Самый тяжелый металл из платиновых

Обновлено: 05.10.2024

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие - настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

Модуль Юнга: учитывает эластичность элемента при растяжении, то есть способность объекта к сопротивлению при упругой деформации.
Предел текучести: определяет максимальный предел прочности материала, после которого он начинает проявлять пластичное поведение.
Предел прочности при растяжении: предельное механическое напряжение, после которого материал начинает разрушаться.

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

Один из самых твердых металлов в мире имеет два коммерчески значимых применения - ядерное оружие и ядерные реакторы. Таким образом, конечной продукцией урановой промышленности являются бомбы и радиоактивные отходы.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь - это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан - это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия - третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых - Хуана Хосе и Фаусто д'Эльхуяра - к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности - для изготовления ракетных сопел.

Таблица предела прочности металлов

Металл	Обозначение	Предел прочности, МПа
Свинец	Pb	18
Олово	Sn	20
Кадмий	Cd	62
Алюминий	Al	80
Бериллий	Be	140
Магний	Mg	170
Медь	Cu	220
Кобальт	Co	240
Железо	Fe	250
Ниобий	Nb	340
Никель	Ni	400
Титан	Ti	600
Молибден	Mo	700
Цирконий	Zr	950
Вольфрам	W	1200

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава - тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

10 самых тяжелых металлов в мире по плотности

Мы все любим металлы. Машины, велосипеды, кухонная техника, банки для напитков и множество других вещей - все они состоят из металла. Металл - краеугольный камень нашей жизни. Но иногда он бывает очень тяжелым.

Когда мы говорим о тяжести того или иного метала, то обычно имеем в виде его плотность, то есть соотношение массы к занимаемому объёму.

Еще одним способом измерения «веса» металлов является их относительная атомная масса. Самыми тяжелыми металлами по относительной атомной массе являются плутоний и уран.

Если вы хотите узнать, какой металл самый тяжелый, если рассматривать его плотность, то мы рады вам помочь. Вот топ-10 самых тяжелых металлов на Земле с указанием их плотности на кубический см.

10. Тантал - 16,67 г/см³

Десятую строчку в рейтинге занимает синевато-серый, очень твердый металл со сверхвысокой температурой плавления. Несмотря на свою твердость он пластичен, как золото.

Тантал является важным компонентом во многих современных технологиях. В частности, он используется для производства конденсаторов, которые применяются в компьютерной технике и мобильных телефонах.

9. Уран - 19,05 г/см³

Это самый тяжелый элемент на Земле, если учитывать его атомную массу - 238,0289 г/моль. В чистом виде уран представляет собой серебристо-коричневый тяжелый металл, который почти вдвое плотнее свинца.

Как и плутоний, уран служит необходимым компонентом для создания ядерного оружия.

8. Вольфрам - 19,29 г/см³

Считается одним из самых плотных элементов в мире. В дополнение к своим исключительным свойствам (высокая теплопроводность и электропроводность, очень высокая стойкость к воздействию кислот и истиранию) вольфрам также отличается тремя уникальными свойствами:

После углерода он имеет самую высокую температуру плавления - плюс 3422 ° C. А его температура кипения - плюс 5555 ° C, эта температура примерно сопоставима с температурой поверхности Солнца.

Сопровождает оловянные руды, однако препятствует выплавке олова, переводя его в пену шлаков. За это и получил свое название, которое в переводе с немецкого означает «волчьи сливки».
Вольфрам имеет самый низкий коэффициент линейного расширения при нагревании из всех металлов.

7. Золото - 19,29 г/см³

С давних времен люди покупают, продают и даже убивают за этот драгоценный металл. Да что люди, целые страны занимаются скупкой золота. Лидером государств с самыми крупными запасами золота на данный момент является Америка. И вряд ли наступит пора, когда в золоте не будет нужды.

Говорят, что деньги не растут на деревьях, но золото - растет! Небольшое количество золота можно найти в листьях эвкалипта, если тот находится на золотоносной почве.

