Grupo platino
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Metales del grupo del platino (PGM) en la tabla periódica
H Él
LiSer BCnorteOFNordeste
N / AMg AlabamaSiPAGSClArkansas
KCaliforniaCarolina del SurTiVCrMinnesotaFeCoNiCuZnGeorgiaGeComoSeBrKr
RbSrYZrNótese bienMesTcRuRhPdAgCDEnSnSbTeIXe
CsLicenciado en Letras*LuHfEjército de reservaWReOsIrPtAuHgTlPbBiCorreosARn
P.Real academia de bellas artes**LrRfDbSgBhHsMonteDsRgCnNueva HampshireFloridaMcLvTsOg
*LaCePrDakota del NortePmSmUEDi-sTuberculosisDyHoErTmYb
**C.AThPensilvaniaUNotario públicoPuSoyCmBkCfEsFmMarylandNo
   Metales del grupo del platino
   Otros metales nobles

Los metales del grupo del platino (abreviado como PGM ; alternativamente, los platinoides , platinidos , platidises , grupo del platino , metales del platino , familia del platino o elementos del grupo del platino (PGE) ) son seis elementos metálicos nobles y preciosos agrupados en la tabla periódica. . Estos elementos son todos metales de transición en el bloque d (grupos 8 , 9 y 10 , períodos 5 y 6 ). [1]

Los seis metales del grupo del platino son rutenio , rodio , paladio , osmio , iridio y platino . Tienen propiedades físicas y químicas similares y tienden a ocurrir juntas en los mismos depósitos minerales. [2] Sin embargo, se pueden subdividir en los elementos del grupo del platino del grupo del iridio (IPGE: Os, Ir, Ru) y los elementos del grupo del platino del grupo del paladio (PPGE: Rh, Pt, Pd) según su comportamiento en sistemas geológicos. [3]

Los tres elementos sobre el grupo del platino en la tabla periódica ( hierro , níquel y cobalto ) son todos ferromagnéticos ; estos, incluido el elemento lantánido gadolinio, son los únicos metales de transición conocidos con esta propiedad. [ cita requerida ]

Historia

El platino natural y las aleaciones ricas en platino fueron conocidas por los estadounidenses precolombinos durante muchos años. [4] Sin embargo, aunque el metal fue utilizado por pueblos precolombinos, la primera referencia europea al platino aparece en 1557 en los escritos del humanista italiano Julius Caesar Scaliger (1484-1558) como una descripción de un metal misterioso encontrado en Minas centroamericanas entre Darién (Panamá) y México ("hasta ahora imposible de derretir por ninguna de las artes españolas"). [4]

El nombre platino se deriva de la palabra española platina "pequeña plata", el nombre dado al metal por los colonos españoles en Colombia, quienes consideraban al platino como una impureza no deseada en la plata que estaban extrayendo. [4] [5]

En 1815, William Hyde Wollaston había descubierto rodio y paladio , e iridio y osmio su amigo cercano y colaborador Smithson Tennant . [6]

Propiedades y usos

Réplica del estándar nacional de kilogramos de prototipo del NIST , fabricado en 90% platino - 10% aleación de iridio
Usos significativos de determinados PGM, 1996 [1]
PGMUsarMil toz
Paladiocatalizadores automáticos4470
electrónica2070
dental1830
reactivos químicos230
Platinojoyas2370
catalizadores automáticos1830
Rodiocatalizadores automáticos490

Los metales del platino tienen muchas propiedades catalíticas útiles . Son muy resistentes al desgaste y al deslustre, lo que hace que el platino, en particular, sea muy adecuado para la joyería fina . Otras propiedades distintivas incluyen resistencia al ataque químico, excelentes características a altas temperaturas, alta resistencia mecánica, buena ductilidad y propiedades eléctricas estables . [7] Aparte de su aplicación en joyería, los metales de platino también se utilizan en medicamentos contra el cáncer, industrias, odontología, electrónica y catalizadores de escape de vehículos (VEC). [8] Los VEC contienen platino sólido (Pt), paladio (Pd) y rodio (Rh) y se instalan en el sistema de escape de los vehículos para reducir las emisiones nocivas, comomonóxido de carbono (CO), convirtiéndolos en emisiones menos nocivas. [9]

