Платина: отличный катализатор для химических реакций

1.

Индивидуальный проект
«Платина: отличный катализатор для химических реакций»
Выполнил:
Студент 1 курса
Группы ПН-23(1)
Смольников З.В.
Руководитель:
Шевцова Е.А.

2.

Актуальность: платина играет важную роль в современных
технологиях,
обеспечивая
эффективность
и
экологичность
производственных процессов в различных отраслях промышленности.
Благодаря своим уникальным свойствам, платина является лучшим
катализатором и находит широкое применение в различных областях
науки и промышленности.
Цель работы: узнать, почему именно платиновый катализатор является
самый лучшей в мире, несмотря на его дороговизну.
Задачи:
1.Рассмотрим платину как основной элемент платиновых катализаторов,
историю появление, месторождения, физический и химический свойств;
2. Поймем почему платина-лучший катализатор, найдем преимущества и
особенности, а также роль платины в современных технологиях.

3.

Объект исследования: платина отличный катализатор для
химических реакций.
Предмет исследования: платина.

4.

Платина химический элемент. Физический и химический состав
Платина (Pt от исп. Platina) — химический элемент 10-й группы (по
устаревшей классификации — побочной подгруппы восьмой группы), 6го периода периодической системы химических элементов Д. И.
Менделеева, с атомным номером 78; блестящий благородный металл
серебристо-белого цвета который обладает рядом уникальных физических
свойств.
Платина является одним из самых плотных металлов, ее плотность
составляет около 21,45 г/см³. Также она обладает высокой твердостью,
что делает ее очень прочной и устойчивой к истиранию. Она обладает
очень высокой температурой плавления – около 1768 градусов Цельсия.
Это делает ее одним из самых термостойких металлов. Кипение платины
происходит при температуре около 3825 градусов Цельсия. Является
отличным проводником электричества и тепла. Она обладает высокой
электропроводностью и теплопроводностью, что делает ее полезной в
различных электронных и термических приложениях. Так же химически
инертным металлом и обладает высокой устойчивостью к коррозии. Она
не реагирует с большинством химических веществ, включая кислоты и
щелочи, что делает ее идеальным материалом для использования в
агрессивных средах.
Платина немагнитным металлом, то есть не обладает магнитными
свойствами. Это означает, что она не притягивается к магниту и не может
быть намагничена. В целом, физические свойства платины делают ее
ценным и востребованным материалом в различных отраслях, включая
электронику, химическую промышленность, ювелирное дело и многие
другие.
Платина не реагирует с водой, кислородом или большинством кислот и
щелочей. Она не подвержена ржавчине или окислению при обычных
условиях. Это делает платину идеальным материалом для использования в
химической промышленности, где требуется стойкость к агрессивным
химическим веществам.
Однако платина может реагировать с хлором при высоких температурах,
образуя хлорид платины (PtCl2). Это свойство платины используется в
химической лаборатории для получения хлорида платины и его
дальнейшего использования в различных химических реакциях.

5.