6. Плутоний - 19,80 г/см³

Шестой самый тяжелый металл в мире - один из самых нужных компонентов для ядерных держав мира. А еще он - настоящий хамелеон в мире элементов. Плутоний демонстрирует красочное состояние окисления в водных растворах, при этом их цвет варьируется от светло-фиолетового и шоколадного до светло-оранжевого и зеленого. Цвет зависит от степени окисления плутония и солей кислот.

5. Нептуний - 20,47 г/см³

Этот металл с серебристым блеском, названный в честь планеты Нептун, был открыт химиком Эдвином Макмилланом и геохимиком Филиппом Абельсоном в 1940 году. Он используется для получения шестого номера в нашем списке, плутония.

4. Рений - 21,01 г/см³

Слово «Рений» происходит от латинского Rhenus, что означает «Рейн». Нетрудно догадаться, что этот металл был обнаружен в Германии. Честь его открытия принадлежит немецким химикам Иде и Вальтеру Ноддакам. Это последний из открытых элементов, у которого есть стабильный изотоп.

Из-за очень высокой температуры плавления рений (в виде сплавов с молибденом, вольфрамом и другими металлами) применяется для создания компонентов ракетной техники и авиации.

3. Платина - 21,40 г/см³

Один из самых драгоценных металлов в этом списке (кроме Осмия и Калифорния-252) используется в самых разных областях - от ювелирного дела до химической промышленности и космической техники. В России лидером по добыче платинового металла является ГМК «Норильский никель». В год в стране добывается около 25 тонн платины.

2. Осмий - 22,61 г/см³

Хрупкий и при этом крайне твердый металл редко используется в чистом виде. В основном его смешивают с другими плотными металлами, такими как платина, для создания очень сложного и дорогого хирургического оборудования.

Название «осмий» происходит от древнегреческого слова «запах». При растворении щелочного сплава осмиридия в жидкости появляется резкое амбре, похожее на запах хлора или подгнившей редьки.

И осмий и иридий (первое место рейтинга) весят примерно в два раза больше свинца (11,34 г/см³).

1. Иридий - 22,65 г/см³ – самый тяжелый металл

Этот металл с полным правом может претендовать на звание элемента с наибольшей плотностью. Однако споры о том, какой же металл тяжелее - иридий или осмий, все-таки ведутся. А все дело в том, что любая примесь может снизить плотность этих металлов, а их получение в чистом виде - очень тяжелая задача.

Теоретическая расчетная плотность иридия составляет 22,65 г/см³. Он почти втрое тяжелее, чем железо (7,8 г/см³). И почти вдвое тяжелее, чем самый тяжелый жидкий металл - ртуть (13,6 г/см³).

Как и осмий, иридий был открыт английским химиком Смитсоном Теннантом в начале 19 века. Любопытно, что Теннант нашел иридий вовсе не целенаправленно, а случайно. Он был обнаружен в примеси, оставшейся после растворения платины.

Иридий в основном используется в качестве отвердителя платиновых сплавов для оборудования, которое должно выдерживать высокие температуры. Он перерабатывается из платиновой руды и является побочным продуктом при добыче никеля.

Название «иридий» переводится с древнегреческого как «радуга». Это объясняется наличием в металле солей разнообразной окраски.

Самый тяжелый металл в периодической таблице Менделеева очень редко встречается в земных веществах. Поэтому его высокая концентрация в образцах породы - маркер их метеоритного происхождения. За год во всем мире добывают около 10 тысяч килограмм иридия. Крупнейший его поставщик - Южная Африка.

Осмий – уникальные свойства и польза платиноида

Открытия этого металла ученые не ждали. Просто пытались получше очистить платину. Он стал последним компонентом группы платиноидов, пополнившим таблицу Менделеева. Его используют серьезные отрасли, но раскрытие потенциала осмия впереди.

Что представляет собой

Осмий – это благородный металл, платиноид. 76-й элемент таблицы Менделеева.

Каноническое описание – блестящий серебристо-белый с голубоватым отливом.

Но в разных формах выглядит чуть иначе:

Слиток отличает темно-синяя серебристость.
Кристаллы, полученные лабораторно, – серебристо-голубые.
Порошок темно-фиолетовый.

Международное наименование – Osmium (Os).

Это простое вещество, состоящее из семи изотопов.

