78 Pt بلاتين 195.084
فلز انتقالي المستوى الفرعي d الدورة 6 المجموعة 10

بلاتين

Pt · العنصر 78 · فلز انتقالي

فلز التحفيز: يجعل البلاتين تفاعلاتٍ تحدث رغم أنها كانت ستحتاج إلى ظروف مستحيلة لولا ذلك.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 195.084 u
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹

البنية

ذرة بلاتين

ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.

سحابة المدار

القيم المقاسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع بلاتين بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.

الفيزيائية

الكثافة 21.45 g/cm³ 91%
نقطة الانصهار 2041.4 K 85%
نقطة الغليان 4098 K 83%
الحرارة النوعية 0.133 J/g·K
الموصلية الحرارية 71.6 W/m·K 73%

الذرية

نصف القطر الذري 139 pm 30%
نصف القطر التساهمي 136 pm
نصف قطر فان دير فالس 209 pm

الإلكترونية

الكهروسلبية 2.28 85%
طاقة التأين 864.5 kJ/mol 75%
الألفة الإلكترونية 205.5 kJ/mol 92%

الوجود

الوفرة في القشرة 0.005 mg/kg 37%

الهوية

الرمزPt
العدد الذري78
الكتلة الذرية195.084 u
الفئةفلز انتقالي
المستوى الفرعيd
البنية البلوريةمكعب متمركز الوجوه
حالات الأكسدة-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6
سنة الاكتشاف1735
اكتشفهAntonio de Ulloa

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق المقياس

ما حجم ذرة بلاتين؟

نصف القطر 139 pm — أي 0.139 nm، ولذلك فإن نحو 3.6 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.

المدى الحراري

صلب، سائل، غاز — ومتى

يكون بلاتين سائلًا ضمن مجال 2057 K، من 2041 K إلى 4098 K.

موضعه

موضعه في الجدول

تقع بلاتين في الدورة 6، والمجموعة 10. تشترك جميع العناصر في المجموعة 10 في العدد نفسه من الإلكترونات الخارجية، ولذلك تتصرف بطريقة متشابهة جدًا.

عناصر الفلزات الانتقالية الأخرى

جميع عناصر الفلزات الانتقالية

القصة

ماهيّة بلاتين وكيف اكتشفناه

فلز التحفيز: يجعل البلاتين تفاعلاتٍ تحدث رغم أنها كانت ستحتاج إلى ظروف مستحيلة لولا ذلك.

اكتشاف بلاتين

الذهب الأبيض للعالم الجديد

الغزاة الإسبان والمعدن "عديم القيمة" (1520s)

كان أول الأوروبيين الذين واجهوا البلاتين غزاةً إسبانًا في أنهار كولومبيا والإكوادور خلال عشرينيات القرن السادس عشر. أطلقوا عليه اسم "platina del Pinto" (فضة صغيرة من نهر بينتو)، وهو اسم ازدرائي عكس إحباطهم من هذه "الفضة غير النقية" التي لم تكن تنصهر أو يمكن تشغيلها مثل المعادن النفيسة التي عرفوها.

كان السكان الأصليون في أمريكا الجنوبية يعملون بالبلاتين منذ أكثر من 1,000 عام قبل الاتصال الأوروبي. وقد صنع الحرفيون ما قبل الكولومبيين من ثقافة لا توليتا حُليًا ومشغولات رائعة من سبائك البلاتين والذهب، مما أظهر معرفة متقدمة بعلم الفلزات لم يحققها الأوروبيون إلا بعد قرون.

اعتبر عمال المناجم الإسبان البلاتين معدنًا مزعجًا يلوث رواسب الذهب. وكانوا يلقونه غالبًا في الأنهار، معتقدين أنه ذهب غير ناضج سينضج في النهاية ويتحول إلى الذهب الحقيقي. بل إن بعض المستعمرات الإسبانية حظرت تعدين البلاتين، خوفًا من استخدامه في تزوير العملات الذهبية.

الاعتراف العلمي الأوروبي (1735-1750)

بدأت الدراسة العلمية للبلاتين عندما جلب ضابط البحرية الإسباني Antonio de Ulloa عينات منه إلى أوروبا في عام 1735. وقد أثارت ملاحظاته التفصيلية عن هذا المعدن الغامض اهتمام العلماء الأوروبيين، الذين أدركوا أنه عنصر متميز وليس فضة غير نقية.