Ocurrencia

Generalmente, las rocas ígneas ultramáficas y máficas tienen un contenido de trazas de PGE relativamente alto y los granitos , bajo. Los rastros geoquímicamente anómalos ocurren predominantemente en espinelas y sulfuros de cromo . Las rocas ígneas máficas y ultramáficas albergan prácticamente todo el mineral PGM primario del mundo. Las intrusiones de capas máficas , incluido el Complejo Bushveld , superan con creces todos los demás entornos geológicos de depósitos de platino. [10] [11] [12] [13] Otros depósitos de PGE económicamente significativos incluyen intrusiones máficas relacionadas con basaltos de inundación y complejos ultramáficos del tipo Alaska, Urales. [11]: 230 

Minerales PGM

Los minerales típicos para PGM contienen aprox. 10 g de PGM / tonelada de mineral, por lo que se desconoce la identidad del mineral en particular. [14]

Platino

El platino puede ocurrir como un metal nativo, pero también puede ocurrir en varios minerales y aleaciones diferentes. [15] [16] Dicho esto, sperrylite (platino arseniuro , PTAS 2 ) de mineral es con mucho la fuente más significativa de este metal. [17] Una aleación de platino-iridio de origen natural, platiniridio , se encuentra en el mineral cooperita ( sulfuro de platino , PtS). El platino en estado nativo, a menudo acompañado de pequeñas cantidades de otros metales de platino, se encuentra en depósitos aluviales y placenteros en Colombia .Ontario , los Montes Urales y algunos estados del oeste de América . El platino también se produce comercialmente como subproducto del procesamiento del mineral de níquel . Las enormes cantidades de mineral de níquel procesado compensan el hecho de que el platino constituye solo dos partes por millón del mineral. Sudáfrica , con vastos depósitos de mineral de platino en el arrecife Merensky del complejo Bushveld , es el mayor productor mundial de platino, seguida de Rusia . [18] [19] El platino y el paladio también se extraen comercialmente del complejo ígneo Stillwater.en Montana, Estados Unidos. Los líderes de la producción primaria de platino son Sudáfrica y Rusia, seguidos de Canadá, Zimbabwe y Estados Unidos. [20]

Osmio

El osmiridio es una aleación natural de iridio y osmio que se encuentra en las arenas de los ríos que contienen platino en los Urales y en América del Norte y del Sur . También existen trazas de osmio en los minerales que contienen níquel que se encuentran en la región de Sudbury , Ontario , junto con otros metales del grupo del platino. Aunque la cantidad de metales de platino que se encuentran en estos minerales es pequeña, el gran volumen de minerales de níquel procesados ​​hace posible la recuperación comercial. [19] [21]

Iridio

El iridio metálico se encuentra con el platino y otros metales del grupo del platino en depósitos aluviales. Las aleaciones de iridio de origen natural incluyen osmiridio e iridosmina , las cuales son mezclas de iridio y osmio. Se recupera comercialmente como subproducto de la extracción y el procesamiento de níquel. [19]

Rutenio

El rutenio se encuentra generalmente en minerales con otros metales del grupo del platino en los Montes Urales y en América del Norte y del Sur . También se encuentran cantidades pequeñas pero comercialmente importantes en la pentlandita extraída de Sudbury, Ontario y en depósitos de piroxenita en Sudáfrica . [19]

Rodio

La extracción industrial de rodio es compleja, porque ocurre en minerales mezclados con otros metales como paladio, plata , platino y oro . Se encuentra en los minerales de platino y se obtiene libre como un metal inerte blanco que es muy difícil de fusionar. Las principales fuentes de este elemento se encuentran en Sudáfrica, Zimbabwe, en las arenas de los ríos de los Montes Urales , América del Norte y del Sur, y también en el área minera de sulfuro de cobre y níquel de la región de la cuenca de Sudbury . Aunque la cantidad en Sudbury es muy pequeña, la gran cantidad de mineral de níquel procesado hace que la recuperación de rodio sea rentable. Sin embargo, la producción mundial anual en 2003 de este elemento es de sólo 7 u 8 toneladas.y hay muy pocos minerales de rodio. [22]