Название химического элемента по-древнегречески ὀσμή, что означает «запах».

Его происхождение обусловлено свойством порошка при взаимодействии с другими элементами выделять резкий отвратный запах.

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.

Первооткрыватель Теннант придумал название. Его неприятно поразило амбре (как хлорка либо гниющая редька), источаемое при растворении осадка водой или кислотой и порошком этого металла при окислении на воздухе.

Физико-химические характеристики

Осмий – самый тяжелый, твердый, химически устойчивый, тугоплавкий, но хрупкий в семействе платиноидов.

Химическая активность определяется формой вещества:

Металлический осмий не окисляется на воздухе, не растворяется в кислотах, не реагирует на щелочи.
Порошковый самый активный: легко взаимодействует с кислородом, азотной, серной кислотами, другими химическими элементами. Это хороший катализатор.

Металл не перестает блестеть даже при высоких температурах.

Плотность осмия вдвое выше свинца, почти втрое – железа. По твердости сопоставим с кремнием.

Osmium – самый плотный и тяжелый металл на Земле. Такую характеристику обеспечивает, среди прочих факторов, плотноупакованная гексагональная кристаллическая решетка.

Кубик чистого осмия с ребром 8 см тяжелее 10-литрового ведра воды.

Металл в природе

Osmium как самостоятельный «игрок» в природе не представлен.

Он всегда часть состава породы с прочими благородными металлами:

Медные, никелевые, молибденовые руды. Это главный источник металла.
Собственные металлы осмия – сысертскит, невьянскит. В невьянските доля осмия достигает 22-49%.
Платиновые, золотосодержащие руды.
В виде изотопов: шесть из семи стабильны.

На предмет обнаружения осмия исследуются серные, мышьяковые соединения, вещество железных метеоритов.

Доля осмия на планете по массе – 0,007 г на тонну породы.

Поставщики сырья

Месторождениями руд с осмием в составе располагают следующие страны:

Россия;
Южно-Африканская Республика;
США;
Колумбия;
Австралия;
Канада.

Однако чистый металл попадает на мировой рынок эксклюзивно: только из Казахстана.

Глобальный годовой объем добычи осмия – 100 кг.

Технология получения

Подобно другим платиноидам, Osmium извлекают из материнской породы: медно-никелевой, платиновой, золотой.

Добыча осмия проходит по-разному:

На аффинажном предприятии в процессе очистки платины. Это отработанная, но технологически сложная многоэтапная процедура. Вначале получается осадочный осмиридий. Он ценен сам по себе, но иногда два компонента требуется разделить. Для этого проводят цепочку химических реакций.
Второй способ получения осмия – прокаливание обогащенной породы при 800-900°С. Осмий получается губчатым.
Металл чистотой 99,99% получают методом химического транспортирования.

Однако потери при производстве металла велики, поэтому разрабатываются более эффективные технологии.

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.

Сегодня Osmium оставлен отраслям, где заменить его нечем.

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

Изделия, выполненные из сплавов с осмием, устойчивы к износу. Служат десятилетиями.

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.

Химия и нефтепереработка забирают половину наличного осмия.

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).

Неоценимую пользу Osmium может принести как блокиратор онкологии. Данное направление – приоритет исследовательских работ.

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.

Предостережение

Порошковый Osmium дурно пахнет. Однако реальную опасность представляют его соединения: они весьма токсичны, образуются даже на воздухе при обычных условиях.

Допустимая концентрация в воздухе – 0,002 мг/ м3. Ее превышение чревато слепотой, поражением верхних дыхательных путей, внутренних органов, даже смертью.

Ценовые парадоксы

Это не самый дорогой элемент: из благородных металлов на бирже дешевле только рутений и серебро.

За последние 20 лет продукт подорожал впятеро: в 2021 году за грамм осмия дают 950 руб. ($13).

Другое дело стоимость природных изотопов. Например, Osmium-187. Его получение затратно, поэтому Казахстан – единственный продавец в мире – установил цену за 1 грамм в $10 тыс.

Тяжелые металлы – перечень, свойства и риски элементов

Официально такой группы химических элементов не существует. Однако металлурги, аграрии, особенно экологи, оперируют понятием «тяжелые металлы». Этот сегмент привлекает повышенное внимание.