أجرى عالم الفلزات البريطاني William Brownrigg أول دراسة منهجية للبلاتين في عام 1750، موثقًا خصائصه الفريدة، بما في ذلك نقطة الانصهار المرتفعة ومقاومته للأحماض. وقد رسخ عمله البلاتين موضوعًا مشروعًا للبحث العلمي.

حقق الفيزيائي الفرنسي Pierre-François Chabaneau أول عملية ناجحة لصهر البلاتين وتشغيله في عام 1786، مطورًا تقنيات سمحت للحرفيين بصنع أول حُلي وأدوات علمية من البلاتين في أوروبا.

الرعاية الملكية و"ملك المعادن" (1750-1800)

أُعجب الملك Louis XVI ملك فرنسا بالبلاتين، وكلّف بصنع أشياء فاخرة ومعقدة منه، معلنًا أنه "المعدن الوحيد اللائق بالملك". وقد رفعت رعايته البلاتين من مجرد مادة مثيرة للفضول إلى سلعة فاخرة، ورسخت ارتباطه بالملكية والحصرية.

أتاح تطوير تقنيات تعدين المساحيق على يد الكيميائيين الفرنسيين صنع أشياء أكبر من البلاتين. فقد تعلموا اختزال أملاح البلاتين إلى مسحوق ناعم، ثم ضغط المسحوق وتسخينه لتكوين معدن قابل للتشغيل، وهي تقنيات لا تزال مستخدمة حتى اليوم.

خلال الثورة الفرنسية، جعلت ندرة البلاتين وارتباطه بالملكية منه مادة خطرة سياسيًا. فأُخفيت أو دُمرت أشياء كثيرة من البلاتين، مما جعل القطع الباقية من تلك الحقبة ذات قيمة كبيرة للغاية لدى جامعي التحف اليوم.

الاكتشافات الكيميائية والتطبيقات الصناعية (1800-1850)

أحدث الكيميائي الإنجليزي William Hyde Wollaston ثورة في كيمياء البلاتين، إذ طور أساليب لتنقية المعدن وتشغيله على نطاق صناعي. وقد أرست تقنياته لإذابة البلاتين في الماء الملكي واستعادة المعدن النقي أساس تنقية البلاتين الحديثة.

اكتشف Wollaston أيضًا البلاديوم والروديوم أثناء عمله مع بقايا البلاتين، مما أظهر الطبيعة المترابطة لمعادن مجموعة البلاتين. وقد جلب له عمله ثروة كبيرة، وجعل من لندن مركزًا للخبرة في مجال البلاتين.

أحدث تطوير البوتقات البلاتينية ومعدات المختبر ثورة في الكيمياء وصناعة الزجاج. فقد سمحت هذه الأوعية غير التفاعلية للكيميائيين بالعمل مع مواد كانت ستلوث أو تدمر الأوعية الأخرى.

الثورة الصناعية والإنتاج الضخم (1850-1900)

أتاح اختراع موقد الأكسجين والهيدروجين أخيرًا صهر البلاتين بسهولة، مما مكّن من الإنتاج الضخم لأشياء البلاتين. وجعل هذا الاختراق التقني حُلي البلاتين وتطبيقاته الصناعية مجدية اقتصاديًا.

بدأ إنتاج البلاتين الروسي في جبال الأورال بتزويد الأسواق الأوروبية، مما جعل البلاتين متاحًا على نطاق أوسع. وكانت الرواسب الروسية غنية جدًا لدرجة أن البلاتين أصبح مؤقتًا أقل تكلفة من الذهب، مما أدى إلى إصدار عملات من البلاتين.

مثّل تطوير إنتاج حمض الكبريتيك المحفز بالبلاتين بداية الدور المحوري للبلاتين في الصناعة الكيميائية. وأظهر هذا التطبيق الخصائص الحفزية الفريدة للبلاتين، التي ستصبح أساسية في الكيمياء الصناعية الحديثة.

الفهم الحديث والتطبيقات (1900-الحاضر)

جلب القرن العشرون فهمًا علميًا للخصائص الحفزية للبلاتين على المستوى الجزيئي. وكشف البحث سبب فعالية البلاتين الكبيرة في تسهيل التفاعلات الكيميائية من دون أن يُستهلك أثناء العملية.

