Pt · Elemento 78 · Metal de transição
O metal catalisador: a platina faz acontecer reações que, de outra forma, exigiriam condições impossíveis.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte-Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para rodar. O azul e o violeta indicam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde platina se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.
Tamanho, em escala
Raio de 139 pm — isso corresponde a 0,139 nm, portanto cerca de 3,6 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.
Faixa térmica
Platina permanece líquido em uma faixa de 2057 K, de 2041 K a 4098 K.
Onde está localizado
A história
O metal catalisador: a platina faz acontecer reações que, de outra forma, exigiriam condições impossíveis.
Os primeiros europeus a encontrar platina foram conquistadores espanhóis nos rios da Colômbia e do Equador durante a década de 1520. Eles a chamaram de "platina del Pinto" (pequena prata do rio Pinto) — um nome depreciativo que refletia sua frustração com essa "prata impura" que não derretia nem podia ser trabalhada como os metais preciosos que conheciam.
Os povos indígenas da América do Sul já trabalhavam com platina havia mais de 1.000 anos antes do contacto europeu. Artesãos pré-colombianos da cultura La Tolita criavam joias e artefatos requintados de ligas de platina e ouro, demonstrando um conhecimento metalúrgico sofisticado que os europeus só alcançariam séculos depois.
Os mineradores espanhóis consideravam a platina um metal incômodo que contaminava os depósitos de ouro. Muitas vezes, jogavam-na de volta aos rios, acreditando que fosse ouro imaturo que acabaria "amadurecendo" até se transformar no metal verdadeiro. Algumas colônias espanholas chegaram a proibir a mineração de platina, temendo que ela fosse usada para falsificar moedas de ouro.
O estudo científico da platina começou quando o oficial da marinha espanhola Antonio de Ulloa levou amostras para a Europa em 1735. Suas observações detalhadas sobre esse metal misterioso intrigaram os cientistas europeus, que o reconheceram como um elemento distinto, e não como prata impura.
O metalurgista britânico William Brownrigg realizou o primeiro estudo sistemático da platina em 1750, documentando suas propriedades únicas, incluindo seu alto ponto de fusão e sua resistência a ácidos. Seu trabalho estabeleceu a platina como um objeto legítimo de investigação científica.
O físico francês Pierre-François Chabaneau conseguiu derreter e trabalhar a platina com sucesso pela primeira vez em 1786, desenvolvendo técnicas que permitiram aos artesãos criar as primeiras joias e instrumentos científicos de platina na Europa.
O rei Luís XVI da França ficou fascinado pela platina e encomendou objetos elaborados de platina, declarando-a "o único metal digno de um rei". Seu patrocínio elevou a platina de curiosidade a produto de luxo, estabelecendo sua associação com a realeza e a exclusividade.
O desenvolvimento de técnicas de metalurgia do pó por químicos franceses permitiu a criação de objetos maiores de platina. Eles aprenderam a reduzir sais de platina a um pó fino e, em seguida, comprimir e aquecer o pó para formar um metal trabalhável — técnicas ainda usadas atualmente.
Durante a Revolução Francesa, a raridade da platina e sua associação com a realeza tornaram-na politicamente perigosa. Muitos objetos de platina foram escondidos ou destruídos, fazendo com que as peças sobreviventes dessa época sejam extremamente valiosas para colecionadores atualmente.
O químico inglês William Hyde Wollaston revolucionou a química da platina ao desenvolver métodos para purificar e trabalhar com o metal em escala industrial. Suas técnicas para dissolver platina em água-régia e recuperar o metal puro estabeleceram os fundamentos do refino moderno da platina.
Wollaston também descobriu o paládio e o ródio enquanto trabalhava com resíduos de platina, demonstrando a natureza interligada dos metais do grupo da platina. Seu trabalho lhe rendeu uma riqueza considerável e estabeleceu Londres como um centro de conhecimento especializado em platina.
