Structure
Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre montre où se situe platine parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.
Taille, à l’échelle
Radius 139 pm — that is 0.139 nm, so about 3597 million of them side by side would span a millimetre.
Plage thermique
Platine is liquid over a 2057 K window, from 2041 K to 4098 K.
Où il se situe
L’histoire
The catalyst metal: platinum makes reactions happen that would otherwise need impossible conditions.
Les premiers Européens à rencontrer le platine furent des conquistadors espagnols, dans les rivières de Colombie et d’Équateur, au cours des années 1520. Ils l’appelèrent « platina del Pinto » (petit argent de la rivière Pinto) — un nom dépréciatif qui reflétait leur frustration face à cet « argent impur » qui ne fondait pas et ne se travaillait pas comme les métaux précieux qu’ils connaissaient.
Les peuples autochtones d’Amérique du Sud travaillaient le platine depuis plus de 1 000 ans avant le contact avec les Européens. Les artisans précolombiens de la culture La Tolita créaient de remarquables bijoux et objets en alliage de platine et d’or, témoignant de connaissances métallurgiques avancées que les Européens ne maîtriseraient que des siècles plus tard.
Les mineurs espagnols considéraient le platine comme un métal indésirable qui contaminait les gisements d’or. Ils le rejetaient souvent dans les rivières, croyant qu’il s’agissait d’or immature qui finirait par « mûrir » pour devenir le véritable métal. Certaines colonies espagnoles interdirent même l’extraction du platine, craignant qu’il ne serve à contrefaire des pièces d’or.
L’étude scientifique du platine commença lorsqu’un officier de la marine espagnole, Antonio de Ulloa, apporta des échantillons en Europe en 1735. Ses observations détaillées sur ce métal mystérieux intriguèrent les scientifiques européens, qui le reconnurent comme un élément distinct plutôt que comme de l’argent impur.
Le métallurgiste britannique William Brownrigg réalisa la première étude systématique du platine en 1750, en documentant ses propriétés uniques, notamment son point de fusion élevé et sa résistance aux acides. Ses travaux établirent le platine comme un sujet légitime de recherche scientifique.
Le physicien français Pierre-François Chabaneau réussit pour la première fois à fondre et à travailler le platine en 1786, en développant des techniques qui permirent aux artisans de créer les premiers bijoux et instruments scientifiques en platine en Europe.
Le roi Louis XVI de France se prit de fascination pour le platine et commanda des objets en platine élaborés, le déclarant « le seul métal digne d’un roi ». Son mécénat fit passer le platine du statut de curiosité à celui de produit de luxe, établissant son association avec la royauté et l’exclusivité.
La mise au point de techniques de métallurgie des poudres par des chimistes français permit de créer des objets en platine plus grands. Ils apprirent à réduire les sels de platine en poudre fine, puis à comprimer et chauffer cette poudre pour former un métal façonnable — des techniques encore utilisées aujourd’hui.
Pendant la Révolution française, la rareté du platine et son association avec la royauté le rendirent politiquement dangereux. De nombreux objets en platine furent cachés ou détruits, ce qui rend les pièces survivantes de cette époque extrêmement précieuses pour les collectionneurs d’aujourd’hui.
Le chimiste anglais William Hyde Wollaston révolutionna la chimie du platine en développant des méthodes permettant de purifier et de travailler le métal à l’échelle industrielle. Ses techniques de dissolution du platine dans l’eau régale et de récupération du métal pur jetèrent les bases de l’affinage moderne du platine.
Wollaston découvrit également le palladium et le rhodium en travaillant sur des résidus de platine, démontrant la nature interconnectée des métaux du groupe du platine. Ses travaux lui rapportèrent une richesse considérable et firent de Londres un centre d’expertise du platine.
La mise au point de creusets en platine et d’équipements de laboratoire révolutionna la chimie et la fabrication du verre. Ces récipients inertes permettaient aux chimistes de travailler avec des substances qui auraient contaminé ou détruit d’autres récipients.
