавы рутения с иридием и платиной являются материалом для фильер под стекловолокно и вискозу. Очень популярны авторучки представительского класса, у которых на пишущие «вечные» перья в соответствии с их названием нанесены напайки из сплавов осмия с палладием и платиной.
Для платиноидов, как нередко называют благородные элементы платиновой группы, Центробанком РФ установлены следующие цены:
- палладий – 2220,49 руб./грамм;
- осмий – 854,86 руб./грамм;
- иридий – 3120,22 руб./грамм;
- рутений – 559, 93 руб./грамм.
Более подробно о ценах, а также о способах сдачи драгметаллов, будь то аффинированный с радиодеталей металл или лом украшений, можно прочесть здесь.
Итак, какой металл является самым дорогим в мире?
Драгоценные металлы, такие как родий, золото, платина и другие, являются наиболее ценными элементами. Они используются в промышленных областях и активно продаются на сырьевых рынках. Но на самом деле они не являются самыми дорогими на планете.
Вы когда-нибудь слышали об элементе под названием калифорний? Его цена достигает около 27 миллионов долларов за грамм.
Но несмотря на такую огромную стоимость, для промышленности он мало интересен, будучи высоко радиоактивным и чрезвычайно опасным. Кроме того, это искусственный металл, который не так просто изготовить. Ежегодно производятся всего лишь 30-40 микрограмм калифорния.
В основном его используют в ядерной физике и энергетике, реже — в медицине для лечения опухолей. Иногда он используется для поиска повреждений в реакторах или конструкциях самолетов, поскольку в этом случае он более эффективен чем рентгеновские лучи.
И это всего один пример. Давайте не будем забывать о таких элементах, как полоний или плутоний, которые также являются металлами. Их стоимость может достигать миллиардов долларов.
Вас также могут заинтересовать:
- Самые трендовые валютные пары
- 5 самых торгуемых валют в мире
- Самые торгуемые валютные пары на Форекс в 2020 году
- ТОП 10 Самых дорогих валют мира в 2020 году
Интересное
Olga Protska Senior Content Writer & 2D Artist
Драгоценные металлы в экономике
Благородные и драгоценные металлы с давних времен служили средством платежа. Из них даже изготавливали деньги, но позже эта практика изжила себя. Тем не менее в современной финансовой системе эти материалы продолжают играть ведущую роль. Это мощный финансовый инструмент, который является основой экономики. Подобное состояние дел объясняется несколькими факторами:
- Золото и серебро были первой мировой валютой, которая позволяла осуществлять товарно-денежные отношения. Стоимость самых первых монет не зависела от того, где и кем они были отчеканены. Главную роль играло качество металла, а также его весовые параметры, которые и определяли ценность валюты.
- Даже в то время, когда серебряные монеты давно канули в Лету, этот и другие металлы по прежнему считаются основой благосостояния государства. Количество наличных денег строго регламентируется тем, в каких количествах в резерве имеется золото. Металл также является отличным объектом для инвестирования, так как он постоянно растет в цене.
Однако драгоценные металлы имеют такой неоспоримый минус, как способность изнашиваться с годами, хоть и незначительно. Но трейдеры и здесь нашли выход. Торговля происходит не с использованием реальных металлических слитков, а путем продаж специальных ценных бумаг.
Почему золото и платина больше не самые дорогие металлы
Падение цен на металлы связано с различными факторами. Чтобы понять основные причины, разберём две ценнейших в прошлом драгоценности — золото и платину.
Платина
В первую очередь стоит понять, что цена зависит не только от стоимости добычи и редкости, но и от значимости металла. Например, цены на платину упали после 2015 года, когда произошёл скандал с дизельными двигателями. Оказалось, что они являются крайне вредными для природы. Так политика по отношению к дизелю кардинально изменилась и приоритет вновь отдали бензину.
Тут следует обратиться к компонентам, из которых производятся разные виды двигателей. В дизельных 70-80 % приходится на платину, 18-28 % на палладий, остальное — родий. Бензиновое соотношение же совершенно иное и составляет пропорцию 1:8:1, материалы всё те же.
Вкупе с изменённой политикой, цены на платину начали стремительно падать, а на палладий — расти. Таким образом, уже к 2018 году палладий очень сильно поднялся в цене, а в отдельных городах по всему миру со старых автомобилей стали спиливать катализаторы для извлечения драгоценных металлов.