فتح اكتشاف الخصائص المضادة للسرطان للسيسبلاتين في عام 1965 على يد Barnett Rosenberg فصلًا جديدًا تمامًا في تطبيقات البلاتين. وقد أنقذ هذا الاكتشاف العرضي، الذي حدث أثناء دراسة نمو البكتيريا، ملايين الأرواح منذ ذلك الحين من خلال العلاج الكيميائي للسرطان.

تمثل تطبيقات البلاتين اليوم في خلايا الوقود والمحفزات المستخدمة في السيارات أحدث فصل في قصة هذا المعدن الرائع المستمرة. فمن حصى الأنهار "عديمة القيمة" إلى مكونات أساسية في تقنيات الطاقة النظيفة، تعكس رحلة البلاتين تنامي فهم البشرية للعالم الطبيعي.

الاستخدامات

استخدامات بلاتين

التطبيقات الصناعية

ثورة التحفيز في السيارات

يمثل البلاتين حجر الأساس في التحكم في انبعاثات السيارات الحديثة، مما يجعل الهواء النظيف ممكناً في البيئات الحضرية. تستخدم المحولات الحفازة في محركات البنزين البلاتين لتحويل أول أكسيد الكربون الضار وأكاسيد النيتروجين والهيدروكربونات غير المحترقة إلى بخار ماء وثاني أكسيد الكربون ونيتروجين غير ضارة.

تستهلك صناعة السيارات أكثر من 40% من إنتاج البلاتين العالمي. تحتوي السيارة العادية على 3-7 غرامات من البلاتين في محولها الحفاز، بينما قد تحتوي المركبات الأكبر على ما يصل إلى 30 غراماً. تعتمد محركات الديزل اعتماداً كبيراً على محفزات البلاتين في أنظمة مرشحات الجسيمات التي تزيل جزيئات السخام الضارة.

تمثل مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية من الجيل التالي مستقبل تطبيقات البلاتين في السيارات. تستخدم خلايا الوقود محفزات البلاتين لتحويل الهيدروجين والأكسجين بكفاءة إلى كهرباء، مع كون الماء الانبعاث الوحيد. وقد تزيد هذه التقنية الطلب على البلاتين زيادة كبيرة مع تحول قطاع النقل نحو حلول عديمة الانبعاثات.

صناعة البترول والكيماويات

تُعد محفزات البلاتين ضرورية في تكرير البترول، ولا سيما في عمليات الإصلاح التي تطور مقاطع البترول منخفضة الأوكتان إلى مكونات بنزين عالية الأوكتان. تزيد هذه المحفزات كفاءة الوقود وتقلل خبط المحرك في المركبات الحديثة.

تستخدم الصناعة الكيميائية البلاتين لإنتاج حمض النيتريك، وهو مكون أساسي في الأسمدة والمتفجرات. وتتيح محفزات الشبك المصنوعة من البلاتين والروديوم في عملية أوستفالد التحويل الفعال للأمونيا إلى حمض النيتريك على نطاق صناعي.

تعتمد صناعة الأدوية على محفزات البلاتين في تفاعلات التخليق العضوي المعقدة. وتتيح هذه المحفزات إنتاج أدوية منقذة للحياة بدرجة نقاء وكفاءة عاليتين، ولا سيما عند إنشاء البنى الجزيئية المحددة اللازمة لفعالية الدواء.

التطبيقات الإلكترونية والكهربائية

تجعل الموصلية الكهربائية الممتازة للبلاتين ومقاومته للتآكل منه مادة لا غنى عنها في الإلكترونيات عالية الاعتمادية. تستخدم نقاط التلامس الكهربائية في الأنظمة الحرجة البلاتين لضمان أداء ثابت عبر ملايين دورات التبديل.

تحتوي الأقراص الصلبة للحواسيب على البلاتين في طبقات التسجيل المغناطيسي، مما يتيح تخزين البيانات بكثافة عالية. ويضمن استقرار المعدن سلامة البيانات على مدى عقود من الاستخدام. كما يُستخدم البلاتين في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSDs) لتقنيات التخزين من الجيل التالي.