L’invention du chalumeau oxyhydrique permit enfin de fondre facilement le platine, rendant possible la production en série d’objets en platine. Cette avancée technologique rendit les bijoux en platine et les applications industrielles économiquement viables.
La production russe de platine dans les montagnes de l’Oural commença à approvisionner les marchés européens, rendant le platine plus largement disponible. Les gisements russes étaient si riches que le platine devint temporairement moins cher que l’or, ce qui entraîna la création d’une monnaie en platine.
La mise au point de la production d’acide sulfurique catalysée par le platine marqua le début du rôle crucial du platine dans l’industrie chimique. Cette application démontra les propriétés catalytiques uniques du platine, qui deviendraient essentielles à la chimie industrielle moderne.
Le XXe siècle apporta une compréhension scientifique des propriétés catalytiques du platine au niveau moléculaire. Les recherches révélèrent pourquoi le platine est si efficace pour faciliter les réactions chimiques sans être consommé au cours du processus.
La découverte des propriétés anticancéreuses du cisplatine en 1965 par Barnett Rosenberg ouvrit un tout nouveau chapitre des applications du platine. Cette découverte accidentelle, réalisée lors de l’étude de la croissance bactérienne, a depuis sauvé des millions de vies grâce à la chimiothérapie anticancéreuse.
Les applications actuelles du platine dans les piles à combustible et les catalyseurs automobiles représentent le dernier chapitre de l’histoire toujours en cours de ce métal remarquable. Des galets fluviaux « sans valeur » aux composants essentiels des technologies d’énergie propre, le parcours du platine reflète la compréhension croissante que l’humanité a du monde naturel.
Applications
Le platine est au cœur du contrôle des émissions automobiles moderne, rendant possible un air plus propre dans les environnements urbains. Les pots catalytiques des moteurs à essence utilisent le platine pour convertir le monoxyde de carbone, les oxydes d’azote et les hydrocarbures imbrûlés nocifs en vapeur d’eau, dioxyde de carbone et azote inoffensifs.
L’industrie automobile consomme plus de 40 % de la production mondiale de platine. Une voiture classique contient 3-7 grammes de platine dans son pot catalytique, tandis que les véhicules plus grands peuvent en contenir jusqu’à 30 grammes. Les moteurs diesel dépendent fortement des catalyseurs au platine pour les systèmes de filtres à particules qui éliminent les particules de suie nocives.
Les véhicules de nouvelle génération à pile à hydrogène représentent l’avenir des applications automobiles du platine. Les piles à combustible utilisent des catalyseurs au platine pour convertir efficacement l’hydrogène et l’oxygène en électricité, l’eau étant la seule émission. Cette technologie pourrait accroître considérablement la demande de platine à mesure que les transports s’orientent vers des solutions sans émissions.
Les catalyseurs au platine sont essentiels dans le raffinage du pétrole, en particulier dans les procédés de reformage qui transforment les fractions pétrolières à faible indice d’octane en composants d’essence à indice d’octane élevé. Ces catalyseurs améliorent l’efficacité énergétique et réduisent le cliquetis des moteurs des véhicules modernes.
L’industrie chimique utilise le platine pour produire de l’acide nitrique, un composant essentiel des engrais et des explosifs. Les catalyseurs sous forme de toiles de platine-rhodium du procédé Ostwald permettent de convertir efficacement l’ammoniac en acide nitrique à l’échelle industrielle.
La fabrication pharmaceutique repose sur des catalyseurs au platine pour les réactions complexes de synthèse organique. Ces catalyseurs permettent de produire des médicaments vitaux avec une grande pureté et une grande efficacité, notamment en créant les structures moléculaires spécifiques nécessaires à l’efficacité des médicaments.
L’excellente conductivité électrique et la résistance à la corrosion du platine le rendent central dans les appareils électroniques à haute fiabilité. Les contacts électriques des systèmes critiques utilisent le platine pour garantir des performances constantes pendant des millions de cycles de commutation.