Что представляют собой

Термин «тяжелые металлы» еще двести лет назад пытался ввести в научный оборот немецкий химик Лео Гмелин.

Однако в номенклатуре Международного союза, курирующего вопросы теории и практики химии (IUPAC), такое подразделение отсутствует.

В академических и промышленных кругах циркулирует четыре десятка критериев, по которым металл признается тяжелым.

Самые популярные основания:

Атомный номер выше 50.
Плотность 5+ г/см3.

На практике чаще востребован второй критерий.

То есть к тяжелым металлам относятся элементы с плотностью, превышающей 5 г/см3.

В соответствии с ним таковыми считаются:

Традиционные: железо, медь, хром, марганец, кобальт, олово, свинец, никель, цинк.
Менее известные: кадмий, молибден, вольфрам, сурьма. Плюс экзотика – галлий, теллур.
И самые коварные – ртуть, таллий, висмут.

На бытовом уровне они считаются токсичными элементами. Подобное отождествление некорректно.

Не каждый тяжелый металл токсичен, но таким способно стать при благоприятных условиях безобидное вещество.

Экология, медицина

У экологов и врачей свои подходы. Для них тяжелыми металлами являются особо значимые (полезные либо опасные) для биологических организмов элементы.

Суровее критерии Организации Объединенных наций (ООН). В соответствии с ее экологической доктриной, тяжелыми считаются стабильные металлы либо металлоиды, их соединения (особенно соли тяжелых металлов) с плотностью более 4,5 г/см3.

Критерий действует с 1998 года.

Классификация

Кроме плотности, маркером принадлежности к группе служат температура плавления, степень использования, другие свойства.

На основании этого выделяют следующие виды тяжелых металлов:

Редкие – галлий, висмут, таллий, кадмий. – молибден, вольфрам, хром. – кадмий, кобальт, свинец, ртуть, олово, галлий, таллий, висмут.

Самый тяжелый металл планеты – иридий. Кубик с ребром в 1 см весит 22,6 грамма. Но вещество попадает на Землю только с метеоритами.

Иридий

В сегменте обычных земных «тяжеловесов» лидирует вольфрам – он на три грамма легче. Это восьмая позиция среди металлов.

Откуда берутся

Естественных поставщиков тяжелых металлов четыре:

Горное сырье. Чаще это магматические либо осадочные породы.
Породообразующие минералы. У меди, например, это малахит и другие минералы.
Вулканы. Частицы вещества извергаются попутно с вулканическими продуктами (газами, гейзерами).

Еще один источник – Вселенная. Вещество заносится в стратосферу метеоритами либо облаками космической пыли.

Получение продукта

На большинстве металлургических комбинатах сырье плавят в доменных и мартеновских печах. Это оборудование из позапрошлого века делает процесс тяжелым, опасным для экологии и человека.

Внедрение « зеленых » технологий продвигается медленно, поскольку требует инвестиций.

Результат недостаточной очистки отходов производства – высокое содержание вредных компонентов. Следствие – загрязнение почвы, воды, воздуха.

Влияние на экологию

Особо опасные загрязнители биосферы – именно тяжелые металлы. Самая вредная форма соединений – соли.

Пути поступления

Загрязнение биосферы происходит следующими способами:

Металлургия. Выбросы в процессе плавки, обжига. Вымывание тяжелых веществ из отвалов месторождений либо меткомбинатов водой, выветривание.
Агросектор. Полив плантаций, удобрение полей илом бытовых стоков либо пестицидами.
Быт. Использование как топлива торфа, угля, другого сырья.
Автобаны. Свинцом, цинком, кадмием насыщены обочины автострад.

Свинец пропитывает почву минимум на 100 м по обе стороны дороги.

Свинец

Способы очищения

Почва очищается от такого груза десятилетиями, иногда столетиями.

Концентрация цинка уменьшается наполовину спустя столетие, кадмию требуется вдвое меньше.

Медь исчезает через три столетия, свинец – через десять:

Токсичные соединения растворяются в воде.
В почве процесс активируют влажность и растительность.