Paladio

El paladio se aloja preferentemente en minerales sulfurados, principalmente en pirrotita. [11] El paladio se encuentra como un metal libre y se alea con platino y oro con metales del grupo del platino en depósitos de placer de los Montes Urales de Eurasia , Australia , Etiopía , América del Sur y del Norte . Sin embargo, se produce comercialmente a partir de depósitos de níquel y cobre que se encuentran en Sudáfrica y Ontario, Canadá . El enorme volumen de mineral de níquel-cobre procesado hace que esta extracción sea rentable a pesar de su baja concentración en estos minerales. [22]

Producción

Diagrama de flujo del proceso para la separación de los metales del grupo del platino.

La producción de metales individuales del grupo del platino normalmente comienza a partir de los residuos de la producción de otros metales con una mezcla de varios de esos metales. La purificación generalmente comienza con los residuos del ánodo de la producción de oro, cobre o níquel. Esto da como resultado un proceso de extracción muy intensivo en energía, que tiene consecuencias medioambientales. Dado que se espera que las emisiones de Pt aumenten como resultado de una mayor demanda de metales de platino, así como de la expansión de la actividad minera en el Complejo Ígneo Bushveld, se necesita más investigación para determinar los impactos ambientales. [23] Los métodos de purificación clásicos aprovechan las diferencias en la reactividad química y la solubilidad de varios compuestos de los metales que se extraen. [24] Estos enfoques han dado lugar a nuevas tecnologías que utilizan la extracción con disolventes .

La separación comienza con la disolución de la muestra. Si se usa agua regia , se producen los complejos de cloruro. Dependiendo de los detalles del proceso, que a menudo son secretos comerciales, los PGM individuales se obtienen como los siguientes compuestos: el (NH 4 ) 2 IrCl 6 y (NH 4 ) 2 PtCl 6 , PdCl 2 (NH 3 ) 2 poco soluble , los volátiles OsO 4 y RuO 4 , y [RhCl (NH 3 ) 5 ] Cl 2 . [25]

Producción en reactores nucleares

Artículo principal: Síntesis de metales preciosos.

Cantidades significativas de los tres metales ligeros del grupo del platino (rutenio, rodio y paladio) se forman como productos de fisión en los reactores nucleares. [26] Con la escalada de precios y el aumento de la demanda mundial, los metales nobles producidos en reactores están emergiendo como una fuente alternativa. Hay varios informes disponibles sobre la posibilidad de recuperar metales nobles de fisión del combustible nuclear gastado. [27] [28] [29]

Problemas ambientales

Anteriormente se pensaba que los metales del grupo del platino tenían muy pocos atributos negativos en comparación con sus propiedades distintivas y su capacidad para reducir con éxito las emisiones nocivas de los escapes de los automóviles. [30] Sin embargo, incluso con todos los aspectos positivos del uso del metal platino, los efectos negativos de su uso deben tenerse en cuenta en cómo podría afectar el futuro. Por ejemplo, se considera que el Pt metálico no es químicamente reactivo y no alergénico, por lo que cuando el Pt se emite de los VEC, se encuentra en formas metálicas y de óxido, se considera relativamente seguro. [31] Sin embargo, el Pt puede solubilizarse en el polvo de la carretera, entrar en las fuentes de agua, el suelo y en los animales a través de la bioacumulación. [31] Sin embargo, estos impactos de los grupos del platino no se consideraron anteriormente.[32] Con el tiempo, la acumulación de metales del grupo del platino en el medio ambiente puede representar un riesgo mayor de lo que se pensaba anteriormente. [32] Se necesitan investigaciones futuras para comprender completamente la amenaza de los metales de platino, especialmente porque a medida que se conducen más automóviles, más emisiones de metales de platino hay.