Les disques durs d’ordinateurs contiennent du platine dans leurs couches d’enregistrement magnétique, permettant un stockage de données à haute densité. La stabilité du métal garantit l’intégrité des données pendant des décennies d’utilisation. Le platine est également utilisé dans les disques SSD pour les technologies de stockage de nouvelle génération.
Le secteur des télécommunications utilise le platine dans les systèmes à fibre optique et les circuits haute fréquence, où l’intégrité du signal est primordiale. La résistance du platine à l’oxydation garantit une fiabilité à long terme dans les environnements difficiles.
Les nanoparticules de platine révolutionnent la catalyse grâce à leur surface spécifique extrêmement élevée et à leurs propriétés électroniques uniques. Ces catalyseurs à l’échelle nanométrique sont plus efficaces que le platine massif, ce qui réduit la quantité nécessaire aux procédés industriels.
Dans la technologie des piles à combustible, les nanoparticules de platine déposées sur des supports carbonés fournissent l’activité catalytique nécessaire aux réactions efficaces entre l’hydrogène et l’oxygène. Les recherches se concentrent sur la réduction de la charge en platine tout en maintenant les performances.
Le traitement du cancer utilise des médicaments de chimiothérapie à base de platine comme le cisplatine, le carboplatine et l’oxaliplatine. Ces composés interfèrent avec la réplication de l’ADN des cellules cancéreuses, ce qui les rend efficaces contre différents types de tumeurs.
Le point de fusion élevé du platine (1 768 °C) et sa résistance à l’oxydation le rendent essentiel pour les applications à haute température. La fabrication du verre utilise des fours et des équipements revêtus de platine, capables de résister à des conditions extrêmes sans contaminer le produit.
Les applications aérospatiales comprennent les composants de moteurs à turbine, les tuyères de fusée et les boucliers thermiques, pour lesquels l’association de la résistance et de l’inertie chimique du platine est essentielle à la sécurité et aux performances.
Les fours et fours industriels utilisent des éléments chauffants et des capteurs de température en platine qui conservent leur précision et leur durabilité dans des conditions de cycles thermiques extrêmes.
Les alliances et bagues de fiançailles en platine représentent le symbole ultime d’un amour durable. L’éclat blanc naturel de la platine ne ternit ni ne se décolore jamais, symbolisant un engagement éternel. Contrairement à l’or blanc, la platine ne nécessite pas de rhodiage et conserve indéfiniment sa belle apparence.
Les maisons de joaillerie de luxe comme Cartier, Tiffany et Van Cleef & Arpels apprécient la platine pour sa capacité à maintenir solidement les pierres précieuses. La masse volumique et la résistance du métal en font un matériau idéal pour les sertissages complexes qui mettent pleinement en valeur les diamants et les pierres de couleur.
Les montres haut de gamme sont dotées de boîtiers en platine qui résistent aux rayures et à la corrosion. Des marques comme Patek Philippe et Rolex créent des garde-temps exclusifs en platine, alliant un savoir-faire exceptionnel au prestige de porter l’un des métaux les plus rares de la Terre.
Chaque fois que vous démarrez votre voiture, les catalyseurs en platine entrent en action et nettoient les gaz d’échappement avant qu’ils ne se dispersent dans l’atmosphère. Votre pot catalytique contient de la platine précieuse, qui transforme les polluants nocifs en émissions inoffensives et rend possible la vie urbaine moderne.
Les bougies d’allumage des véhicules hautes performances sont souvent dotées d’électrodes en platine, qui durent plus longtemps et assurent un allumage plus régulier que les bougies classiques. Elles améliorent le rendement énergétique et réduisent les besoins d’entretien.
Les véhicules de luxe et électriques utilisent de plus en plus des piles à combustible alimentées par des catalyseurs en platine. Ces systèmes produisent de l’électricité à partir d’hydrogène, avec uniquement de la vapeur d’eau comme rejet, ce qui représente l’avenir des transports propres.
Le traitement du cancer repose largement sur des médicaments de chimiothérapie à base de platine. Des médicaments comme le cisplatine ont sauvé des millions de vies en ciblant les cellules cancéreuses tout en limitant les dommages aux tissus sains. Ces médicaments sont particulièrement efficaces contre les cancers des testicules, des ovaires et du poumon.