O desenvolvimento de cadinhos de platina e equipamentos de laboratório revolucionou a química e a fabricação de vidro. Esses recipientes não reativos permitiram aos químicos trabalhar com substâncias que contaminariam ou destruiriam outros recipientes.
A invenção do maçarico de oxi-hidrogênio finalmente permitiu que a platina fosse derretida com facilidade, possibilitando a produção em massa de objetos de platina. Esse avanço tecnológico tornou as joias de platina e as aplicações industriais economicamente viáveis.
A produção russa de platina nos montes Urais começou a abastecer os mercados europeus, tornando a platina mais amplamente disponível. Os depósitos russos eram tão ricos que a platina temporariamente se tornou menos cara que o ouro, levando à criação de moedas de platina.
O desenvolvimento da produção de ácido sulfúrico catalisada por platina marcou o início do papel crucial da platina na indústria química. Essa aplicação demonstrou as propriedades catalíticas únicas da platina, que se tornariam centrais para a química industrial moderna.
O século XX trouxe a compreensão científica das propriedades catalíticas da platina em nível molecular. As pesquisas revelaram por que a platina é tão eficaz em facilitar reações químicas sem ser consumida no processo.
A descoberta das propriedades anticancerígenas da cisplatina em 1965 por Barnett Rosenberg abriu um capítulo inteiramente novo nas aplicações da platina. Essa descoberta acidental, feita durante o estudo do crescimento bacteriano, desde então salvou milhões de vidas por meio da quimioterapia contra o câncer.
As aplicações atuais da platina em células a combustível e catalisadores automotivos representam o capítulo mais recente da história contínua desse metal extraordinário. De pedras "sem valor" dos rios a componentes essenciais da tecnologia de energia limpa, a trajetória da platina reflete a compreensão cada vez maior da humanidade sobre o mundo natural.
Aplicações
A platina é a base do moderno controle de emissões automotivas, tornando possível o ar limpo em ambientes urbanos. Os conversores catalíticos dos motores a gasolina usam platina para converter monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos não queimados nocivos em vapor de água, dióxido de carbono e nitrogênio inofensivos.
A indústria automotiva consome mais de 40% da produção global de platina. Um carro típico contém de 3 a 7 gramas de platina em seu conversor catalítico, enquanto veículos maiores podem conter até 30 gramas. Motores a diesel dependem fortemente de catalisadores de platina em sistemas de filtros de partículas que removem partículas nocivas de fuligem.
Os veículos de próxima geração com células de combustível de hidrogênio representam o futuro das aplicações automotivas da platina. As células de combustível usam catalisadores de platina para converter eficientemente hidrogênio e oxigênio em eletricidade, tendo a água como única emissão. Essa tecnologia pode aumentar drasticamente a demanda por platina à medida que o transporte migra para soluções de emissão zero.
Os catalisadores de platina são essenciais no refino de petróleo, particularmente em processos de reforma que transformam frações de petróleo de baixa octanagem em componentes de gasolina de alta octanagem. Esses catalisadores aumentam a eficiência do combustível e reduzem a detonação do motor em veículos modernos.
A indústria química usa platina para produzir ácido nítrico, um componente fundamental de fertilizantes e explosivos. Catalisadores de malha de platina-ródio no processo de Ostwald permitem a conversão eficiente de amônia em ácido nítrico em escala industrial.
A fabricação de produtos farmacêuticos depende de catalisadores de platina para reações complexas de síntese orgânica. Esses catalisadores permitem a produção de medicamentos que salvam vidas com alta pureza e eficiência, especialmente na criação de estruturas moleculares específicas necessárias para a eficácia dos medicamentos.
A excelente condutividade elétrica e a resistência à corrosão da platina tornam-na indispensável em eletrônicos de alta confiabilidade. Contactos elétricos em sistemas críticos usam platina para garantir desempenho consistente ao longo de milhões de ciclos de comutação.
