铂

过渡金属元素

铂（Platinum），俗称白金，原子序数78，位于元素周期表第六周期，VIII族，是贵金属之一。铂属于铂系元素，原子量为195.05，密度为21.45g/cm3，熔点1772℃，沸点3827℃。

研究简史

20亿年前，由星球爆炸形成的巨大陨石撞击地球，地球上便出现了各种稀有而宝贵的金属，铂金从此诞生。

1735年，西班牙人乌洛亚作为科学考察团赴秘鲁时，在金矿中发现了一块难以加工的金属，跟金属银长得很像，便取名platinum。

1741年，来自拉丁美洲牙马加的一个冶金学家Wood首先将铂的样品带到英国并进行研究，被一些英国、瑞典、德国、法国及西班牙的科学家研究后，在欧洲引起了很大的兴趣，由于这种金属的熔点很高，很不容易冶炼，以及天然铂中含有铁及铜，对产品的延展性的问题没有得到很大的改进。

1748年，英国化学家沃森确认铂是一种新元素。

1785年，西班牙贝尔加拉的物理学家Chabeneau及化学家Fausto de Elhuyar提出了一个得到一定数量的具有延展性的铂的方法。

1820年，英国化学家戴维发明了铂丝酒精灯，铂对酒精的氧化反应起到了催化作用，所以铂丝酒精灯可以发出非常亮的光，可以用来照明，此灯在欧洲风行了很多年。

1822年，俄国乌拉尔山脉发现了大量的铂。

理化特性

物理性质

铂是银白色有光泽的金属，熔点1772℃，沸点3827℃，密度21.45g/cm3（20℃），较软，有良好的延展性、导热性和导电性。海绵铂为灰色海绵状物质，有很大的比表面积，对气体（特别是氢气、氧气和一氧化碳）有较强的吸收能力。粉末状的铂黑能吸收大量氢气。铂的化学性质不活泼，在空气和潮湿环境中稳定，低于450℃加热时，表面形成二氧化铂薄膜，高温下能与硫、磷、卤素发生反应。铂不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液，但可溶于王水和熔融的碱。铂的氧化态为+2、+3、+4、+5、+6。容易形成配位化合物，如Pt(NH3)2Cl2、K[Pt(NH3)Cl5]。

化学性质

铂与氟气（F2）在可控条件下进行反应，可以生成挥发性的六氟化铂（PtF6）或四聚氟化铂（Ⅴ）[(PtF5)4]。后者的结构类型与(IrF5)4、(RhF5)4、(OsF5)4和(RuF5)4的相同，并且会歧化为四氟化铂（PtF4）。

通过金属铂同氯气（Cl2）、溴单质（Br2）和碘单质（I2）的直接反应，可以生成四氯化铂（PtCl4）、四溴化铂（PtBr4）和四碘化铂（PtI4）。

同样地，在可控条件下，通过铂和氯气之间的反应可以生成氯化铂（Ⅱ）（PtCl2）。

虽然王水能溶解铂，但这与铂的状态有关，致密的铂在常温下的王水溶解速度非常慢，直径1mm的铂丝要4-5个小时才能完全溶解。铂黑（铂粉）在加热时能与浓硫酸反应，生成Pt(SO4)2、SO2和水。氯铂酸的制法是把铂金属溶解在王水中。这个反应的产物是H2PtCl6，而非以前认为的含氮铂化合物。氯铂酸是一红棕色固体，可从蒸发其溶液取得。

制备方法

制备铂时首先需要用王水对矿石或生产贱金属后的副产品进行预处理，以得到含有金和铂（如H2PtCl4）配合物的溶液。向溶液中加入氯化亚铁，可以使金沉淀下来并从溶液中分离出去。向溶液中加入NH4Cl，可以使铂以(NH4)2PtCl6的形式沉淀下来，而把H2PdCl4留在溶液中。燃烧沉淀，可以得到海绵状的粗铂。用王水重新溶解粗铂，再向溶液中加入溴化钠溶液，以除去铑和铱的杂质。然后加入氨水，使铂再次以氯铂酸铵的形式沉淀下来。最后，燃烧这种化合物，就可以得到金属铂。

应用领域

工业用途

金属铂在催化剂、传感器、抗癌药物、石油精炼、电子设备制造等领域有着广泛应用。如用于生产计算机硬盘以增加多层陶瓷电容器和混合集成电路中的存储容量；生产玻璃，用于制造液晶显示器；用作牙齿修复材料等。

铂基催化剂根据其是否含其他金属主要分为“纯铂催化剂”和“铂合金催化剂”。纯铂催化剂活性高、稳定性好，在实际工业中已经可以量产。但是纯铂催化剂成本过高，制约PEMFCs的商业化发展。铂合金催化剂能够有效降低铂载量、提高催化剂活性，还处于实验室研发阶段，制备工艺较为复杂，结构性能一致性较差，难以量化生产。

医疗用途

铂类抗癌药物是癌症化疗中不可缺少的药物，临床上对卵巢癌、前列腺癌、睾丸癌、肺癌等多种实体肿瘤都有非常明显的疗效。上市的铂类抗癌药物有四种：顺铂、卡铂、奥沙利铂和奈达铂，还有一些正在研制阶段的新药，比如环铂、乐铂、硫铂等。不同的药物特点不同，作用效果也不尽相同。

分布情况

铂常与其他铂族元素一起分散在砂积矿床和冲击矿床的多种矿物中。自然界中铂以游离态和化合态形式共同存在，常见的含铂矿物有砷铂矿、锑铂矿、硫铂矿、硫镍钯铂矿、硫铂钯矿等。世界铂族资源总储量为6.97万吨，其中南非储量6.3万吨，俄罗斯0.39万吨，津巴布韦0.12万吨，美国0.09万吨，中国0.04万吨，加拿大0.031万吨。

全球铂金属储量十分有限，近几年来主要生产国产量也持续低迷。2019年，矿山铂产量最大的国家依旧为南非（130吨），但是产量已持续3年下降；产量排行第二的国家为俄罗斯（22吨），近5年产量都基本维持在22吨左右；其后依次是津巴布韦（15吨），加拿大（7.4吨），美国（3.6吨）。从以上数据可以看出来南非和俄罗斯矿山铂产量几乎处于垄断地位，中国也主要从南非和俄罗斯进口铂。

安全措施

毒理资料

金属铂的反应活性很低，所以通常并不会引起危害。但是铂的所有化合物都有剧毒。

储存运输

储存于密封的储藏器内，并放在阴凉干爽的位置，远离氧化剂。

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