История открытия
В Старом Свете платина не была известна до середины XVI века, однако цивилизации Анд (инки и чибча)
добывали и использовали её с незапамятных времён. Первыми европейцами, познакомившимися с платиной в середине XVI
века, были конкистадоры. Считается, что первым в литературе упомянул о платине Скалигер в опубликованной в 1557 году
книге «Экзотерические упражнения в 15 книгах», где он, полемизируя с Кардано о понятии «металл», рассказал о некоем
веществе из Гондураса, которое нельзя расплавить. Вероятно, этим веществом и была платина.
В 1735 году испанский король издаёт указ, повелевающий платину впредь в Испанию не ввозить. При
разработке россыпей в Колумбии повелевалось тщательно отделять её от золота и топить под надзором королевских
чиновников в глубоких местах речки Рио-дель-Пинто (приток Рио-Сан-Хуан (англ.)русск.), которую стали именовать
Платино-дель-Пинто. А ту платину, которая уже привезена в Испанию, повелевалось всенародно и торжественно утопить в
море. Королевское распоряжение было отменено через 40 лет, когда мадридские власти приказали доставлять платину в
Испанию, чтобы самим фальсифицировать золотые и серебряные монеты. В 1820 году в Европу было доставлено от 3 до 7
тонн платины. Здесь с нею познакомились алхимики, считавшие самым тяжёлым металлом золото.
Необычайно
плотная платина оказалась тяжелее золота, поэтому алхимики посчитали её непригодным металлом и наделили адскими
чертами. Некоторое применение платина нашла позже во Франции, когда из неё был изготовлен эталон метра, а позже
эталон килограмма.
Согласно некоторым источникам, испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа в 1744 году привёз
образцы платины в Лондон, он поместил описание платины в своём отчёте о путешествии в Южную Америку,
опубликованном в 1748 году. В 1789 А. Лавуазье включил платину в список простых веществ. Впервые в чистом виде из руд
платина была получена английским химиком У. Волластоном в 18.
В России ещё в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале, был обнаружен «новый сибирский металл»,
который сначала называли белым золотом. Платина встречалась на Верх-Исетских, а затем и на Невьянских и
Билимбаевских приисках. Богатые россыпи платины были открыты во второй половине 1824 года, а на следующий год в
России началась её добыча. В 1826 году П. Г. Соболевский и В. В. Любарский изобрели метод выработки ковкой платины с
помощью прессования и последующей выдержки в раскалённом добела состоянии.03 году.

6.

Месторождение платины
Платина является одним из самых редких
металлов: её среднее содержание в земной каре
(кларк) составляет 5⋅10−7 % по массе. Даже так
называемая самородная платина является сплавом,
содержащим от 75 до 92 процентов платины, до 20
процентов железа, а также иридий, палладий, родий,
осмий, реже медь и никель.
Основная часть месторождений платины
(более 90 %) заключена в недрах пяти стран. К этим
странам относятся ЮАР (Бушвелдский комплекс),
США, Россия, Зимбабве, Китай.
В России основными месторождениями
металлов
платиновой
группы
являются:
Октябрьское, Талнахское и Норильск-1 сульфидномедно-никелевые в Красноярском крае в районе
Норильска (более 99 % разведанных и более 94 %
оцененных российских запасов), Фёдорова Тундра
(участок Большой Ихтегипахк) сульфидно-медноникелевое в Мурманской области, а также
россыпные
Кондёр
в
Хабаровском
крае,
Левтыринываям в Камчатском крае, реки Лобва и
Выйско-Исовское
в
Свердловской
области.
Крупнейшим платиновым самородком, найденным в
России, является «Уральский гигант» массой 7860,5
г, обнаруженный в 1904 г. на Исовском прииске; в
настоящее время хранится в Алмазном фонде.

7.

Преимущества платины в качестве катализатора
Платина — один из самых эффективных катализаторов,
используемых в различных химических реакциях. Ее высокая
активность и стабильность делают ее предпочтительным выбором
для многих промышленных процессов.
Высокая активность: Платина обладает высокой активностью и
способностью эффективно ускорять химические реакции. Это
связано с ее уникальной структурой и электронными свойствами.
Стабильность: Платина обладает высокой стабильностью, что
позволяет ей сохранять свои каталитические свойства в широком
диапазоне условий. Она не подвергается деградации или
разрушению в ходе реакций и может использоваться многократно.
Выборочность:
Платина
может
обладать
высокой
выборочностью в катализируемых реакциях, что означает, что она
может способствовать образованию определенных продуктов без
нежелательных побочных реакций.
Широкий спектр применения: Платина может применяться во
множестве химических процессов, включая производство
синтетических
материалов,
производство
лекарственных
препаратов и очистку отработанных газов.

8.

