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Platine Cet article concerne l'élément chimique. Pour les autres signiﬁcations

Platine Cet article concerne l'élément chimique. Pour les autres signiﬁcations du mot « platine », voir Platine (homonymie). Le platine est un élément chimique, de symbole Pt et de numéro atomique 78. C'est un métal de transition dense, malléable, ductile, rare et précieux, de couleur gris-blanc. Le platine est un métal noble résistant à la corrosion, on le trouve souvent associé à certains minerais de cuivre ou de nickel, plus rarement sous forme de dépôts natifs (en Afrique du Sud notam- ment). Il est utilisé en bijouterie, dans les équipements de laboratoire, en médecine dentaire (réalisation de fausses dents en alliage or-platine), pour certains contacts élec- triques et surtout dans les pots catalytiques des véhicules. 1 Histoire Présent dans la nature, le platine et ses alliages sont connus depuis longtemps. Ce métal était utilisé en Amérique précolombienne, et la première référence européenne apparut en 1557 dans les écrits de l'humaniste Jules César 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 le mettaient au rebut. Le platine fut découvert par le militaire et astronome Antonio de Ulloa (1716-1795), qui avec Jorge Juan y Santacilia (1713-1773), avait été chargé par le roi Philippe V d'Espagne de rejoindre la mission scientiﬁque française au Pérou (1735–1745). 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’Ul- loa sur le chemin du retour. Quoiqu’il fût bien traité en Angleterre et admis comme membre de la Royal Socie- ty, on l’empêcha de publier[réf. nécessaire] une référence aux métaux inconnus avant 1748. Avant que cela ne puisse ar- river, 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. Symbole alchimique du platine Le platine est maintenant considéré comme un métal plus précieux que l'or, de telle sorte qu'une récompense de pla- tine est supérieure à une récompense d'or. La déﬁnition standard d'un mètre fut longtemps fondée sur la distance entre deux marques gravées sur une barre en platine iridié conservée au Bureau international des poids et mesures à Sèvres en France. Aujourd'hui, un cy- lindre en 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. 2 Propriétés Platine natif Ce métal a une couleur argent-blanc lorsqu'il est pur, il est malléable, ductile et très résistant à la corrosion. Sa résistance à l'abrasion et au ternissement font qu'il est apprécié en bijouterie. 1 2 4 UTILISATION Le platine interagit avec de nombreuses molécules, ce qui en fait un catalyseur très recherché. À température ambiante, il résiste cependant à de nombreuses attaques chimiques : il ne s’oxyde pas à l'air libre, et n'est cor- rodé que par les cyanures, les halogènes, le soufre et les métaux alcalins caustiques. Sauf à l'état de micro- ou na- noparticules, il est insoluble dans l'acide chlorhydrique HCl et dans l'acide nitrique HNO3, mais il se dissout dans l'eau régale (mélange de ces deux acides). Le pla- tine ne s’oxyde ni à l'air ambiant ni en présence d'oxygène O2 pur, mais, en faisant réagir de l'acide chloroplatinique H2PtCl6·6H2O avec divers sels azotés, on obtient un ni- trate de platine qui, une fois réduit, donne un oxyde hy- draté de platine qui pourra être encore réduit en dioxyde de platine PtO2, un oxyde lamellaire stable semblable au rutile TiO2 d'un point de vue cristallographique[8], qui a également un pouvoir catalytique (catalyseur d'Adams), et qui peut être réduit en platine colloïdal par l'hydrogène H2 aﬁn d'obtenir par exemple un catalyseur beaucoup plus puissant appelé noir de platine, très réactif de par sa surface particulière. On peut obtenir aussi, par un pro- cédé en partie semblable, une éponge de platine, un autre type de catalyseur en platine pur, qui oﬀre de même une large surface, comparable au noir de platine. Les caractéristiques catalytiques du platine, comme celles des six autres métaux du groupe du platine, sont ex- ceptionnelles. Ainsi, un mélange d'hydrogène H2 et d'oxygène O2 explose en présence de platine : le pla- tine catalyse la réaction, qui est exothermique, l'élévation de température consécutive provoque alors un embal- lement de la réaction, d'où l'explosion. Sous certaines formes, le platine est un puissant toxique (il détruit l'ADN en empêchant la double hélice de se dérouler), ce pourquoi il est utilisé pour traiter certains cancers (chimiothérapie) en bloquant le processus de division ra- pide normal de certaines cellules (dont celles qui font pousser les cheveux, d'où une chute des cheveux lors de certaines chimiothérapies). 