Флора вытягивает «свои» металлы. Так, лишайники «кушают» цинк, никель, медь.

Самородная медь

Токсичность тяжелых металлов возрастает с увеличением атомного номера.

Воздействие на человека

Влияние большинства таких веществ двояко:

Микродозы цинка, железа, меди задействованы в биологических процессах. Например, поддержании уровня гемоглобина в крови.
Превышение микродоз опасно: тормозится работа нервной системы, сердца, почек, других органов. Разрушается скелет, идет разбалансировка жизненных процессов.
Токсичны бесполезные свинец, ртуть.

Отравление организма внешне проявляется как тошнота, рвота, головная боль, нарушение координации движений. Плюс более тяжелые последствия, до летального исхода.

В зоне риска следующие категории:

Работники меткомбинатов.
Жители мегаполисов, окрестностей автострад.
Потребители продуктов со стихийных рынков (не прошедших санитарный контроль).

Уровень загрязненности территории экологи определяют благодаря местным животным.

Чуткие «индикаторы» загрязненности на европейской части – лоси, мышь-полевка, кроты, бурый мишка.

Платина – королева благородных металлов

Знакомство людей с этим металлом было малоприятным. Но со временем он не просто реабилитировался. Сегодня платина царит на ювелирном Олимпе.

Платина – это серебристо-белый металл с сероватым оттенком и эстетичным блеском. Относится к благородным металлам.

В первозданном виде выглядит подобно серебру, что закрепилось в названии. Это недоразумение породил человеческий фактор.

Первыми с металлом познакомились жители Древнего Египта: археологи откопали ювелирные изделия возрастом под три тысячи лет. Чуть позже платиновые артефакты начали изготавливать индейцы Южной Америки.

Самородок платины, месторождение Кондёр

Европа

Испанские конкистадоры, покорявшие Америку в XVI веке, тоже нашли платиновые жилы. Но приняли металл за серебро, да еще и «бракованное»: оно не желало плавиться. Новый металл продавали вдвое дешевле серебряных слитков.

И название придумали соответствующее – platina по-испански означает «малое серебро, серебришко» (от plata – серебро).

Все изменилось, когда испанским ювелирам удалось сплавить «серебришко» с золотом:

Появились первые подделки золота. Обнаружить это долго не удавалось из-за плотности платины.
Когда обман открылся, указом короля ввоз платины запретили, а всю «наличность» утопили в море.
В 1751 году шведский ученый Теофиль Шеффер, исследовавший металл, выявил его драгоценность.
С 1778 года новый металл начали использовать как самодостаточный ювелирный материал.
В 1870 году правитель Франции Людовик XVI счел платину единственным королевским металлом.

Вторая мировая война «закрыла» платину для гражданского потребления: все забирали военные.

Россия

В России платиновая история началась с 1819 года, когда на Урале в россыпном золоте обнаружились фрагменты «нового сибирского металла».

В XIX веке 95% мирового объема добычи платины обеспечивала Россия.

Местное население использовало серебристо-стальные зерна вместо дроби на охоте. Первыми платиновыми изделиями отечественного производства стали кольцо и чайная ложка. Их мастера преподнесли императору Александру I.

Монета 3 рубля, 1834

Что делать с платиной, не знали. Чеканили монету (3, 6, 12 рублей), но ее стоимость превосходила номинал в разы. В результате деньги изъяли из обращения, монеты как сырье скупили англичане.

Сегодня почти все, что добывают на территории России, остается в стране.

Ювелирный мир

Мировой платиновый ажиотаж начался в конце второго тысячелетия:

1930-е годы – моду на металл ввела икона стиля Марлен Дитрих. Вскоре поветрие перекинулось на Америку.
Платиновыми кольцами от Cartier обручились Эдвард VII и Уоллис Симпсон, затем Элвис Пресли и Присцилла Энн.
Окончательно ее возвысил ювелирный бренд первого ряда Tiffani.

С 1960-х это любимый металл Японии – его белый цвет символизирует главные добродетели этого сообщества. Две трети мирового объема ювелирных изделий закупает Китай.