Les stimulateurs cardiaques et implants médicaux utilisent des électrodes en platine, qui conduisent en toute sécurité les impulsions électriques dans le corps humain. La biocompatibilité et la résistance à la corrosion de la platine en font un matériau idéal pour une implantation à long terme sans réactions indésirables.
Les soins dentaires intègrent souvent des alliages de platine dans les couronnes, les bridges et les appareils orthodontiques. La résistance du métal et sa capacité à résister aux bactéries buccales en font un choix durable pour les restaurations dentaires.
Le disque dur de votre ordinateur contient de la platine dans ses couches de stockage magnétique, permettant le stockage de données haute densité qui rend l’informatique moderne possible. Les propriétés magnétiques et la stabilité de la platine garantissent la sécurité de vos données pendant des années.
Les équipements audio haut de gamme utilisent de la platine dans les contacts électriques et les circuits afin de garantir une reproduction sonore aussi pure que possible. Les audiophiles apprécient l’excellente conductivité de la platine et sa résistance à la corrosion, qui permettent de préserver la qualité du signal.
Les thermocouples et capteurs de température des appareils domestiques comme les fours et les chauffe-eau utilisent de la platine pour mesurer précisément la température. Ces capteurs garantissent un fonctionnement sûr et efficace des appareils du quotidien.
L’essence de votre voiture a été raffinée à l’aide de catalyseurs en platine, qui ont amélioré son indice d’octane et éliminé ses impuretés. Ces catalyseurs rendent les carburants modernes efficaces et propres à la combustion.
Les engrais qui permettent de produire les aliments que vous consommez sont fabriqués à l’aide de catalyseurs en platine lors de la production d’acide nitrique. Ce procédé permet une agriculture à grande échelle qui nourrit des milliards de personnes dans le monde.
De nombreux produits d’entretien et produits chimiques ménagers sont fabriqués au moyen de procédés catalysés par la platine, qui garantissent leur pureté et leur efficacité tout en limitant leur impact environnemental.
D’où il vient
0.005 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 37% of elements
Le platine est l’un des éléments les plus rares de la Terre, avec une abondance moyenne dans la croûte de seulement 5 parties par milliard – environ 30 fois plus rare que l’or. Cette extrême rareté s’explique par la masse volumique élevée du platine et sa nature sidérophile (qui a une affinité pour le fer), qui ont fait couler la majeure partie de celui-ci vers le noyau terrestre pendant la formation de la planète.
La majorité du platine accessible se trouve dans d’anciennes intrusions mafiques stratifiées – des formations géologiques créées lorsque le magma s’est lentement refroidi et cristallisé sur des millions d’années. Ces intrusions ont concentré les métaux du groupe du platine en gisements économiquement exploitables par des processus géologiques complexes.
Les gisements de platine se trouvent généralement associés à d’autres métaux du groupe du platine (palladium, rhodium, ruthénium, osmium et iridium), ainsi qu’à des métaux communs comme le nickel et le cuivre. Cette association nécessite des techniques de séparation sophistiquées pour isoler le platine pur.
L’Afrique du Sud domine la production mondiale de platine, avec environ 70 % de la production mondiale. Le complexe igné du Bushveld, formé il y a plus de 2 milliards d’années, contient les plus grandes réserves de platine connues au monde. Cette merveille géologique s’étend sur 65 000 kilomètres carrés et représente l’un des trésors minéraux les plus importants de la Terre.
La Russie est le deuxième producteur mondial, avec d’importants gisements dans la région de Norilsk-Talnakh, en Sibérie. Ces gisements, formés par une activité volcanique massive il y a 250 millions d’années, contiennent également d’importantes ressources de nickel et de cuivre, en plus des métaux du groupe du platine.
L’Amérique du Nord contribue à l’approvisionnement mondial en platine grâce aux gisements du complexe de Stillwater, dans le Montana, et du bassin de Sudbury, au Canada. Ces sources plus petites mais importantes contribuent à diversifier les chaînes d’approvisionnement mondiales en platine.