تستخدم صناعة الاتصالات البلاتين في أنظمة الألياف الضوئية والدوائر عالية التردد، حيث تُعد سلامة الإشارة أمراً بالغ الأهمية. وتضمن مقاومة البلاتين للأكسدة اعتمادية طويلة الأمد في البيئات القاسية.

المواد المتقدمة وتكنولوجيا النانو

تُحدث جسيمات البلاتين النانوية ثورة في التحفيز بفضل مساحتها السطحية الكبيرة للغاية وخصائصها الإلكترونية الفريدة. وتتميز هذه المحفزات النانوية بكفاءة أعلى من البلاتين السائب، مما يقلل الكمية اللازمة للعمليات الصناعية.

في تقنية خلايا الوقود، توفر جسيمات البلاتين النانوية المثبتة على دعامات كربونية النشاط الحفازي اللازم لتفاعلات الهيدروجين والأكسجين بكفاءة. وتركز الأبحاث على تقليل تحميل البلاتين مع الحفاظ على الأداء.

يستخدم علاج السرطان أدوية للعلاج الكيميائي قائمة على البلاتين مثل cisplatin وcarboplatin وoxaliplatin. وتتداخل هذه المركبات مع تضاعف الحمض النووي في الخلايا السرطانية، مما يجعلها فعالة ضد أنواع مختلفة من الأورام.

تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة

تجعل نقطة انصهار البلاتين المرتفعة (1,768°C) ومقاومته للأكسدة منه مادة أساسية في تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة. ويستخدم تصنيع الزجاج أفراناً ومعدات مبطنة بالبلاتين يمكنها تحمل الظروف القاسية للغاية دون تلويث المنتج.

تشمل تطبيقات الطيران والفضاء مكونات محركات التوربينات وفوهات الصواريخ والدروع الحرارية، حيث يُعد مزيج البلاتين من القوة والخمول الكيميائي ضرورياً للسلامة والأداء.

تستخدم الأفران الصناعية والأفران الحرارية عناصر تسخين وأجهزة استشعار لدرجة الحرارة مصنوعة من البلاتين، وتحافظ هذه العناصر والأجهزة على الدقة والمتانة في ظل ظروف الدورات الحرارية الشديدة.

البلاتين في الحياة اليومية

المجوهرات الفاخرة والأغراض الثمينة

تمثل خواتم الزواج وخواتم الخطوبة المصنوعة من البلاتين الرمز الأسمى للحب الدائم. ولا يبهت البريق الأبيض الطبيعي للبلاتين أو يفقد لمعانه، مما يرمز إلى الالتزام الأبدي. وعلى خلاف الذهب الأبيض، لا يحتاج البلاتين إلى الطلاء بالروديوم، ويحافظ على مظهره الجميل إلى أجل غير محدود.

تقدّر دور المجوهرات الفاخرة مثل Cartier وTiffany وVan Cleef & Arpels البلاتين لقدرته على تثبيت الأحجار الكريمة بإحكام. وتجعل الكثافة وقوة المعدن منه خياراً مثالياً للتصاميم الدقيقة التي تبرز الألماس والأحجار الكريمة الملونة بأفضل صورة ممكنة.

تتميز الساعات الفاخرة بعلب من البلاتين تقاوم الخدوش والتآكل. وتصنع علامات تجارية مثل Patek Philippe وRolex ساعات بلاتينية حصرية تجمع بين الحرفية الاستثنائية ومكانة ارتداء أحد أندر المعادن على الأرض.

البطل الخفي في مركبتك

في كل مرة تشغّل فيها سيارتك، تبدأ المحفزات البلاتينية عملها لتنقية غازات العادم قبل دخولها إلى الغلاف الجوي. ويحتوي المحول الحفاز في سيارتك على بلاتين ثمين يحوّل الملوثات الضارة إلى انبعاثات غير مؤذية، مما يجعل الحياة الحضرية الحديثة ممكنة.

غالباً ما تحتوي شمعات الإشعال في المركبات عالية الأداء على أقطاب بلاتينية تدوم فترة أطول وتوفر إشعالاً أكثر ثباتاً من الشمعات التقليدية. وتحسّن هذه الشمعات كفاءة استهلاك الوقود وتقلل الحاجة إلى الصيانة.

