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Platine
L'Histoire et les propriétés de la Platine
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Généralités
- Nom, Symbole, Numéro Platine, Pt, 78
- Série chimique métal de transition
- Groupe, Période, Bloc 10, 6, d
- Masse volumique, 21090 kg/m³
- Dureté 3,5
- Couleur blanc-gris
- Propriétés atomiques
- Masse atomique 195,078 u
- Rayon atomique (calc.) 135 (177) pm
- Rayon de covalence 128 pm
- Rayon de van der Waals 175 pm
- Configuration électronique [Xe]4f145d96s1
- Nombre d'électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 32, 17, 1
- États d'oxydation (oxyde) 2, 4 basique
- Structure cristalline cubique face centrée
Propriétés physiques
- État de la matière solide
- Température de fusion 2041,4 K
- Température de vaporisation 4098 K
- Volume molaire 9,09×10-6 m³/mol
- Énergie de vaporisation 510 kJ/mol
- Énergie de fusion 19,6 kJ/mol
- Pression de vapeur à 2045 K 0,0312 Pa
- Vitesse du son à 20°C 2680 m/s
- Divers
- Électronégativité (Pauling) 2,28
- Chaleur massique 130 J/(kg.K)
- Conductivité électrique 9,66×106 S/m
- Conductivité thermique 71,6 W/(m.K)
- 1er potentiel d'ionisation 870 kJ/mol
- 2e potentiel d'ionisation 1791 kJ/mol
- Isotopes les plus stables
- iso AN période MD Ed MeV PD
- 190Pt 0,01 % 650×109 ans a 3,249 186Os
- 192Pt 0,79 % Pt est stable avec 114 neutrons
- 193Pt {syn.} 50 ans e 0,057 193Ir
- 194Pt 32,9 % Pt est stable avec 116 neutrons
- 195Pt 33,8 % Pt est stable avec 117 neutrons
- 196Pt 25,3 % Pt est stable avec 118 neutrons
- 198Pt 7,2 % Pt est stable avec 120 neutrons
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.
C'est un métal de transition dur, malléable, ductile, précieux de couleur gris-blanc. Le platine est résistant à la corrosion, et on le trouve dans certains minerais de cuivre ou de nickel, ainsi que sous forme de dépôt natif. Le platine est utilisé en bijouterie, dans les équipements de laboratoire, en médecine dentaire, pour certains contacts électriques et dans les pots catalytiques des véhicules.
Sommaire
1 Histoire
2 Propriétés
2.1 Isotopes
3 Gisements et production
4 Utilisation
4.1 Précautions
5 Symbolique
6 Liens externes
Histoire
Présent naturellement dans la nature, le platine et les alliages de platine étaient connus depuis longtemps.
Ce métal était utilisé par les indiens pré-colombiens, et la première référence européenne apparut en 1557 dans les écrits de l'humaniste italien Julius Caesar Scaliger (1484-1558) qui le décrivit comme un métal mystérieux venant de mines situées entre Darién (Panama) et Mexico.Les Espagnols nommèrent le métal platina (petit argent) quand ils le découvrirent en Colombie. Ils le considéraient alors comme une impureté de l'argent et ne le conservaient pas. Le platine fut découvert par les astronomes Antonio de Ulloa et don Jorge Juan y Santacilia (1713-1773), qui tous deux avaient été appointés par le roi Philippe V d'Espagne pour rejoindre une expédition géographique au Pérou qui dura de 1735 à 1745. Parmi d'autres choses, Ulloa observa le platina del pinto, un métal inexploitable trouvé avec l'or de Nouvelle Grenade (Colombie). Des corsaires britanniques interceptèrent le navire d'Ulloa sur le chemin du retour. Bien qu'il fût bien traité en Angleterre et admis comme membre de la Royal Society, on l'empêcha de publier une référence aux métaux inconnus avant 1748. Avant que cela ne puisse arriver, Charles Wood isola indépendamment l'élément en 1741. Le symbole alchimique du platine (ci-contre) a été créé par fusion des symboles de l'argent et de l'or. Le platine est maintenant considéré comme un métal plus précieux que l'or, de tel sorte qu'une récompense de platine est meilleure qu'une récompense d'or. Le prix du platine varie en fonction de sa disponibilité, mais normalement il coûte environ deux fois plus cher que l'or. La définition standard d'un mètre fut longtemps basée sur la distance entre deux marques sur une barre de platine iridié conservée au Bureau international des poids et mesures à Sèvres en France. Aujourd'hui un cylindre de platine iridié, également conservé au BIPM, sert de prototype au kilogramme. Le platine est également utilisé dans la définition de l'électrode standard à hydrogène.
Propriétés
Ce métal a une très belle couleur argent-blanc lorsqu'il est pur, il est de plus malléable et ductile, et résistant à la corrosion.