Os discos rígidos de computador contêm platina em suas camadas de gravação magnética, permitindo o armazenamento de dados de alta densidade. A estabilidade do metal garante a integridade dos dados ao longo de décadas de uso. A platina também é usada em unidades de estado sólido (SSDs) para tecnologias de armazenamento de próxima geração.
A indústria de telecomunicações usa platina em sistemas de fibra óptica e circuitos de alta frequência, nos quais a integridade do sinal é fundamental. A resistência da platina à oxidação garante confiabilidade de longo prazo em ambientes agressivos.
Nanopartículas de platina estão revolucionando a catálise com sua área superficial extremamente elevada e propriedades eletrônicas únicas. Esses catalisadores em escala nanométrica são mais eficientes que a platina em massa, reduzindo a quantidade necessária para processos industriais.
Na tecnologia de células de combustível, nanopartículas de platina sobre suportes de carbono fornecem a atividade catalítica necessária para reações eficientes entre hidrogênio e oxigênio. As pesquisas se concentram em reduzir a quantidade de platina, mantendo o desempenho.
O tratamento do câncer utiliza medicamentos quimioterápicos à base de platina, como cisplatina, carboplatina e oxaliplatina. Esses compostos interferem na replicação do DNA das células cancerosas, tornando-os eficazes contra vários tipos de tumores.
O alto ponto de fusão da platina (1.768°C) e sua resistência à oxidação tornam-na essencial para aplicações em alta temperatura. A fabricação de vidro usa fornos e equipamentos revestidos de platina que podem suportar condições extremas sem contaminar o produto.
As aplicações aeroespaciais incluem componentes de motores de turbina, bocais de foguetes e escudos térmicos, nos quais a combinação de resistência e inércia química da platina é crucial para a segurança e o desempenho.
Fornos e estufas industriais usam elementos de aquecimento e sensores de temperatura de platina que mantêm a precisão e a durabilidade sob condições extremas de ciclos térmicos.
Alianças de casamento e anéis de noivado feitos de platina representam o símbolo máximo do amor duradouro. O brilho branco natural da platina nunca desbota nem perde o brilho, simbolizando o compromisso eterno. Ao contrário do ouro branco, a platina não requer banho de ródio e mantém sua bela aparência indefinidamente.
Casas de joias de luxo como Cartier, Tiffany e Van Cleef & Arpels valorizam a platina por sua capacidade de segurar pedras preciosas com segurança. A densidade e a resistência do metal fazem dele o material ideal para engastes elaborados que realçam diamantes e pedras coloridas em todo o seu potencial.
Relógios de alto padrão apresentam caixas de platina resistentes a riscos e à corrosão. Marcas como Patek Philippe e Rolex criam relógios exclusivos de platina que combinam artesanato excepcional com o prestígio de usar um dos metais mais raros da Terra.
Toda vez que você liga o carro, catalisadores de platina entram em ação, limpando os gases do escapamento antes que eles cheguem à atmosfera. O conversor catalítico contém platina preciosa, que transforma poluentes nocivos em emissões inofensivas, tornando possível a vida urbana moderna.
Velas de ignição de veículos de alto desempenho geralmente apresentam eletrodos de platina que duram mais e proporcionam uma ignição mais consistente do que as velas convencionais. Essas velas melhoram a eficiência do combustível e reduzem a necessidade de manutenção.
Veículos de luxo e elétricos usam cada vez mais células a combustível alimentadas por catalisadores de platina. Esses sistemas geram eletricidade a partir de hidrogénio, tendo apenas vapor de água como escapamento, representando o futuro do transporte limpo.
O tratamento do câncer depende muito de medicamentos quimioterápicos à base de platina. Medicamentos como a cisplatina salvaram milhões de vidas ao atingir células cancerosas e minimizar os danos aos tecidos saudáveis. Esses medicamentos são particularmente eficazes contra cânceres testiculares, ovarianos e pulmonares.