تستخدم المركبات الفاخرة والكهربائية بصورة متزايدة خلايا الوقود التي تعمل بمحفزات بلاتينية. وتولّد هذه الأنظمة الكهرباء من الهيدروجين، ولا ينتج عن عادمها سوى بخار الماء، مما يمثل مستقبل النقل النظيف.

تطبيقات طبية منقذة للحياة

يعتمد علاج السرطان بدرجة كبيرة على أدوية العلاج الكيميائي القائمة على البلاتين. وقد أنقذت أدوية مثل السيسبلاتين ملايين الأرواح باستهداف الخلايا السرطانية مع الحد من الضرر الذي يلحق بالأنسجة السليمة. وتكون هذه الأدوية فعالة بصفة خاصة ضد سرطانات الخصية والمبيض والرئة.

تستخدم أجهزة تنظيم ضربات القلب والغرسات الطبية أقطاباً بلاتينية تنقل النبضات الكهربائية بأمان داخل جسم الإنسان. وتجعل التوافقية الحيوية للبلاتين ومقاومته للتآكل منه خياراً مثالياً للزرع طويل الأمد دون حدوث تفاعلات ضارة.

غالباً ما تستخدم معالجات الأسنان سبائك البلاتين في التيجان والجسور وأجهزة تقويم الأسنان. وتجعل قوة المعدن ومقاومته للبكتيريا الفموية منه خياراً متيناً لترميم الأسنان.

الأجهزة المنزلية والإلكترونيات الاستهلاكية

يحتوي القرص الصلب في حاسوبك على البلاتين في طبقات التخزين المغناطيسي، مما يتيح تخزين البيانات بكثافة عالية، وهو ما يجعل الحوسبة الحديثة ممكنة. وتضمن الخصائص المغناطيسية للبلاتين وثباته بقاء بياناتك آمنة لسنوات.

تستخدم أجهزة الصوت عالية الجودة البلاتين في نقاط التلامس والدوائر الكهربائية لضمان أنقى إعادة إنتاج للصوت. ويقدّر عشاق الصوت موصلية البلاتين الممتازة ومقاومته للتآكل للحفاظ على جودة الإشارة.

تستخدم المزدوجات الحرارية ومستشعرات درجة الحرارة في الأجهزة المنزلية مثل الأفران وسخانات المياه البلاتين لقياس درجة الحرارة بدقة. وتضمن هذه المستشعرات التشغيل الآمن والفعال للأجهزة اليومية.

المنتجات الكيميائية اليومية

تم تكرير البنزين في سيارتك باستخدام محفزات بلاتينية حسّنت رقم الأوكتان وأزالت الشوائب. وتجعل هذه المحفزات الوقود الحديث عالي الكفاءة ونظيف الاحتراق.

تُنتج الأسمدة التي تنمّي الغذاء الذي تتناوله باستخدام محفزات بلاتينية في تصنيع حمض النيتريك. وتتيح هذه العملية زراعة واسعة النطاق تُطعم مليارات البشر في جميع أنحاء العالم.

تُصنّع كثير من منظفات ومواد كيميائية منزلية باستخدام عمليات محفزة بالبلاتين تضمن النقاء والفعالية مع الحد من التأثير البيئي.

مصدره

الوجود الطبيعي

0.005 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 37% من العناصر

وجود المعدن النبيل النادر في الأرض

التوزيع العالمي والجيولوجيا

يُعد البلاتين أحد أندر العناصر في الأرض، إذ تبلغ وفرة القشرة الأرضية منه في المتوسط 5 أجزاء في المليار فقط، أي إنه أندر من الذهب بنحو 30 مرة تقريباً. ويعود هذا الندرة الشديدة إلى الكثافة العالية للبلاتين وطبيعته المحبة للحديد، ما أدى إلى غوص معظمه إلى لب الأرض أثناء تكوّن الكوكب.

يوجد معظم البلاتين القابل للوصول إليه في التداخلات المافية الطبقية القديمة، وهي تكوينات جيولوجية نشأت عندما بردت الصهارة وتبلورت ببطء على مدى ملايين السنين. وقد ركزت هذه التداخلات معادن مجموعة البلاتين في رواسب مجدية اقتصادياً من خلال عمليات جيولوجية معقدة.