Sa résistance à l'abrasion et au ternissement font qu'il est parfaitement adapté pour un usage en bijouterie. Le platine résiste aux attaques chimiques : le platine ne s'oxyde pas à l'air libre mais peut être corrodé par le cyanure, les halogènes, le soufre et les métaux alcalins caustiques. Il est insoluble dans l'acide chlorhydrique et dans l'acide nitrique, mais se dissout dans l'eau régale (mélange de ces deux acides). Porté à haute température (à partir de 600 °C), il réagit avec le dioxygène de l'air pour former un oxyde volatil (PtO2). Les caractéristiques catalytiques du platine, comme celles des six autres métaux de la famille du platine, sont exceptionnelles. Par exemple, un mélange de dihydrogène et de dioxygène explose en présence de platine : le platine catalyse la réaction qui est exothermique, l'élévation de température consécutive provoque alors un emballement de la réaction, d'où l'explosion.
Isotopes
Le platine naturel se compose de cinq isotopes stables et d'un isotope radioactif, le 190Pt, de très longue période radioactive (650 milliards d'années). Il existe aussi de nombreux autres radioisotopes dont le plus stable est le 193Pt dont la période est de 50 ans.
Gisements et production
Minerai de platineLe platine se trouve en général à l'état natif et le minerai de sperrylite (arséniure de platine, PtAs2) est la source principal du métal. L'alliage platine/iridium naturel est le platiniridium et se trouve aussi dans le coopérite minéral (sulfure de platine, PtS). Le platine, souvent accompagné de faibles quantités d'autres métaux de la famille du platine, se trouvés dans les alluvions en Afrique du Sud, Colombie, dans l'Ontario, dans l'Oural et dans certains états de l'ouest des États-Unis d'Amérique. Le platine est obtenu commercialement comme un sous-produit du traitement du minerai de nickel, qui en contient deux grammes par tonne.
Pays Tonnes % du total
Afrique du Sud 148,3 75,8
Russie 29,6 15,1
Canada 7,4 3,8
Zimbabwe 4,4 2,2
États-Unis 4,1 2,1
Total 5 pays 193,8 99,0
Total monde 195,7 100,0
Chiffres de 2003, métal contenue dans les minerais et concentrées, source : L'état du monde 2005
Utilisation
Le platine est très utilisé en bijouterie, dans les contacts électriques, dans les creusets et dans les fourneaux électriques à haute-température. Il est souvent utilisé comme catalyseur chimique (dans les pots catalytiques des véhicules et dans différents procédés industriels). Voici d'autres utilisations : Il peut adsorber une grande quantité de dihydrogène, qu'il relâche lorsqu'il est chauffé. Son utilisation dans la conception d'un conteneur d'hydrogène associé à des piles à combustible est à l'étude. L'industrie chimique utilise une quantité significative de platine ou d'alliage platine-rhodium sous forme de gaz pour catalyser l'oxydation partielle de l'ammoniac pour produire de l'oxyde nitrique, qui entre dans la composition d'engrais, d'explosifs et de l'acide nitrique. Des catalyseurs au platine sont utilisé dans le raffinage et la transformation du pétrole, ainsi que dans d'autres processus de la production d'essence et de composés aromatiques dans l'industrie pétrochimique. Ce métal a un coefficient d'expansion presque égal à celui du verre de silicate sodocalcique et est donc utilisé pour sceller des électrodes dans du verre. Les alliages de platine et cobalt ont d'excellentes propriétés magnétiques. Un alliage de 76,7 % de platine et 23,3 % de cobalt, en masse, constitue un aimant extrêmement puissant. L'alliage platine/osmium 90/10 est utilisé pour réaliser des stimulateurs cardiaques, des valvules cardiaques artificielles ou d'autres implants. Utilisé pour recouvrir le nez des missiles, les injecteurs des moteurs à réaction et des dispositifs qui doivent pouvoir fonctionner durablement à haute température. Un fil de platine fin est porté à incandescence est un catalyseur de la réaction de transformation du méthanol (vapeur) en formaldéhyde. Ce phénomène a eu une application commerciale dans la fabrication de briquets ou de chaufferettes à alcool. Le cisplatine [PtCl2(NH3)2] et le carboplatine sont certaines des substances les plus efficaces dans le traitement de certains types de cancer dont la leucémie et le cancer du testicule. La variation de sa résistivité en fonction de la température étant notable, il est utilisé pour les thermomètres à résistance de platine. Il est également utilisé dans des thermocouples, sous la forme d'une soudure entre du platine pur et du platine rhodié.
Précautions
Ce métal ne pose pas de problèmes de santé normalement en raison de sa nature non réactive, mais tous les composés de platine doivent être considérés comme hautement toxiques. Les composés de platine sont rares dans la nature.
Symbolique
Les noces de platine symbolisent les 70 ans de mariage dans la tradition française.
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