2.1 Isotopes Le platine naturel est un mélange 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 après le 190Pt, est le 193Pt, dont la période est de 50 ans. 3 Gisements et production Le platine se trouve en général à l'état natif et le minerai de sperrylite (arséniure de platine, PtAs2) est la source principale 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, peut être trou- vé dans certaines alluvions ; en Afrique du Sud où il est aussi fortement concentré dans le complexe magmatique de Bushveld (environ 5 g/t), Colombie, en Ontario, dans l'Oural et dans certains états de l'ouest des États-Unis d'Amérique. En Europe, il est extrait dans le grand nord de la Russie, dans les gisements de cuivre et nickel de la presqu'île de Taïmyr, dans le massif de Konder, dans le complexe métallurgique et minier de Norilsk créé par la Russie soviétique en 1935 (en 1953, on y produisait déjà 35 % du nickel de l'Union Soviétique, 30 % du co- balt et 90 % des métaux du groupe du platine, ou « plati- noïdes »). Cette activité est à l'origine de la ville de No- rilsk (175 000 habitants) et d'une voie ferrée qui trans- porte le minerai vers le port de Doudinka sur l'Ienisseï puis vers l'usine Severonickel dans la presqu'île de Kola. 330 000 t de nickel ont été extraites du sol rien qu'en 2003 (c'est 23,6 % de la production mondiale). C'est du même minerai qu'est tiré le platine, qui y est présent en faible quantité[9]. Le platine est le plus souvent produit commercialement comme sous-produit du traitement du minerai de nickel, qui en contient deux grammes par tonne. Minerai de platine Chiﬀres de 2003, métal contenu dans les minerais et concentrées, source : L'état du monde 2005 En 2008, l'oﬀre mondiale était de 198 tonnes réparties comme suit[10] : • 170 tonnes proviennent de l’extraction minière, • 28 tonnes issues du recyclage des catalyseurs auto- mobiles. 4 Utilisation Le platine est très utilisé en bijouterie, dans les contacts électriques, dans les creusets et dans les fourneaux élec- triques à haute-température. Avec deux autres métaux du groupe du platine, il est souvent utilisé comme catalyseur 3 Bague de diamant avec monture en platine chimique et notamment dans les pots catalytiques de moteurs à combustion interne des véhicules et dans diﬀé- rents procédés industriels, bien qu'il tende à être remplacé par du palladium (aussi de plus en plus utilisé dans les ca- talyseurs diesel[10]). 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 signiﬁca- tive de platine ou d'alliage platine-rhodium sous forme de gaze (ﬁlet ﬁn) 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 utilisés dans le raf- ﬁnage et la transformation du pétrole, ainsi que dans d'autres processus de la production d'essence et de composés aromatiques dans l'industrie pétro- chimique. • Ce métal a un coeﬃcient de dilatation 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 pla- tine et 23,3 % de cobalt, en masse, constitue un ai- mant extrêmement puissant. • L'alliage platine/osmium 90/10 est utilisé pour réa- liser des stimulateurs cardiaques, des valvules car- diaques artiﬁcielles ou d'autres implants. • Utilisé pour recouvrir le nez des missiles, les in- jecteurs des moteurs à réaction et des dispositifs qui doivent pouvoir fonctionner durablement à haute température. • Un ﬁl de platine ﬁn 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 uploads/Industriel/ platine-pdf.pdf