توجد رواسب البلاتين عادةً مقترنةً بمعادن مجموعة البلاتين الأخرى (البلاديوم والروديوم والروثينيوم والأوزميوم والإريديوم)، إلى جانب المعادن الأساسية مثل النيكل والنحاس. ويتطلب هذا الاقتران تقنيات فصل متقدمة لعزل البلاتين النقي.

مناطق التعدين الرئيسية

تهيمن جنوب أفريقيا على إنتاج البلاتين العالمي، إذ تمثل نحو 70% من الإنتاج العالمي تقريباً. ويحتوي مجمع بوشفيلد الناري، الذي تشكل قبل أكثر من 2 مليار سنة، على أكبر احتياطيات البلاتين المعروفة في العالم. ويمتد هذا العَجَب الجيولوجي على مساحة 65,000 كيلومتر مربع، ويمثل أحد أهم كنوز الأرض المعدنية.

تأتي روسيا في المرتبة الثانية بين المنتجين، مع وجود رواسب رئيسية في منطقة نوريلسك-تالناخ في سيبيريا. وقد تشكلت هذه الرواسب بفعل نشاط بركاني هائل قبل 250 مليون سنة، كما تحتوي على موارد مهمة من النيكل والنحاس إلى جانب معادن مجموعة البلاتين.

تسهم أمريكا الشمالية في إمدادات البلاتين العالمية من خلال رواسب مجمع ستيلووتر في مونتانا وحوض سودبوري في كندا. وتساعد هذه المصادر الأصغر حجماً، لكنها المهمة، على تنويع سلاسل إمداد البلاتين العالمية.

تضم زيمبابوي السد العظيم، وهو تداخل طبقي يحتوي على موارد مهمة من البلاتين، وقد تزداد أهميته مع استنفاد الرواسب التي يسهل الوصول إليها في أماكن أخرى.

تحديات التعدين والاستخراج

يُعد تعدين البلاتين بالغ الصعوبة والتكلفة. ويوجد معظم البلاتين في رواسب تحت الأرض على أعماق تتجاوز 1,000 متر، ما يتطلب تقنيات تعدين متقدمة واستثمارات رأسمالية كبيرة. وقد يستغرق تطوير منجم واحد تحت الأرض 10-15 سنة قبل إنتاج أول كمية من البلاتين.

وتتسم عملية التكرير بالتعقيد نفسه. إذ يحتوي خام البلاتين الخام عادةً على 3-6 غرامات من البلاتين لكل طن من الصخور، ما يستلزم معالجة كميات هائلة من المواد. وقد تستغرق عملية التكرير الكاملة 5-6 أشهر لإنتاج البلاتين النقي من الخام.

تجعل الاعتبارات البيئية واعتبارات السلامة تعدين البلاتين متطلباً بصفة خاصة. إذ تتطلب العمليات العميقة تحت الأرض أنظمة سلامة واسعة النطاق، في حين يجب إدارة العمليات الكيميائية المستخدمة في التكرير بعناية للحد من الأثر البيئي.

الرواسب الغرينية ورواسب مجاري الأنهار

بدأ استرداد البلاتين تاريخياً من خلال الرواسب الغرينية في جبال الأورال الروسية، حيث ركزت عوامل التجوية والتعرية شذرات البلاتين في قيعان الأنهار. وقد استُنفدت هذه الرواسب السطحية التي يسهل الوصول إليها إلى حد كبير بحلول أوائل القرن 20.

لا تزال كولومبيا واحدةً من الأماكن القليلة التي يستمر فيها تعدين البلاتين الغريني على نطاق صغير. وتنتج منطقة تشوكو كميات متواضعة من البلاتين من خلال تقنيات التعدين التقليدية من رواسب مجاري الأنهار، رغم أن المخاوف البيئية تحد من توسع هذه العمليات.

تنتج أنظمة الأنهار التي تصرف المياه من التكوينات الجيولوجية الحاملة للبلاتين أحياناً شذرات البلاتين، وقد تزن أكبر العينات عدة كيلوغرامات. وتحظى عينات البلاتين الطبيعية هذه بتقدير هواة الجمع والمتاحف بسبب ندرتها وجمالها.

المصادر الثانوية وإعادة التدوير

نظراً إلى القيمة العالية للغاية للبلاتين وندرته، أصبحت إعادة التدوير ضرورية لتلبية الطلب العالمي. ويأتي نحو 25-30% من إمدادات البلاتين السنوية من مصادر معاد تدويرها، ولا سيما من المحفزات الحفازة المستهلكة في السيارات والمكونات الإلكترونية والمجوهرات.