График продажи палладиума и платины
Золото
С ценами на золото ситуация совершенно иная. Основной причиной падения цен является повышение процентной ставки ФРС. То есть инвестировать в золото стало в разы дороже, а стоимость продажи не изменилась. Также на цену влияет стабильность на фондовом рынке: игроки предпочитают инвестировать в ценные бумаги, а не в золото.
Таким образом, инвесторам невыгодно вкладываться в золото. Единственным крупным покупателем на тот момент являлся Китай, который активно увеличивал свой золотой запас. Связанно это с тем, что в недалёком прошлом восточной стране пришлось распродать свои запасы, чтобы спасти население от голода.
Однако на данный момент спрос на золото вновь вырос. Самая главная причина заключается в инфляции доллара. Разумеется, из-за этого стал более неустойчивый и фондовый рынок, а золото стало привлекательно выделяться, как один из самых стабильных активов. Многие страны, в том числе и Россия, стали переводить активы из долларов в золото.
Цены на золото с 2011 до 2021 года
Инфляция доллара США по годам
Где используется металл
Osmium – самый малопотребляемый из платиноидов. Практическое применение тормозят редкость в природе и тугоплавкость: чтобы расплавить порошок, требуется выше 3000°С. Обеспечить такую температуру плавления по силам не каждому предприятию.
Первые идеи
Новый металл долго оставался невостребованным: люди не знали, куда его приспособить. Идею подали практичные немцы. Они решили делать из осмия нить накаливания. Такая лампочка светила ярко, потребляя втрое меньше энергии. Однако выгоды все равно не было, поэтому эксперимент свернули: победил более дешевый вольфрам.
Компромиссный вариант нашелся в конце ХХ века: транснациональная корпорация Osram выпускала бытовые лампочки накаливания под одноименным брендом. Он образован от слов осмий и вольфрам: из такого сплава были сделаны их нити накаливания.
Промышленность
Супертвердое сырье востребовано передовыми отраслями:
- Это материал сплавов узлов, деталей особо точных приборов.
- Из него сделаны стрелки часовых механизмов, измерительной техники.
- Это микропокрытие деталей, испытывающих при работе повышенные нагрузки по трению
Выбор вида сплава определяется функциями изделий в технике:
- Осмий плюс платина либо палладий становятся электрическими контактами.
- Сплав с никелем, вольфрамом, кобальтом – материал стойких механически и химически наконечников.
- Многофункциональны соединения с рутением, иридием.
Они используются военно-промышленным комплексом, авиастроителями (гражданский и военный сегмент).
Слитки осмия
Химическая отрасль
Данной сферой востребованы премиальные свойства осмия как катализатора – он эффективнее платиновых аналогов.
С разными целями закупается четырехокись металла:
- Фармацевтическими гигантами – для синтеза лекарственных препаратов.
- Без нее невозможно синтезировать аммиак, молекулярный азот, прогидрировать органические соединения.
Благодаря осмиевому компоненту стало возможным получение густо-черного пигмента для нужд фарфорового производства.
Медицина
Осмиевая составляющая присутствует в изделиях, к которым предъявляются повышенные требования по твердости:
- хирургический инструментарий;
- имплантанты;
- кардиостимуляторы.
Материалам служит сплав осмия с платиной (осмия – 11%).
Как и «рутениевый красный», осмиевый пигмент создает контрастность при исследовании под микроскопом биологических субстанций (например, тканей человека).
Ювелирное дело
В данном сегменте благородный металл – лигатура платиновых сплавов. Ювелирные изделия в таком исполнении особо прочны, красивы, долговечны. Но это единичные случаи: сырья мало.
Подробнее о самом дорогом металле в мире
Люди часто не знают ответ на вопрос, какой самый дорогой металл в мире. Одни называют золото, другие – платину, однако оба варианта весьма далеки от правды. Как мы могли заметить из вышеприведенного рейтинга, самый дорогой драгоценный металл в мире в несколько тысяч раз превышает по стоимости Pt. Ввиду крайне ограниченного производства о ценнейших материалах почти никто не знает. Однако в век распространения Интернета стало возможно получение практически любой информации. Человек может ознакомиться с новейшими разработками современных ученых и узнать про особенности необычных веществ.