Особенности платины в качестве
катализатора
Платина имеет высокую
стоимость, что может быть значительным
недостатком при ее использовании в
промышленном масштабе.
Ее эффективность может зависеть от
условий реакции, таких как температура,
давление и концентрации реагентов.
Платиновые катализаторы могут
быть чувствительны к отравлению, когда
вредные вещества вступают в контакт с
активными центрами платины и снижают
их активность.
В целом, платина является одним
из наиболее эффективных и полезных
катализаторов, благодаря своей высокой
активности, стабильности и выборочности.
Ее применение в различных химических
процессах позволяет улучшить
эффективность и экономическую
целесообразность этих процессов.

9.

Преимущества платины как катализатора
Платина – металл, который приобретает все большую популярность в
качестве катализатора в различных химических процессах.
Вот несколько основных преимуществ использования платины в качестве
катализатора:
Высокая активность: Платина обладает высокой активностью в различных
катализаторных реакциях, что позволяет ускорить химические процессы и повысить
их эффективность.
Универсальность: Платина обладает широким спектром катализаторных свойств и
может использоваться в различных типах реакций, включая окисление, гидрирование,
дегидрирование, газовую реакцию, а также в качестве катализатора для паровой
рекомбинации и синтеза аммиака.
Стабильность: Платина является стабильным металлом, что позволяет использовать
ее в условиях высоких температур и воздействия различных реагентов без потери
своих катализаторных свойств.
Малое количество необходимого катализатора: Использование платины в малых
количествах может обеспечить высокую эффективность и экономичность процесса.
Долговечность: Платиновые катализаторы обычно обладают долгим сроком службы,
что позволяет существенно снизить затраты на замену катализатора и обеспечить
стабильную и продолжительную работу процесса.

10.

Особенности катализатора из платины
Катализаторы из платины являются
одними из наиболее эффективных и популярных
катализаторов, применяемых в различных
промышленных процессах. Они обладают рядом
особенностей, которые делают их
предпочтительными для многих приложений.
Высокая активность: Платиновые катализаторы
обладают высокой активностью, что означает, что
они способны эффективно ускорять химические
реакции, даже при низких концентрациях.
Химическая стабильность: Платина является
химически стабильным материалом, что позволяет
катализаторам из платины сохранять свою
активность на протяжении длительного времени и
при высоких температурах.
Широкий диапазон применений: Платиновые
катализаторы применяются во многих отраслях
промышленности, включая производство
автомобилей, нефтепереработку, фармацевтику и
производство пластиков.
Уникальные электрокаталитические свойства:
Платина обладает уникальными
электрокаталитическими свойствами, что делает ее
идеальным материалом для использования в
электрохимических процессах, таких как
водородные топливные элементы. Благодаря этим
особенностям, платиновые катализаторы являются
неотъемлемой частью многих промышленных
процессов и играют ключевую роль в повышении
эффективности и экологической устойчивости
различных технологий.

11.

Роль платины в современных технологиях
Платина играет важную роль в современных технологиях благодаря своим
уникальным физическим и химическим свойствам. Ее применение не ограничивается только
катализаторами, но и находит широкое применение в различных отраслях промышленности.
Одним из основных направлений использования платины является автомобильная
промышленность. Платина используется в катализаторах для очистки отработавших газов
внутреннего сгорания. Это позволяет снизить выбросы вредных веществ, таких как оксиды
азота и углеводороды, и сделать автомобили более экологичными.
Платина также является неотъемлемой частью процессов гидрометаллургии и
нефтепереработки. Она используется в качестве катализатора при производстве этилена,
аммиака, формальдегида и других важных химических соединений. Кроме того, платина
применяется в процессах переработки нефти для уменьшения содержания серы и повышения
чистоты конечного продукта.
Платина также находит применение в электронике и микроэлектронике. Ее
уникальные электрические свойства позволяют использовать ее в изготовлении различных
компонентов, таких как контакты, электроды и сенсоры. Использование платины способствует
повышению прочности и стабильности электронных устройств.

12.

Спасибо за внимание!