تكتسب إعادة تدوير المحفزات الحفازة للسيارات أهمية خاصة، إذ تحتوي المحولات الحفازة على 3-7 غرامات من معادن مجموعة البلاتين. وتسترد المنشآت المتخصصة هذه المعادن وتكررها، ثم تعيدها إلى الاستخدام المنتج.

يتجاوز معدل إعادة تدوير البلاتين 60% في البلدان المتقدمة، ما يجعل الاسترداد الثانوي مكوناً أساسياً في سلسلة إمداد البلاتين العالمية. ويمكن للعمليات الهيدروميتالورجية المتقدمة استرداد البلاتين من السبائك المعقدة والمواد الملوثة بكفاءة عالية.

التعامل

السلامة

إرشادات السلامة الخاصة بالبلاتين

الشكل المعدني آمن عمومًا

يُعد البلاتين المعدني آمنًا جدًا عند التعامل معه وارتدائه. ويعني خُموله الكيميائي أنه لا يتفاعل مع الجلد أو الهواء أو معظم المواد الكيميائية في الظروف العادية. ولهذا يمكن ارتداء حُليّ البلاتين باستمرار من دون التسبب في تفاعلات جلدية، حتى لدى الأشخاص ذوي البشرة الحساسة.

وعلى عكس السبائك المحتوية على النيكل، نادرًا ما يسبب البلاتين تفاعلات تحسسية، وغالبًا ما يُوصى به للأشخاص الذين يعانون من حساسية تجاه المعادن. كما أن التوافق الحيوي للبلاتين يجعله مناسبًا للزرعات الطبية وأعمال طب الأسنان.

مخاطر مركبات البلاتين

يمكن أن تسبب أملاح البلاتين القابلة للذوبان مشكلات صحية كبيرة، وتتطلب التعامل معها بحذر. وقد يسبب كلوريد البلاتين ومركبات البلاتين الأخرى تفاعلات تحسسية شديدة، وتهيجًا في الجهاز التنفسي، وتحسسًا جلديًا.

يُعد الربو المهني مصدر قلق خطير للعاملين المعرّضين لمركبات البلاتين في المصافي والمصانع الكيميائية. وقد تتطور هذه الحالة بعد أشهر أو سنوات من التعرض، وقد تصبح دائمة حتى بعد توقف التعرض.

قد يتطور التحسس الجلدي الناتج عن مركبات البلاتين تدريجيًا. وبعد حدوث التحسس، قد يعاني الأشخاص من تفاعلات تحسسية شديدة تجاه حتى الكميات الضئيلة من مركبات البلاتين. استخدم قفازات النتريل والملابس الواقية عند التعامل مع مركبات البلاتين القابلة للذوبان.

مخاطر الجهاز التنفسي والاستنشاق

يشكل غبار البلاتين وأبخرته مخاطر تنفسية خطيرة. ويمكن للعمليات الصناعية التي تشمل طحن البلاتين أو لحامه أو معالجته في درجات حرارة مرتفعة أن تولّد جسيمات محمولة جوًا تسبب تهيج الرئتين والتحسس.

يجب على العاملين في مصافي البلاتين استخدام وسائل حماية الجهاز التنفسي (مرشحات N95 كحد أدنى، ويفضل مرشحات P100) لمنع استنشاق الجسيمات المحتوية على البلاتين. وتُعد أنظمة التهوية الكافية ضرورية في جميع مناطق معالجة البلاتين.

يصيب ربو البلاتين ما يصل إلى 50% من العاملين الذين يتعرضون لأملاح البلاتين لفترات طويلة. وتشمل الأعراض الأزيز وضيق الصدر وصعوبة التنفس. وتتطلب هذه الحالة عناية طبية فورية وإبعادًا دائمًا عن التعرض للبلاتين.

الاعتبارات الطبية وعلاج الكيميائي

تتطلب أدوية العلاج الكيميائي القائمة على البلاتين (سيسبلاتين، كاربوبلاتين، أوكساليبلاتين) إشرافًا طبيًا متخصصًا بسبب تأثيراتها القوية. فقد تسبب هذه الأدوية تلف الكلى وفقدان السمع وغثيانًا شديدًا إذا لم تُعطَ على نحو صحيح.

