Platin + Platinnebenmetalle

…von span. Platina ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Pt und der Ordnungszahl 78. Platin ist ein schweres, schmiedbares, dehnbares, edles, grau-weißes Übergangsmetall. Platin ist sehr korrosionsbeständig und wird zur Herstellung von Schmuckwaren, Laborgeräten, Zahnimplantaten, Kontaktwerkstoffen und Katalysatoren verwendet. Platina ist spanisch und bedeutet Silberchen. Im ausgehenden 16. Jahrhundert konnten die Goldsucher in Kolumbien mit dem weißen Metall nicht viel anfangen. Sie hielten die kleinen Körnchen aus dem Kies des Rio Pinto für Silber. 1750 soll der Engländer Watson erkannt haben, dass es sich um ein eigenständiges Element handelt. Ein Jahr später ordnet der schwedische Forscher Scheffer Platin den Edelmetallen zu. Der Grund: es lößt sich nur in Königswasser auf. Erst zu Anfang des 19. Jahrhunderts sind die technischen Möglichkeiten so weit gediehen, dass Platin ohne temperatur senkende Zusätze geschmolzen werden kann. Nach und nach werden die sog. Platinnebenmetalle entdeckt und erforscht: Palladium, Iridium, Osmium, Rhodium und zuletzt 1844 das Ruthenium.

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Vorkommen

Wie das Gold, so kommt auch Platin meist gediegen (in metallischer Form) vor. Bedeutende Lagerstätten finden sich in Südafrika, im Ural und in Kanada. Bergplatin ist die Bezeichnung für das in primären Lagerstätten gewonnene und Seifenplatin für das aus den sekundären Lagerstätten abgebaute Edelmetall.

Eigenschaften

In reiner Form hat Platin eine grauweiße Farbe. Seine Dichte beträgt 21,45 g / cm³. Zum Vergleich: ?Blei 11,34 g / cm³ und ?Eisen 7,86 g / cm³. Sein Schmelzpunkt liegt bei 1.774° Celsius. Es ist weitgehend korrosionsfest und wird nur von 3 Teilen konzentrierter Salzsäure und einem Teil konzentrierter Salpetersäure (sog. Königswasser) aufgelöst. Es besitzt nur eine geringe Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität. Das sehr korrosionsbeständige, schmiedbare und weiche Schwermetall zeigt im reinen, polierten Zustand den sog. Dunkelglanz. Sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff und andere Gase werden von Platin im aktivierten Zustand gebunden. Es besitzt daher sehr bemerkenswerte katalytische Eigenschaften; Wasserstoff und Sauerstoff reagieren in seiner Anwesenheit explosiv miteinander zu Wasser. Allerdings werden Platinkatalysatoren schnell durch Alterung und Verunreinigungen inaktiv (vergiftet). Die hohe Haltbarkeit und Anlaufbeständigkeit und Seltenheit eignen Platin besonders zur Herstellung von hochwertigen Schmuckwaren. Platin zeigt, wie auch die anderen Metalle der Platingruppe, ein widersprüchliches Verhalten. Einerseits ist es edelmetalltypisch chemisch träge, andererseits hochreaktiv, katalytisch-selektiv gegenüber bestimmten Substanzen und Reaktionsbedingungen. Auch bei hohen Temperaturen zeigt Platin ein stabiles Verhalten. Es ist daher für viele industrielle Anwendungen interessant. In Salz- und Salpetersäure ist es unlöslich. Von Königswasser wird es unter Bildung von rotbrauner Hexachloroplatin(IV)-säure angegriffen. Auch von Alkali-, Peroxid-, Nitrat-, Cyanid- und anderen Salzschmelzen wird Platin angegriffen. Viele Metalle bilden mit Platin Legierungen, beispielsweise Eisen, Nickel, Kupfer, Kobalt, Gold, Wolfram, Gallium, Zinn, etc. Besonders hervorzuheben ist, dass Platin zum Teil unter Verbindungsbildung mit heißem Schwefel, Phosphor, Bor, Silicium, Kohlenstoff in jeder Form reagiert, das heißt auch in heißen Flammengasen. Auch viele Oxide reagieren mit Platin, weshalb auch nur bestimmte Werkstoffe als Tiegelmaterial eingesetzt werden können. Beim Schmelzen des Metalls mit beispielsweise Propan-Sauerstoff muss deshalb mit neutraler bis schwachoxidierender Flamme gearbeitet werden. Beste Möglichkeit ist das flammenfreie elektrisch-induktive Heizen des Schmelzgutes in Zirkonoxidkeramiken.