Le Zimbabwe abrite le Great Dyke, une intrusion stratifiée contenant d’importantes ressources de platine, qui pourraient devenir de plus en plus importantes à mesure que les gisements facilement accessibles ailleurs s’épuisent.
L’extraction du platine est extraordinairement difficile et coûteuse. La majeure partie du platine se trouve dans des gisements souterrains à des profondeurs dépassant 1 000 mètres, ce qui nécessite des techniques minières sophistiquées et des investissements importants. Il peut falloir 10-15 ans pour développer une seule mine souterraine avant qu’elle ne produise son premier platine.
Le processus de raffinage est tout aussi complexe. Le minerai de platine brut contient généralement seulement 3-6 grammes de platine par tonne de roche, ce qui nécessite le traitement de quantités considérables de matériau. Le processus complet de raffinage peut prendre 5-6 mois pour produire du platine pur à partir du minerai brut.
Les considérations environnementales et de sécurité rendent l’extraction du platine particulièrement exigeante. Les opérations souterraines profondes nécessitent des systèmes de sécurité étendus, tandis que les procédés chimiques utilisés pour le raffinage doivent être gérés avec soin afin de réduire au minimum l’impact environnemental.
La récupération historique du platine a commencé avec des gisements alluviaux dans les monts Oural, en Russie, où l’altération et l’érosion ont concentré des pépites de platine dans les lits des rivières. Ces gisements de surface facilement accessibles étaient en grande partie épuisés au début du XXe siècle.
La Colombie reste l’un des rares endroits où l’extraction alluviale du platine à petite échelle se poursuit. La région du Chocó produit des quantités modestes de platine grâce à des techniques traditionnelles d’exploitation des placers, bien que les préoccupations environnementales limitent l’expansion de ces activités.
Les réseaux fluviaux qui drainent des formations géologiques contenant du platine produisent parfois des pépites de platine, dont les plus gros spécimens pèsent plusieurs kilogrammes. Ces spécimens naturels de platine sont prisés par les collectionneurs et les musées pour leur rareté et leur beauté.
Compte tenu de la valeur et de la rareté extrêmes du platine, le recyclage est devenu essentiel pour répondre à la demande mondiale. Environ 25-30 % de l’approvisionnement annuel en platine provient de sources recyclées, principalement de catalyseurs automobiles usagés, de composants électroniques et de bijoux.
Le recyclage des catalyseurs automobiles est particulièrement important, car les pots catalytiques contiennent 3-7 grammes de métaux du groupe du platine. Des installations spécialisées récupèrent et raffinent ces métaux, afin de les remettre en circulation.
Le taux de recyclage du platine dépasse 60 % dans les pays développés, faisant de la récupération secondaire un élément essentiel de la chaîne mondiale d’approvisionnement en platine. Des procédés hydrométallurgiques avancés peuvent récupérer le platine à partir d’alliages complexes et de matériaux contaminés avec une grande efficacité.
Manipulation
Le platine métallique est considéré comme très sûr à manipuler et à porter. Son inertie chimique signifie qu’il ne réagit pas avec la peau, l’air ou la plupart des produits chimiques dans des conditions normales. C’est pourquoi les bijoux en platine peuvent être portés en continu sans provoquer de réactions cutanées, même chez les personnes sensibles.
Contrairement aux alliages contenant du nickel, le platine provoque rarement des réactions allergiques et est souvent recommandé aux personnes sensibles aux métaux. La biocompatibilité du métal le rend adapté aux implants médicaux et aux soins dentaires.
Les sels de platine solubles peuvent provoquer d’importants problèmes de santé et nécessitent une manipulation prudente. Le chlorure de platine et les autres composés du platine peuvent provoquer de graves réactions allergiques, une irritation des voies respiratoires et une sensibilisation cutanée.
L’asthme professionnel constitue un risque sérieux pour les travailleurs exposés aux composés du platine dans les raffineries et les usines chimiques. Cette affection peut apparaître après des mois ou des années d’exposition et devenir permanente même après l’arrêt de l’exposition.