Это самый тяжелый, прочный из драгоценных металлов. Не окисляется, не темнеет, не ржавеет. Плохо взаимодействует с другими субстанциями, даже агрессивными. Тугоплавкий, но пластичный, тягучий.

Кристаллы платины

Растворить его способна только «царская водка», и то не сразу.

Свойства атома
Название, символ, номер	Платина / Platinum (Pt), 78
Атомная масса (молярная масса)	195,084 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 4f14 5d9 6s1
Радиус атома	139 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	130 пм
Радиус иона	(+4e) 65 (+2e) 80 пм
Электроотрицательность	2,28 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Pt←Pt2+ 1,20 В
Степени окисления	4, 2, 0
Энергия ионизации (первый электрон)	868,1 (9,00) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	21,09-21,45 г/см³
Температура плавления	2041,4 K (1768,3 °C, 3214,9 °F)
Температура кипения	4098 K (3825 °C, 6917 °F)
Уд. теплота плавления	21,76 кДж/моль
Уд. теплота испарения	~470 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,8 Дж/(K·моль)
Молярный объём	9,10 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированная
Параметры решётки	3,920 Å
Температура Дебая	230,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 71,6 Вт/(м·К)
Тепловое расширение	(25 °C) 8,8
Модуль Юнга	168 ГПа
Модуль сдвига	61 ГПа
Модуль объёмной упр.	230 ГПа
Коэффициент Пуассона	0,38
Твёрдость Мооса	3,5
Твёрдость Виккерса	549 МПа
Твёрдость Бринелля	392 МПа
Номер CAS	7440-06-4

Похожие физические и химические свойства, кубическую структуру имеют иридий, палладий, родий, рутений, осмий. Эти металлы объединены в группу платиноидов.

Где и как добывается

По теории, процесс образования платины такой же, как у золота – из межзвездной пыли в результате космического взрыва.

Она очутилась в ядре планеты, затем землетрясениями поднималась к поверхности:

Ее находят в магматических изверженных породах.
Платиновые жилы обнаруживаются в руслах рек, рядом с другими полезными ископаемыми.
Платина в природе, как правило, встречается вместе с платиноидами, железом, медью, никелем. Чаще это крупные самородки, кристаллы-кубики редки.

Сегодня мировой лидер по добыче и поставке сырья – Южная Африка. Россия входит в топ-пятерку.

Способы добычи платинового сырья аналогичны золоту – промывка и извлечение из других руд. Затем обработка методом аффинажа (очистки от примесей) – двукратное воздействие «царской водкой», прокаливание.

Растворение платины в горячей царской водке

Применение платины

Платиновое сырье распределяется по трем сферам применения (%):

промышленность, технологии – 60;
ювелирные изделия – 30;
финансовая сфера – 10.

Платиновые фрагменты есть на самых высоких наградах СССР: орденах Ленина, «Победа», Суворова и Ушакова (оба I степени).

Платиновое изображение Ленина на ордене Ленина

Свойства платины сделали ее незаменимой в практических сферах.

Промышленный комплекс

Благородный металл помогает облегчить жизнь человека:

От трети до половины объема металла забирает автопром. Благодаря платиновым катализаторам нейтрализуются почти все выбросы (выхлопные газы).
Перегонка нефти, производство силиконового ассортимента, деталей электро-, авиатехники, специальных видов стекла.
Стоматологический, медицинский инструментарий, средства для лечения кардиологических (платиново-иридиевые электроды), онкологических заболеваний.
Искусственные удобрения для аграрного комплекса.

Из платины изготавливают эталоны мер. У Франции это метр и килограмм, у России – килограмм (платиново-иридиевый цилиндр высотой и диаметром по 39 мм; хранится в Санкт-Петербурге).

Ювелирные изделия

Платина дорога, но востребована ювелирами и их клиентами благодаря очевидным преимуществам:

Все изделия изящны, с благородным сдержанным блеском.
Бриллианты в такой оправе выглядят еще дороже, держатся надежнее.
Белый цвет сочетается с драгоценными камнями всех оттенков.
Платиновые украшения изнашиваются мало, поэтому пригодны для постоянного ношения.
В отличие от золота, гипоаллергенна. То есть подходит всем.