Marcapassos e implantes médicos usam eletrodos de platina que conduzem impulsos elétricos com segurança no corpo humano. A biocompatibilidade e a resistência à corrosão da platina fazem dela um material ideal para implantes de longo prazo sem reações adversas.
Tratamentos odontológicos frequentemente incorporam ligas de platina em coroas, pontes e aparelhos ortodônticos. A resistência do metal e sua capacidade de resistir às bactérias orais fazem dele uma opção durável para restaurações dentárias.
O disco rígido do seu computador contém platina em suas camadas de armazenamento magnético, possibilitando o armazenamento de dados de alta densidade que torna a computação moderna possível. As propriedades magnéticas e a estabilidade da platina garantem que seus dados permaneçam seguros por anos.
Equipamentos de áudio de alto padrão usam platina em contatos elétricos e circuitos para garantir a reprodução sonora mais pura. Os audiófilos valorizam a excelente condutividade da platina e sua resistência à corrosão para manter a qualidade do sinal.
Termopares e sensores de temperatura em eletrodomésticos como fornos e aquecedores de água usam platina para medir a temperatura com precisão. Esses sensores garantem a operação segura e eficiente dos aparelhos usados no dia a dia.
A gasolina do seu carro foi refinada usando catalisadores de platina que melhoraram seu índice de octanagem e removeram impurezas. Esses catalisadores tornam o combustível moderno eficiente e de queima limpa.
Fertilizantes que fazem crescer os alimentos que você consome são produzidos usando catalisadores de platina na fabricação de ácido nítrico. Esse processo possibilita a agricultura em larga escala que alimenta bilhões de pessoas em todo o mundo.
Muitos produtos de limpeza e produtos químicos domésticos são fabricados usando processos catalisados por platina que garantem pureza e eficácia, minimizando o impacto ambiental.
De onde vem
0,005 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 37% dos elementos
A platina é um dos elementos mais raros da Terra, com uma abundância média na crosta de apenas 5 partes por bilhão - aproximadamente 30 vezes mais rara que o ouro. Essa extrema escassez deve-se à alta densidade da platina e à sua natureza siderófila (que se liga ao ferro), o que fez com que a maior parte dela afundasse até o núcleo da Terra durante a formação planetária.
A maioria da platina acessível ocorre em intrusões máficas acamadadas antigas - formações geológicas criadas quando o magma esfriou lentamente e se cristalizou ao longo de milhões de anos. Essas intrusões concentraram os metais do grupo da platina em depósitos economicamente viáveis por meio de processos geológicos complexos.
Os depósitos de platina normalmente são encontrados associados a outros metais do grupo da platina (paládio, ródio, ruténio, ósmio e irídio), bem como a metais básicos como níquel e cobre. Essa associação exige técnicas sofisticadas de separação para isolar a platina pura.
A África do Sul domina a produção global de platina, respondendo por aproximadamente 70% da produção mundial. O Complexo Ígneo de Bushveld, formado há mais de 2 bilhões de anos, contém as maiores reservas de platina conhecidas do mundo. Essa maravilha geológica se estende por 65.000 quilômetros quadrados e representa um dos mais importantes tesouros minerais da Terra.
A Rússia é a segunda maior produtora, com grandes depósitos na região de Norilsk-Talnakh, na Sibéria. Esses depósitos, formados por uma atividade vulcânica maciça há 250 milhões de anos, também contêm recursos significativos de níquel e cobre, além de metais do grupo da platina.
A América do Norte contribui para o fornecimento global de platina por meio de depósitos no Complexo de Stillwater, em Montana, e na Bacia de Sudbury, no Canadá. Essas fontes menores, mas importantes, ajudam a diversificar as cadeias globais de fornecimento de platina.
O Zimbábue abriga o Grande Dique, uma intrusão acamadada que contém recursos significativos de platina e que pode se tornar cada vez mais importante à medida que os depósitos de fácil acesso em outras regiões se esgotam.
