Губчатая платина

г

ГУБЧАТАЯ ПЛАТИНА, разновидность металлической платины, получаемая при разложении нагреванием до высокой температуры соединений платины. Однако не все соединения платины при накаливании дают  губчатую платину. Если будем, например, подвергать хлорную платину действию высокой температуры, то она, освободившись от связанного с ней хлора, выделится в обыкновенном металлическом состоянии. В губчатом же состоянии она выделится, если будем нагревать ее комплексную соль, т. е. двойную соль ее с хлористым аммонием («нашатырная платина»). При разрушении этой соли выделяющиеся из нее газы (хлористый водород, аммиак и хлор) разрыхляют платину, делают ее пористой и препятствуют уплотнению до компактного металлического состояния.

В зависимости от условий разложения нашатырной платины губчатая платина получается в виде губчатой массы или в виде тонкого губчатого порошка. В том и другом состоянии она серого цвета, не блестит, но, благодаря большой поверхности, вследствие ее рыхлости и пористости, в ней сильнее, чем у металлической платины, выражена адсорбирующая способность по отношению к газам и парам. Платина вообще обладает способностью сгущать на своей поверхности кислород, водород и другие газы. Некоторая часть поглощенных газов входит и в химическое соединение с платиной даже при высокой температуре, что делает платину, особенно в губчатом состоянии или в виде так называемой платиновой черни, очень активным контактным телом и катализатором. Губчатая платина и платиновая чернь суть агрегатные разновидности т. н. молекулярной платины. Если нашатырную или хлорную платину подвергать действию восстановителей (щелочь и муравьиная кислота, щелочь и формальдегид или гидразингидрат), то уже на холоде или при слабом нагревании на водяной бане можно выделить всю платину в том ее мелкораздробленном состоянии, которому присущ не серый, а черный цвет; это и есть платиновая чернь. Получаемая при более низкой температуре, она еще более рыхла, менее уплотнена, чем платиновая губка, а потому и проявляет себя более активным катализатором.

Насколько активность губчатой платины зависит от способов ее приготовления, ясно из следующих явлений: водород при контакте с платиной загорается на воздухе уже при обыкновенной температуре; смесь водорода с кислородом (гремучий газ) взрывает, если внести в нее губчатую платину. Но эту же реакцию соединения водорода с кислородом в гремучем газе можно осуществить без взрыва, со спокойным течением процесса. Для этого надо взять чистую глину или каолин в порошке, смочить ее водой и скатать маленький шарик величиной с горошину или немного больше, просушить его, а затем погрузить в раствор нашатырной платины. Пропитанный этим раствором шарик прокаливают; в нем самом, в его порах и на его поверхности отложится губчатая платина не в виде сплошной массы, а разъединенная веществом глины. Платинированная поверхность такого каолинового шарика сохранит свою контактную активность, но будет менее энергично ее проявлять, а потому при введении такого шарика в гремучую смесь, собранную в стеклянной трубке над ртутью, взрыва не произойдет, но реакция пройдет довольно быстро, и течение ее можно наблюдать во времени; весь кислород и водород соединятся в воду. Из этого опыта видно, насколько действие губчатой платины различно в зависимости от характера и свойств ее поверхности.

Первое техническое применение губчатой платины основано было на том наблюдении Кл. Винклера в 1875 г., что сернистый газ в контакте с ней легко соединяется с кислородом и дает серный ангидрид. Платина является как бы передатчиком или переносчиком кислорода на молекулы сернистого газа, тем посредником этой реакции, без которого последняя не совершается. Эта реакция и лежит в основе контактного метода приготовления серной кислоты. Лучший катализатор для заводского получения серной кислоты был приготовлен лет двадцать тому назад «Товариществом Тентелевского химического завода» в Петербурге в виде платинированного асбеста, содержащего 7% губчатой платины. Этот контактный препарат нашел себе скоро применение и на иностранных заводах серной кислоты. Очень активная губчатая платина содержится в золе, получаемой сжиганием фильтровальной бумаги, пропитанной нашатырной платиной: приготовленная т. о. платина воспламеняет водород даже при –20°. Т. к. и окислы платины вызывают реакции окисления, энергично протекающие не только при обыкновенной температуре, но даже при –190°, то присутствием этих окислов на поверхности платины может объясняться энергичное действие ее на различные органические вещества (воспламенение и горение их на воздухе, окисление спирта в уксусную кислоту и пр.).

Губчатая платина весьма активный катализатор, возбуждающий и проводящий многие химические процессы. Под ее влиянием протекает легко, окисление аммиака кислородом в азотную кислоту, но и обратный переход, например, восстановление окиси азота водородом до аммиака с образованием воды, возможен в контакте с платиной. В присутствии губчатой платины и воды окись азота легко восстанавливается сернистым ангидридом до закиси азота с одновременным образованием серной кислоты. Указанные реакции представляют прекрасные поучительные примеры восстановительно-окислительного катализа в области неорганической химии. Но восстановительно-окислительный катализ широко распространен в биохимических процессах, где роль платины играют ферменты, вырабатываемые живой природой. Пероксидазы, встречающиеся в организмах, выделяют подобно платине активированный кислород из перекиси водорода. Механизм контактных превращений под влиянием платины известен и в области органических соединений в процессах восстановления и необратимого катализа ненасыщенных гидроароматических углеводородов и терпенов. При необратимом катализе, под влиянием платины, а также и палладия, происходит перераспределение атомов водорода среди молекул катализируемого углеводорода таким образом, что одни молекулы теряют (дегидрогенизируются), а другие присоединяют (гидрогенизируются) весь водород (см. Гидрирование), освобожденный первыми, и в конечном итоге из исходного непредельного углеводорода возникают два новых тела: ароматический углеводород и продукт полной его гидрогенизации. Например, циклогексен превращается необратимо до конца в бензол и гексагидробензол (циклогексан):

2 С6Н12 ß 3 C6H10 à С6Н6.

Восстановительно-окислительный катализ ярко выражен на этом примере. Это и есть необратимый катализ - необратимый потому, что для смеси бензола и гексагидробензола невозможно создать условий, при которых, под влиянием контакта с любым катализатором, эти углеводороды перераспределили бы свой водород таким обр., чтобы в конечном результате они дали циклогексен.

Губчатая платина ждет еще дальнейших приложений ее активных свойств.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.