Единственный «недостаток» платины – цена. Она в разы выше золота. Тем престижнее купить хотя бы колечко или серьги-гвоздики из королевского металла.

Финансовая сфера

Платина идет на изготовление банковских слитков, коллекционных монет, медалей.

Платиновая монета 1835 года номиналом 12 рублей

На бирже можно купить или продать также «виртуальную» платину.

Платиновые пробы

Платина прочна, но в ювелирном деле используют ее сплавы. Поэтому на металл распространяется система проб – метрическая и каратная.

В отличие от других металлов, платину не покрывают ничем, поэтому классификация ведется по видам проб.

Цифра пробы показывает, сколько чистого металла содержит сплав или изделие.

Например, 1 кг сплава 850-й пробы – это 850 г чистой платины и 150 г примесей.

Своя система проб у Словакии и Чехии (в таблице обозначена как СЧ).

Здесь присутствует 800-я проба (маркируется как 4).

Характеристика основных проб платины:

Проба (метрическая/каратная/СЧ)	Примеси (лигатуры)	Сфера применения
850/20/3	Иридий, вольфрам, кобальт или медь.	Ювелирами востребована мало, чаще идет на столовые приборы, мелкую пластику.
900/22/2	Рутений, иридий	Ювелирные украшения
950/23/1	Палладий, рутений, иридий	Украшения, мелкая пластика, столовые приборы группы де-люкс.
999/24/0	Отсутствуют	Банковские слитки, в промышленности – инструментарий специального назначения

Проба 999 имеет особенности. Содержание драгоценного металла в сплаве измеряется до сотых долей процента – от 99,95 до 99,99%.

Платиновый эталон – «пять девяток», 99.999% платины.

Как определить подлинность

Под видом платины предлагают серебро либо белое золото.

Можно определить подлинность изделия в домашних условиях:

Изделие из платины тяжелее золотого, тем более серебряного сопоставимых параметров.
Положить рядом изделие из серебра и образец. Даже высокопробное серебро выдает сероватость и «холодность». Платиновый состав отличает чистый теплый белый блеск.

Есть и другие отличия платины от белого золота:

Платиновые кольца, серьги, даже колье и браслеты не бывают крупногабаритными, массивными – металл слишком дорог.
При обычной температуре на нее не действуют перекись водорода, раствор йода, уксусная кислота. На поверхности они не оставят следов.
Под пламенем свечи, зажигалки, бытовой газовой плиты она нагреется, но не изменится внешне. Золото может размягчиться.
Можно подержать образец в руках: царский металл нагревается дольше золота, тем более серебра.
Гарантированно отличить оригинал способен работник ломбарда или ювелир.

Платина выглядит почти как белое золото, поэтому многие уверены, что это одно и то же. Однако белое золото – это сплав металлов, а платина – самостоятельный элемент.

Как хранить и ухаживать

Чтобы изделия из платины сохраняли изначальные премиальные кондиции, достаточно простого ухода:

Украшения (особенно кольца и браслеты) снимают перед домашними работами (стирка, уборка, готовка).
Их ограждают от влаги, бытовой химии, особенно агрессивной.
Хранить нужно в отдельной, плотно закрываемой шкатулке.

Потускнение или загрязнение удаляют, погрузив изделие в теплый мыльный раствор на пару часов. Затем ополаскивают водой, просушивают мягкой салфеткой.

По возможности приобретают средство для чистки платиновых изделий.

Если украшение с бриллиантами или другими камнями, его отдают на профессиональную чистку.

Почему платина такая дорогая

Платина – металл премиального сегмента, маркер роскоши.

Встречается на Земле в 30 раз реже золота.
Для получения 100 г чистого платинового сырья требуется переработать 30 тонн руды. Золота – вчетверо меньше.
Платиновыми месторождениями промышленных объемов располагают только Россия, ЮАР, США, КНР, Зимбабве.
Мировые запасы оцениваются тоннами (а не тысячами тонн, как у золота).

Мировые биржевые цены на платину превосходят золото и так же колеблются в зависимости от мировой конъюнктуры. Например, на конец декабря 2020 года 1 грамм стоит 2,4 тыс. руб.

Читайте также: