Il Platino

Materie:	Appunti
Categoria:	Chimica
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Data:	15.10.2001
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Platino

Chimica

Il platino, di simbolo Pt, di numero atomico 78 e di peso atomico 195,09, è un solido bianco-grigiastro, relativamente molle, duttile, malleabile, tenace. La sua densità è 21,4, fonde a 1.769 ºC, volatilizza al forno elettrico. È permeabile ai gas e, soprattutto se suddiviso (spugna e nero di platino), assorbe in superficie notevoli quantità di gas, particolarmente di idrogeno, con una liberazione di calore tale da diventare incandescente e provocare l'accensione di miscele gassose, ad es. di aria e idrogeno. Il platino non reagisce con l'ossigeno neppure a temperatura elevata ma si combina a caldo con cloro, zolfo, fosforo, arsenico, silicio e con i metalli a basso punto di fusione, come il piombo e lo zinco. Non è attaccato dagli acidi, ma si scioglie nell'acqua regia.

Composti del platino

Il platino è bivalente nei composti platinosi, tetravalente nei composti platinici. Si conoscono due ossidi, di formula PtO e PtO2, entrambi neri. Il cloruro platinoso PtCl2 è una polvere verde che deriva dalla dissociazione del cloruro platinico. Si scioglie nell'acido cloridrico per dar luogo all'acido complesso H2[PtCl4], i cui sali sono chiamati tetracloroplatinati ( II). È anche in grado di fornire un grande numero di composti complessi con l'ammoniaca e le ammine.
Il cloruro platinico PtCl4deriva dall'attacco dell'acqua regia sul metallo e si trova sotto forma di acido esacloroplatinico H2[PtCl6], i cui sali di potassio e di ammonio sono insolubili, proprietà utilizzata nell'analisi chimica e nella preparazione del platino. Ai sali di platino tetravalenti corrispondono inoltre numerosi composti complessi con l'ammoniaca e le ammine. L'azione del cianuro di potassio sul platino dà luogo al tetracianoplatinato di potassio K2[Pt(CN)4]; il corrispondente sale di bario serve per la preparazione degli schermi fluorescenti impiegati in radioscopia.
Fra i complessi di Pt ( II) non organometallici, particolarmente interessanti da un punto di vista strutturale sono il dicloruro di platino a struttura esomera [PtCl2]6, il tetracloroplatino [PtCl4]²­ anione di colore rosso e il tetraammino platino [Pt(NH3)4]+. Ci sono inoltre numerosi complessi neutri di formula generale: PtXYL1L2 (dove X, Y sono gruppi anionici e L leganti neutri donatori come ammine, fosfine, arsine, ossido di carbonio, ECC.). I COMPLESSI DI PT (IV) sono molto numerosi e sono tutti a struttura ottaedrica; tralasciando gli organometallici, troviamo: [Pt(ammina)6]²+ e [PtX6]²­. Negli stati di ossidazione inferiori si hanno complessi mononucleari e cluster in cui i principali leganti sono ossido di carbonio e fosfine. Nei metallocarbonili neutri troviamo: il derivato polimerico [Pt(CO)2]n di colore bruno, l'alogeno carbonile dimero [Pt(CO)Cl2]2 (tetraclorodicarbonilediplatino) e il derivato dicarbonilfosfinico Pt(PPh3)2(CO)2. Il platino dà moltissimi composti organometallici: derivati carbenici, isonitrilici, arilici, alchilici, acilici, acetilenici, olefinici. Tra i derivati π- allilici troviamo il bis (triaptoallile) platino (π³—C3H5)2Pt incolore. Tra i derivati -ciclopentadienilici il tetrakis (pentaaptociclopentadienile) di platino [(π5—C5H5)2Pt]2 di colore verde e tra i derivati π-ciclopentadienilcarbonilici il bis (pentaaptociclopentadienile) dicarbonilediplatino (π5—C5H5)Pt(CO)2 rosso-viola. I complessi di platino sono abbastanza stabili e su di essi sono stati studiati a fondo i meccanismi di reazione, l'attività catalitica e gli effetti termodinamici e cinetici causati dalla posizione cis e trans di alcuni leganti rispetto agli altri.