Самый дорогой металл в мире – калифорний – по виду напоминает сверкающую звезду. Яркий белый цвет и серебристый отблеск создают очаровывающий эффект. К сожалению, увидеть своими глазами это чудо удастся далеко не каждому. Его производят в специальных лабораториях, куда посторонним вход строго запрещен.
Необыкновенное вещество было открыто в 1950-х годах Гленном Сиборгом. Изначально он был невидим человеческому глазу, ведь представлял собой всего несколько атомов. Его получили в реакторах, где под влиянием нейтронов происходило расщепление опасных радиоактивных элементов. Вследствие четко настроенной ядерной реакции ученым удалось получить сверкающий продукт. Логично предположить, что добытый из опасных элементов материал тоже является радиоактивным. Это одна из причин, почему его не используют в ювелирном деле.
Калифорний активно используют в опытах по разделению ядер. Благодаря ему проводятся исследования космического пространства. Изотоп служит для упрощения и ускорения поиска золота или серебра, нефти или воды. Определение целостности космических и авиационных аппаратов стало намного проще с появлением этого дорогостоящего элемента.
Вопреки токсичности, его используют в медицинских целях. Это источник целительного света, который уничтожает зараженные ткани, оставляя здоровые в целостности. После введения данного вещества в человеческий организм начинается активное разрушение атипичных клеток. После изобретения калифорния нейтронная радиохирургия была признана действенным способом лечения многих болезней.
Если ученые достигнут снижения себестоимости добычи ценного материала, это повлечет огромное количество сопутствующих изобретений. Человечество сможет шире использовать нанотехнологии, улучшит возможности медицины и станет более активно изучать космос.
История
Осмий был обнаружен учеными при исследовании платиновой руды.
Первыми (1803 год) стали британские химики:
- Уильям Волластон экспериментировал с сырьем, намереваясь извлечь чистую платину. Опыт по растворению платины царской водкой удался, но химика заинтересовал нерастворенный черный осадок-порошок. Ученый предположил, что это неизвестные науке элементы.
- Те же результаты получил Смитсон Теннант. По его версии нерастворившимся осадком был графит. Однако дальнейшие манипуляции показали, что это металл (или металлы).
Их французские коллеги Воклен, Фуркуа и Колле-Дескоти посчитали полученное вещество единичным химическим элементом. В процессе растворения платины они зафиксировали черный дым. Поэтому вещество окрестили птеном, то есть «летучим».
Дальнейшие опыты доказали, что это соединение двух металлов, названное осмиридием. Первым их разделил, получив чистый иридий и осмий, Смитсон Теннант.
Так завершилась история открытия металла.
Происхождение и свойства Cf-252
Порядковый номер Cf в периодической таблице Менделеева — 98, год открытия — 1950, место — Калифорнийский университет в Беркли, США. Калифорний синтезирован искусственно и не встречается на Земле (но есть версия, что он образуется при взрывах сверхновых). Известно 17 его изотопов (элементов с тем же атомным номером, но другой атомной массой, то есть количеством нейтронов в ядре атома).
Самый стабильный (период полураспада 900 лет) — калифорний-251, но широкое применение получил изотоп 252 (период полураспада 2,5 года) из-за максимального коэффициента размножения нейтронов.
Калифорний принадлежит к семейству актиноидов (не путайте с лантаноидами — редкоземельными элементами). Актиноиды — радио- и химически активные металлы серебристо-белого цвета, из которых в природе можно встретить только два: уран и торий. Как типичному металлу, калифорнию свойственны:
- мягкость;
- пластичность;
- высокая плотность — 15,1 г/см³ (больше, чем у палладия, но меньше, чем у золота);
- среднеплавкость — 900 °С.
Калифорний — красивый металл с благородным холодным блеском, смертельно опасный для человека из-за радиотоксичности. Это самый редкий металл на Земле: его мировой запас — около 10 г, что неудивительно, учитывая объемы ресурсов, нужных для его производства.
Сферы применения
Платина, золото и серебро хорошо знакомы всем в ювелирных изделиях. Однако основное использование драгоценных металлов относится к приборостроительной отрасли. Их применяют в космической, машиностроительной промышленности, в автопроме, пищевой промышленности и других областях.
Например, родий благодаря своим отличительным химическим свойствам используют в качестве напыления на изделия из серебра и золота, что значительно продлевает срок их службы и защищает от механических повреждений. Иридий незаменим при производстве часов и при изготовлении приборов для химической промышленности.