يجب على العاملين في الرعاية الصحية الذين يتعاملون مع أدوية العلاج الكيميائي المحتوية على البلاتين اتباع بروتوكولات الأدوية السامة للخلايا الصارمة، بما في ذلك ارتداء قفازين، والعباءات الواقية، وتحضير الأدوية داخل خزانات السلامة الحيوية لمنع التعرض المهني.

يتطلب المرضى الذين يتلقون العلاج الكيميائي القائم على البلاتين مراقبة منتظمة لوظائف الكلى والسمع وتعداد خلايا الدم. وتُعد بروتوكولات الإماهة ضرورية للوقاية من تلف الكلى الناتج عن هذه الأدوية القوية.

ممارسات السلامة الصناعية

تتطلب معالجة البلاتين في درجات حرارة مرتفعة معدات متخصصة بسبب نقطة انصهاره البالغة 1,768°C. وتستلزم مخاطر الحرارة الشديدة حماية حرارية مناسبة وإجراءات طوارئ للتعامل مع الحروق.

تنطوي المعالجة الكيميائية أثناء تكرير البلاتين على أحماض مركزة ومذيبات سامة. ويجب على العاملين استخدام ملابس مناسبة مقاومة للمواد الكيميائية، ووسائل حماية للعينين، ومحطات طوارئ للاستحمام وغسل العينين.

نظرًا إلى القيمة العالية جدًا للبلاتين، تُعد إجراءات الأمن ضرورية في مرافق المعالجة. ويجب أن تحقق بروتوكولات منع السرقة توازنًا بين احتياجات الأمن ومتطلبات سلامة العاملين.

الاعتبارات البيئية واعتبارات التخلص

تجعل ندرة البلاتين وقيمته التخلص منه هدرًا اقتصاديًا. وينبغي إعادة تدوير جميع المواد المحتوية على البلاتين من خلال خدمات متخصصة لاستعادة المعادن النفيسة، بدلًا من التخلص منها كنفايات.

يتطلب التلوث البيئي الناتج عن مركبات البلاتين معالجة مهنية. وبينما يُعد البلاتين المعدني غير ضار بيئيًا، يمكن لمركبات البلاتين القابلة للذوبان أن تتراكم في النظم البيئية وتؤثر في الحياة البرية.

إجابات سريعة

أسئلة شائعة عن بلاتين

ما هو بلاتين؟

بلاتين (رمزه Pt) هو العنصر 78 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 6 والمجموعة 10. فلز التحفيز: يجعل البلاتين تفاعلاتٍ تحدث رغم أنها كانت ستحتاج إلى ظروف مستحيلة لولا ذلك. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.

ما التوزيع الإلكتروني لـ بلاتين؟

التوزيع الإلكتروني للحالة الأرضية لـبلاتين هو [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹، ويشغل 6 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 32, 17, 1.

ما نقطتا انصهار وغليان بلاتين؟

ينصهر بلاتين عند 2041.4 K (1768.3 °C) ويغلي عند 4098 K (3824.9 °C). وهذا يضعه بين أكثر العناصر مقاومة للحرارة — إذ يظل صلبًا عند درجات حرارة تُبخّر معظم الفلزات.

ما الكتلة الذرية لـ بلاتين؟

تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ بلاتين ‏195.084 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.

ما كثافة بلاتين؟

تبلغ كثافة بلاتين مقدار 21.45 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من بلاتين أثقل بنحو 21.5×.

ما الكهروسلبية لـ بلاتين؟

تبلغ كهروسلبية بلاتين وفق مقياس باولنغ 2.28. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تميل القيم ضمن هذا النطاق المتوسط إلى تكوين روابط تساهمية بدلًا من الروابط الأيونية القوية.

من اكتشف بلاتين ومتى؟

اكتُشف بلاتين في 1735 على يد Antonio de Ulloa. سُمّي على اسم platina بالإسبانية، وتعني «فضة صغيرة».

ما مدى وفرة بلاتين على الأرض؟

يشكّل بلاتين حوالي 0.005 mg/kg من قشرة الأرض — وهو نادر فعلًا، ولذلك فهو باهظ الثمن.