Preparazione

Il platino si trova allo stato nativo nella sabbia, mescolato con l'oro e con altri metalli dello stesso gruppo, cioè rutenio, rodio, palladio, osmio, iridio; quando è associato a ferro e a rame lo si trova in tenori anche notevoli. I principali paesi produttori sono la Repubblica Sudafricana, la Russia e il Canada. Non è possibile fornire dati statistici ufficiali in quanto molti paesi considerano segreti i dati relativi alla propria produzione. Si può con certezza affermare che negli ultimi anni la produzione è aumentata a causa dell’aumento della richiesta delle industrie a più alta densità tecnologica (industria elettronica, aeronautica e aerospaziale) nonché del settore della strumentalizzazione per la depurazione dei gas di scarico dalle autovetture e per il controllo delle alte temperature. I vari metalli sono estratti sul posto attraverso una serie di lavaggi; l'oro è in qualche caso separato per amalgamazione. Si ottiene così il platino minerale, che, attaccato con acido nitrico, viene separato da ferro e rame. Dopo filtrazione il residuo solido è trattato con acqua regia, la quale scioglie il platino, l'iridio e il palladio sotto forma di cloruri, lasciando una sabbia ricca di lega osmioiridio. Un'addizione di cloruro di ammonio fa precipitare il platino allo stato di cloroplatinato di ammonio. Calcinando tale miscela si ottiene una massa spugnosa, la spugna di platino, che viene fusa al cannello ossidrico in un crogiolo di calce: la lega che si ottiene viene generalmente venduta tal quale (platiniridio). Il platino puro è ottenuto, dopo trasformazione della miscela in nitrocomposti complessi solubili, per precipitazione sotto forma di cloroplatinato di ammonio. Una certa quantità di platino viene anche estratta dai residui di minerali canadesi di rame e di nichel e dai fanghi dell'affinazione elettrolitica del rame.
Dai residui platiniferi e in particolare dalla sabbia ricca di lega osmioiridio si ottiene l'osmio puro mediante ossidazione (con acqua regia e nitrato di potassio, oppure biossido di bario o sodio) e successiva riduzione in soluzione cloridrica con zinco o mercurio o con un formiato alcalino.

Impieghi

Per la sua inalterabilità all'aria, sia a temperatura ambiente sia ad alta temperatura, e la sua resistenza alla maggior parte degli agenti chimici (acqua regia esclusa), il platino è utilizzato per la fabbricazione di numerosi apparecchi di laboratorio e attrezzature dell'industria chimica (crogioli, capsule, catalizzatori in lega al 10% di rodio, ecc.). Per ovviare alla sua eccessiva malleabilità è spesso necessario unirlo in lega ad altri metalli, come oro, rame, rodio, iridio, palladio, tungsteno. Nell'oreficeria il platino è impiegato in lega col rame (10%) o col rutenio (5%) oppure con l'iridio (10%).
In elettrotecnica vengono impiegate leghe platinorodio (10%) per i contatti, per i resistori dei forni a resistenza, per le termocoppie. Per i contatti elettrici sottoposti a manovra frequente vengono preferite leghe di platino e iridio (20%) [impiegate anche per termocoppie] o di platino e rutenio (10%). Taluni elettrodi (candele di platino) sono migliorati con l'addizione di una piccola percentuale di tungsteno (fino al 5%).
Il platino e le sue leghe hanno varie altre applicazioni in chirurgia, nella protetica dentaria, nelle apparecchiature fisiche di precisione (metro campione in platino al 10% di iridio), per la preparazione di filiere per vetro o raion (platinorodio oppure lega formata per il 25% di platino, per il 25% di oro, per il 50% di palladio).