A mineração de platina é extraordinariamente desafiadora e cara. A maior parte da platina ocorre em depósitos subterrâneos a profundidades superiores a 1.000 metros, exigindo técnicas sofisticadas de mineração e investimentos de capital substanciais. Uma única mina subterrânea pode levar de 10 a 15 anos para ser desenvolvida antes de produzir sua primeira platina.
O processo de refino é igualmente complexo. O minério bruto de platina normalmente contém apenas 3-6 gramas de platina por tonelada de rocha, exigindo o processamento de enormes quantidades de material. O processo completo de refino pode levar de 5 a 6 meses para produzir platina pura a partir do minério bruto.
Considerações ambientais e de segurança tornam a mineração de platina particularmente exigente. Operações subterrâneas profundas exigem sistemas de segurança abrangentes, enquanto os processos químicos usados no refino devem ser cuidadosamente gerenciados para minimizar o impacto ambiental.
A recuperação histórica de platina começou com depósitos aluviais nos Montes Urais, na Rússia, onde o intemperismo e a erosão concentraram pepitas de platina nos leitos dos rios. Esses depósitos superficiais de fácil acesso foram em grande parte esgotados no início do século XX.
A Colômbia continua sendo um dos poucos lugares onde a mineração de platina aluvial em pequena escala ainda ocorre. A região de Chocó produz quantidades modestas de platina por meio de técnicas tradicionais de mineração de placer, embora preocupações ambientais limitem a expansão dessas operações.
Sistemas fluviais que drenam formações geológicas contendo platina ocasionalmente produzem pepitas de platina, cujos maiores exemplares pesam vários quilogramas. Esses exemplares naturais de platina são valorizados por colecionadores e museus devido à sua raridade e beleza.
Dado o valor e a escassez extremos da platina, a reciclagem tornou-se crucial para atender à demanda global. Aproximadamente 25-30% do fornecimento anual de platina provém de fontes recicladas, principalmente de catalisadores automotivos usados, componentes eletrônicos e joias.
A reciclagem de catalisadores automotivos é particularmente importante, pois os conversores catalíticos contêm 3-7 gramas de metais do grupo da platina. Instalações especializadas recuperam e refinam esses metais, devolvendo-os ao uso produtivo.
A taxa de reciclagem da platina supera 60% nos países desenvolvidos, tornando a recuperação secundária um componente essencial da cadeia global de fornecimento de platina. Processos hidrometalúrgicos avançados podem recuperar platina de ligas complexas e materiais contaminados com alta eficiência.
Manuseio
A platina metálica é considerada muito segura para manuseio e uso. Sua inércia química significa que ela não reage com a pele, o ar ou a maioria dos produtos químicos em condições normais. É por isso que joias de platina podem ser usadas continuamente sem causar reações cutâneas, mesmo em pessoas sensíveis.
Ao contrário das ligas que contêm níquel, a platina raramente causa reações alérgicas e é frequentemente recomendada para pessoas com sensibilidade a metais. A biocompatibilidade do metal o torna adequado para implantes médicos e trabalhos odontológicos.
Sais solúveis de platina podem causar problemas de saúde significativos e exigem manuseio cuidadoso. O cloreto de platina e outros compostos de platina podem causar reações alérgicas graves, irritação respiratória e sensibilização da pele.
A asma ocupacional é uma preocupação séria para trabalhadores expostos a compostos de platina em refinarias e fábricas de produtos químicos. Essa condição pode se desenvolver após meses ou anos de exposição e pode se tornar permanente mesmo depois que a exposição cessa.
A sensibilização da pele causada por compostos de platina pode se desenvolver gradualmente. Depois de sensibilizados, os indivíduos podem apresentar reações alérgicas graves até mesmo a quantidades mínimas de compostos de platina. Use luvas de nitrila e roupas de proteção ao manusear compostos solúveis de platina.