Verwendung

Aufgrund ihrer Verfügbarkeit und der hervorragenden Eigenschaften eignen Platin und Platinlegierungen sich hervorragend für zahlreiche unterschiedliche Einsatzgebiete. So ist Platin ein favorisiertes Material zur Herstellung von Laborgeräten. Da Platin keine Flammenfärbung erzeugt, werden z.B. dünne Platindrähte verwendet, um Stoffproben in die Flamme eines Bunsenbrenners zu halten. Platin wird darüber hinaus in einer nahezu unüberschaubare Anzahl von Bereichen verwendet: Schmuckwaren, als Zahlungsmittel kursierte in Russland der Platinrubel , Thermoelemente, Widerstandsthermometer (z. B. Pt100) , Heizleiter, Kontaktwerkstoffe, Katalysatoren, Wasserstoffspeicher, Magnetwerkstoffe, Chemischer Apparatebau, Schmelztiegel für die Glasherstellung, Glaseinschmelzlegierungen, Medizinische Implantate, Zahnersatz, Herzschrittmacher, Schubdüsen, Verkleidungen für Raketen, Arzneimittel gegen Krebs (Cytostatika, beispielsweise Cisplatin), Schreibfedern, Spinndüsen, Platinspiegel (Spiegel und Glasfenster die nur auf der vom Glas abgewandten Seite reflektieren.), Döbereinersches Feuerzeug (hist.)

Sicherheitshinweise

Platin ist normalerweise nicht gesundheitsschädigend. Seine Verbindungen sollten als hochtoxisch angesehen werden. Einige Platinverbindungen (z.B. Cisplatin, Carboplatin) werden zur Chemotherapie gegen Krebs eingesetzt.


Verschiedene Platinnebenmetalle

Platinerze enthalten immer mindestens eines der sogenannten Platinbeimetalle. Das sind Metalle, welche zusammen mit Platin in der achten Nebengruppe des Periodensystems aufgeführt werden. Ihre Verwandtschaft wird deutlich, wenn man sich die vielen chemischen Gemeinsamkeiten vor Augen führt. Ferner besitzen sie einen hohen Schmelz- und Siedepunkt. Man unterteilt sie ihrer Dichte nach in drei leichte und drei schwere Platinmetalle. Hier befassen wir uns mit den fünf anderen, von denen Sie selbst vielleicht schon ein- oder zwei in Ihren Händen gehalten haben: Iridium; Osmium; Palladium; Rhodium; Ruthenium;

Iridium

Irideios ist griechisch und bedeutet regenbogenfarbig. Ein treffender Name, da die chemischen Verbindungen des Iridiums eine große Anzahl an verschiedenen Farben aufweisen. Iridium gehört zu den drei sogenannten schweren Platinmetallen. Chemisch gesehen ist das Metall hinter dem Golde mit einem elektrochemischen Normalpotenzial von 1,14 V resistenter als Platin. Ferner ist Iridium hinter Osmium das zweitschwerste Metall überhaupt.

Vorkommen und Gewinnung: Alle Platin-Fundländer gewinnen auch Iridium. Aufgrund seines außerordentlich edlen Charakters kommt es nur gediegen (in metallischer Form) vor. Es ist legiert mit Platin (Iridiumplatin), Osmium (Iridosmium) und den anderen Platinmetallen. Bei der Gewinnung werden Gemische aus Platin-Iridium mit Königswasser (Salz- und Salpeteräure) behandelt. Dabei lößt sich das Platin auf und zurück bleibt reines Iridium.

Verwendung: Iridium wird bei der Herstellung von Tiegeln, welche man zur Herstellung von Glas und Kristallsynthesen verwendet, als Legierungszusatz für hochfeste Werkstoffe zur Herstellung von technischen Geräten, gebraucht. Im Bereich Schmuck findet es als Zusatz für harte, elastische Schmuckplatinlegierungen Verwendung.

Osmium

Osmium ist gleich in dreifacher Hinsicht etwas ganz Besonderes. Zum einen ist es das schwerste (nicht radioaktive) Metall und zum anderen hat es den höchsten Schmelz- und Siedepunkt. Die dritte Besonderheit hat ihm seinen Namen eingebracht. Der ihm eigene Geruch, grichisch Osme. Es gehört dann auch zu den sogenannten schweren Platinmetallen. Erkannt hat es 1804 der englische Chemiker Smithson Tennant, der zuvor schon Iridium endeckt hatte.

Vorkommen und Gewinnung: Als Platinmetall kommt Osmium stets in Verbindung mit Platin vor. Gefunden wird es daher in Russland, der Südafrikanischen Republik, in Kanada, Kolumbien, den Vereinigte Staaten von Amerika, in Australien und China. Zur Gewinnung erfährt das Rohplatin eine Behandlung mit Salpetersäure. Hierbei entsteht Osmiumtetroxid, welches aufgefangen und mit Zinkstaub zu reinem Osmium reduziert wird.

Verwendung: Bei hochwertigen Leuchtmitteln (auch Glühlampen gen.) zum Teil in Verbindung mit Wolfram -„Os“mium und Wolf“ram“. Auf Grund seiner Härte wird es auch goldenen Füllfederhalterspitzen hinzu legiert, wie auch bei speziellen elektrischen Kontakten. Daneben findet es auch als Katalysator Verwendung. Im Schmuckbereich kommt es wegen der Härte und Sprödigkeit so gut wie nicht vor.