La bioacumulación de metales Pt en animales puede representar un riesgo significativo para la salud tanto para los seres humanos como para la biodiversidad. Las especies tenderán a volverse más tóxicas si su fuente de alimento está contaminada por estos peligrosos metales Pt emitidos por los VEC. Esto puede dañar potencialmente a otras especies, incluidos los humanos, si comemos estos animales peligrosos, como el pescado. [32]

El cisplatino es un fármaco a base de platino que se utiliza en la terapia de neoplasias humanas. El éxito médico del cisplatino está en conflicto como resultado de los efectos secundarios graves.

Los metales de platino extraídos durante el proceso de extracción y fundición también pueden causar impactos ambientales significativos. En Zimbabwe, un estudio mostró que la minería del grupo del platino causaba importantes riesgos ambientales, como la contaminación de las fuentes de agua, el drenaje ácido del agua y la degradación ambiental. [33]

Otro peligro del Pt es la exposición a las sales de Pt halogenadas , que pueden causar reacciones alérgicas en altas tasas de asma y dermatitis. Este es un peligro que a veces se puede ver en la producción de catalizadores industriales, lo que hace que los trabajadores tengan reacciones. [31] Los trabajadores retirados inmediatamente del contacto posterior con las sales de Pt no mostraron evidencia de efectos a largo plazo, sin embargo, la exposición continua podría provocar efectos en la salud. [31]

El uso de medicamentos de platino también debe reevaluarse, ya que algunos de los efectos secundarios de estos medicamentos incluyen náuseas, pérdida de audición y nefrotoxicidad. [31] El manejo de estos medicamentos por parte de profesionales, como enfermeras, también ha provocado algunos efectos secundarios, como aberraciones cromosómicas y caída del cabello. Por lo tanto, es necesario evaluar y considerar los efectos a largo plazo del uso y la exposición a los medicamentos a base de platino para determinar si es seguro usarlos en la atención médica.

Si bien la exposición a volúmenes relativamente bajos de emisiones de metales del grupo del platino puede no tener efectos sobre la salud a largo plazo, existe una preocupación considerable sobre cómo la acumulación de emisiones de metales de Pt afectará el medio ambiente y la salud humana. Esta es una amenaza que necesitará más investigación para determinar los niveles seguros de riesgo, así como las formas de mitigar los peligros potenciales de los metales del grupo del platino. [34]

Ver también

  • Metales del grupo del platino en África
  • Arrecife Merensky

Notas

  1. ^ a b Renner, H .; Schlamp, G .; Kleinwächter, I .; Drost, E .; Lüschow, HM; Tews, P .; Panster, P .; Diehl, M .; et al. (2002). "Metales y compuestos del grupo del platino". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Wiley. doi : 10.1002 / 14356007.a21_075 . ISBN 3527306730.
  2. ^ Harris, DC; Cabri LJ (1991). "Nomenclatura de aleaciones de elementos del grupo del platino; revisión y revisión". El mineralogista canadiense . 29 (2): 231-237.
  3. ^ Rollinson, Hugh (1993). Uso de datos geoquímicos: evaluación, presentación, interpretación . Longman Científico y Técnico. ISBN 0-582-06701-4.
  4. ↑ a b c Weeks, ME (1968). Descubrimiento de los elementos (7 ed.). Revista de educación química. págs. 385–407. ISBN 0-8486-8579-2. OCLC  23991202 .
  5. ^ Woods, Ian (2004). Los elementos: platino . Libros de referencia. ISBN 978-0-7614-1550-3.
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  24. ^ Hunt, LB; Palanca, FM (1969). "Metales de platino: una encuesta de recursos productivos para usos industriales" (PDF) . Revisión de metales de platino . 13 (4): 126-138 . Consultado el 2 de octubre de 2009 .
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enlaces externos

  • Platinum Today: la principal autoridad mundial en metales del grupo del platino
  • Precios al contado del grupo Platinum
  • Página de USGS sobre PGM
  • Platinum Metals Review: una revista trimestral gratuita de investigación sobre la ciencia y la tecnología de los metales del grupo del platino y los desarrollos en su aplicación en la industria.
  • Informe de Accenture sobre metales del grupo del platino de fuentes no terrestres
  • La base de datos PGM: datos que definen las propiedades físicas y las características de los metales del grupo del platino y sus aleaciones.
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