A poeira e os vapores de platina representam riscos respiratórios graves. Processos industriais que envolvem moagem, soldagem ou processamento da platina em altas temperaturas podem gerar partículas suspensas no ar que causam irritação e sensibilização dos pulmões.
Trabalhadores em refinarias de platina devem usar proteção respiratória (filtros no mínimo N95, preferencialmente P100) para evitar a inalação de partículas que contêm platina. Sistemas de ventilação adequados são essenciais em todas as áreas de processamento de platina.
A asma causada pela platina afeta até 50% dos trabalhadores com exposição prolongada a sais de platina. Os sintomas incluem chiado, aperto no peito e dificuldade para respirar. Essa condição exige atenção médica imediata e afastamento permanente da exposição à platina.
Medicamentos quimioterápicos à base de platina (cisplatina, carboplatina, oxaliplatina) exigem supervisão médica especializada devido aos seus efeitos potentes. Esses medicamentos podem causar danos aos rins, perda auditiva e náusea intensa se não forem administrados adequadamente.
Profissionais de saúde que manuseiam medicamentos quimioterápicos à base de platina devem seguir protocolos rigorosos para medicamentos citotóxicos, incluindo uso de luvas duplas, aventais de proteção e preparação em cabines de segurança biológica para evitar a exposição ocupacional.
Pacientes que recebem quimioterapia à base de platina precisam de monitoramento regular da função renal, da audição e das contagens sanguíneas. Protocolos de hidratação são essenciais para prevenir danos aos rins causados por esses medicamentos potentes.
O processamento da platina em altas temperaturas exige equipamentos especializados devido ao seu ponto de fusão de 1.768°C. Os perigos do calor extremo exigem proteção térmica adequada e procedimentos de emergência para queimaduras.
O processamento químico durante o refino da platina envolve ácidos concentrados e solventes tóxicos. Os trabalhadores devem usar roupas adequadas resistentes a produtos químicos, proteção para os olhos e chuveiros de emergência/estações para lavagem dos olhos.
Devido ao valor extremamente alto da platina, medidas de segurança são essenciais nas instalações de processamento. Os protocolos de prevenção contra roubos devem equilibrar as necessidades de segurança com os requisitos de segurança dos trabalhadores.
A raridade e o valor da platina tornam o descarte economicamente desperdiçador. Todos os materiais que contêm platina devem ser reciclados por meio de serviços especializados de recuperação de metais preciosos, em vez de serem descartados como resíduos.
A contaminação ambiental causada por compostos de platina exige remediação profissional. Embora a platina metálica seja ambientalmente inofensiva, compostos solúveis de platina podem se acumular nos ecossistemas e afetar a vida selvagem.
Respostas rápidas
Platina (símbolo Pt) é o elemento 78 da tabela periódica, um metal de transição do período 6, grupo 10. O metal catalisador: a platina faz acontecer reações que, de outra forma, exigiriam condições impossíveis. À temperatura ambiente, é um sólido.
[Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹, resultando em 6 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 18, 32, 17, 1.Platina derrete a 2041.4 K (1768.3 °C) e entra em ebulição a 4098 K (3824.9 °C). Isso o coloca entre os elementos mais refratários — ele permanece sólido em temperaturas que vaporizam a maioria dos metais.
A massa atómica padrão de Platina é 195.084 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.
Platina tem densidade de 21.45 g/cm³. A água tem 1.0 g/cm³, portanto um bloco de Platina é aproximadamente 21.5× mais pesado.
Platina tem eletronegatividade de Pauling igual a 2.28. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Valores nessa faixa intermediária tendem a formar ligações covalentes, em vez de ligações fortemente iónicas.
Platina foi descoberto em 1735 por Antonio de Ulloa. Recebe esse nome em homenagem a espanhol platina, "pequena prata".
Platina constitui sobre 0.005 mg/kg da crosta terrestre — é realmente raro, por isso é caro.