La sensibilisation cutanée aux composés du platine peut se développer progressivement. Une fois sensibilisées, les personnes peuvent présenter de graves réactions allergiques même à des quantités infimes de composés du platine. Utilisez des gants en nitrile et des vêtements de protection lors de la manipulation de composés du platine solubles.
La poussière et les fumées de platine présentent de graves risques respiratoires. Les procédés industriels impliquant le meulage, le soudage ou le traitement du platine à haute température peuvent générer des particules en suspension dans l’air qui provoquent une irritation et une sensibilisation des poumons.
Les travailleurs des raffineries de platine doivent utiliser une protection respiratoire (filtres N95 au minimum, de préférence P100) pour prévenir l’inhalation de particules contenant du platine. Des systèmes de ventilation adéquats sont indispensables dans toutes les zones de traitement du platine.
L’asthme dû au platine touche jusqu’à 50 % des travailleurs exposés de manière prolongée aux sels de platine. Les symptômes comprennent une respiration sifflante, une oppression thoracique et des difficultés respiratoires. Cette affection nécessite une prise en charge médicale immédiate et une cessation définitive de l’exposition au platine.
Les médicaments de chimiothérapie à base de platine (cisplatine, carboplatine, oxaliplatine) nécessitent une supervision médicale spécialisée en raison de leurs effets puissants. Ces médicaments peuvent provoquer des lésions rénales, une perte auditive et de graves nausées s’ils ne sont pas administrés correctement.
Les professionnels de santé qui manipulent des médicaments de chimiothérapie à base de platine doivent suivre des protocoles stricts pour les médicaments cytotoxiques, notamment le port de deux paires de gants, de blouses de protection et la préparation dans des enceintes de sécurité biologique afin de prévenir l’exposition professionnelle.
Les patients recevant une chimiothérapie à base de platine doivent faire l’objet d’une surveillance régulière de la fonction rénale, de l’audition et de la numération formule sanguine. Les protocoles d’hydratation sont essentiels pour prévenir les lésions rénales causées par ces médicaments puissants.
Le traitement du platine à haute température nécessite un équipement spécialisé en raison de son point de fusion de 1,768°C. Les risques liés à la chaleur extrême exigent une protection thermique adéquate et des procédures d’urgence en cas de brûlures.
Le traitement chimique lors de l’affinage du platine implique des acides concentrés et des solvants toxiques. Les travailleurs doivent utiliser des vêtements appropriés résistants aux produits chimiques, une protection oculaire et des douches et lave-yeux d’urgence.
En raison de la valeur exceptionnelle du platine, des mesures de sécurité sont indispensables dans les installations de traitement. Les protocoles de prévention des vols doivent concilier les besoins de sécurité et les exigences de protection des travailleurs.
La rareté et la valeur du platine rendent son élimination économiquement aberrante. Tous les matériaux contenant du platine doivent être recyclés par des services spécialisés de récupération des métaux précieux plutôt qu’éliminés comme des déchets.
La contamination environnementale par les composés du platine nécessite une dépollution professionnelle. Bien que le platine métallique soit sans danger pour l’environnement, les composés du platine solubles peuvent s’accumuler dans les écosystèmes et affecter la faune.
Réponses rapides
Platine (symbol Pt) is element 78 on the periodic table, a métal de transition in period 6, group 10. The catalyst metal: platinum makes reactions happen that would otherwise need impossible conditions. At room temperature it is a solid.
[Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹, giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 17, 1 electrons respectively.Platine melts at 2041.4 K (1768.3 °C) and boils at 4098 K (3824.9 °C). That puts it among the most refractory elements — it stays solid at temperatures that vaporise most metals.
The standard atomic weight of Platine is 195.084 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Platine has a density of 21.45 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of platine is about 21.5× heavier.
Platine has a Pauling electronegativity of 2.28. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
Platine was discovered in 1735 by Antonio de Ulloa. It is named after spanish platina, "little silver".
Platine makes up about 0.005 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.