Palladium

Der Physiker, Arzt und Chemiker William Hyde Wollaston (6.8.1766 – 22.12.1828) erkannte 1803 das Metall im Rest der Lösung, die er mit Platin und Königswasser herstellte. Den Namen hat es von dem kleinen Planeten Pallas erhalten, der kurz zuvor von Sir William Herschel entdeckt worden war. Palladium gehört zu den drei leichten Platinmetallen und ist nach Silber das leichteste der Edelmetalle. Palladium ist sehr weich, zäh und hat unter den Platinmetallen den niedrigsten Schmelz- und Siedepunkt. Seine Farbe ist in reinem Zustand hellweiß.

Vorkommen und Gewinnung: Palladium kommt sowohl chemisch gebunden als auch gediegen (in metallischer Form) vor. Hier ist es Begleiter von Gold, Platin, Nickel, Silber und Kupfer. Somit sind die Länder, welche die genannten Metalle abbauen, auch Palladium-Produzenten. Hier wird es als Nebenprodukt bei der Platin- und Goldraffination gewonnen./p>

Verwendung: Palladium selbst ist als Schmuckmetall im Vergleich zu Gold und Silber noch relativ jung. Für den englischen König Georg IV. wurde 1826 eine Zeremonien-Kette aus Feinpalladium hergestellt. Um die Jahrhundertwende war Palladium extrem teuer, weshalb man das billigere Platin bevorzugte. Bis heute konnte, abgesehen von sehr hochwertigen Einzelstücken und kleinerer Serien, sich in Deutschland Palladium nicht als Schmuckmetall durchsetzten. So findet es hier vorrangig als Legierungspartner von Platin und Gold Verwendung. Außerhalb der Schmuckbranche findet es breite Verwendung in der Zahnmedizin, Elektrotechnik und als Ersatz für Platin als Katalysator in Abgassystemen.

Rhodium

Rhodium gehört zu den leichten Platinmetallen. Seine Verbindungen haben häufig eine Rosenrote Farbe. Daher leitet sich auch sein Name ab (griechisch rhodon). Seine Farbe in reinem Zustand ist jedoch hellweiß und es kommt damit der des Silbers von allen Metallen am nächsten. Da die Lichtreflektion bei gelb-rot schwächer ausgeprägt ist, wirkt es kühler als das Silber. Es ist wahrscheinlich das seltenste Edelmetall. Bei erhöhtem Bedarf durch die Industrie kam es zu Spitzenpreisen von bis zu 155 Euro, pro Gramm, wohlgemerkt!

Vorkommen und Gewinnung: Rhodium fällt bei der Gewinnung von Platin in Form von Komplexsalzen an, welche anschließend zum reinen Metall reduziert werden. Fundorte sind alle Platin-Fundländer, also Russland, die Südafrikanische Republik, Kanada und darüberhinaus China, Australien und auch die USA.

Verwendung: In der Schmuckindustrie findet Rhodium aufgrund seines Glanzes und seiner Farbe als galvanischer Überzug Verwendung. Ganz besonders sogenannter Weißgoldschmuck, der stets etwas gelblicher ist als sein Vorbild, das Platin, wird mit dem harten Rhodium-Überzug versehen. Daneben dient es in der chemischen Industrie als Katalysator, als Legierungspartner bei speziellen Thermoelementen sowie als Beschichtung von Spiegeln und Reflektoren.

Ruthenium

Das dritte der sogenannten leichten Platinmetalle ist bei der Herstellung von Schmuck und Gerät ohne Bedeutung. Lediglich als galvanisch aufgebrachtes „Schwarzruthenium“ setzt es optische Akzente zum helleren Untergrund. Es ist aufgrund der Tatsache, dass es auch das häufigste Platinnebenmetall ist, das preiswerteste. Es ist so hart und spröde, dass man es leicht zu Pulver zerreiben kann. Seinen Namen hat das Metall von seinem russischen Entdecker, dem Chemiker Claus, der es nach dem alten Namen der heutigen Ukraine „Ruthenien“ benannte.

Vorkommen und Gewinnung: In Südafrika und Borneo findet sich Ruthenium in dem Mineral Laurit. Ansonsten ist es mit Platin vergeselschaftet und es kommt in allen Platin-Fundländern vor. Ein Rhodium-Ruthenium Pulver, welches bei der Gewinnung von Platin anfällt, wird auf etwa 400°C erwärmt. Mit Hilfe von Chlorgas wandelt sich dabei das Ruthenium zu Rutheniumtetroixid. Reines Ruthenium erlangt man anschließend nach einer Reinigung mit Salzsäure und Wasserstoffgas.

Verwendung: Es kommt als Legierungspartner von Platin- und Palladiumlegierungen als härtender Bestandteil für Spinndüsen und als Feder für Schreibgeräte sowie anderen technischen Zwecken zum Einsatz. Daneben wird es als Salz für galvanische Bäder gebraucht.


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