Els empèdocles moderns – Antonio de Ulloa (1735) i l’element 78 (Pt) – platí (nilseptocti, Nso)

Arribem amb el nombre 78 de la nostra sèrie. Amb una descomposició factorial de 2•3•13 no ens crida gaire l’atenció, i algun trisdecafòbic arrufarà el nas, i tot. La nostra manera d’expressar i pensar els números és essencialment decimal, amb algunes concessions quinàries i vigesimals. Els números rodons són el 2 i el 5, i les seves combinacions. És així com fem les grans commemoracions. Celebrem Mil•lenaris o Centenaris de fets històrics. Ja en l’Antic Testament, se’ns parla de la setmana de setmanes d’anys, 49 anys, que s’apropa als 50 anys. Els anys jubilars, de cada 50 o cada 25 anys, generen cerimònies diverses. Els matrimonis celebren així, seguint l’escala de metalls clàssics, les noces d’argent, quan fan 25 anys, o les noces d’or, quan en fan 50. La història del FC Barcelona la podem seguir a través de les noces d’argent (1924), d’or (1949) i de platí (1974), per no parlar del Centenari. Aquestes categories, naturalment, varien. Els matrimonis rarament celebren el 75è aniversari, de forma que les noces de platí s’avancen al 60è aniversari. En el món anglosaxó hom estableix tota una sèrie de simbologia per als aniversaris, de noces, de coronacions, de fundacions, de natalicis fins i tot. Així hom celebra noces de paper (primer aniversari), de cotó (2 anys), de cuir (3), de lli (4), de fusta (5), de ferro (6), de llana (7), de bronze (8), de coure (9), d’estany (10), d’acer (11), de seda (12), de punta (13), d’ivori (14), de cristall (15), de porcellana (20), d’argent (25), d’or (50), de diamant (60 ó 75), de platí (70 ó 75 ó 100), de rubí (40 ó 80). El Jubileu de Diamant de la Reina Victòria, per exemple, es va fer al 60è aniversari de la coronació, en el 1897. Hauria celebrat el Jubileu de Rubí en cas d’haver arribat viva el 1907. Els materials, de vegades, canvien, i si la reina Elisabet II arriba al 2022 allò que se celebrarà serà el Jubileu de Platí. La preciositat dels materials és la que marca tota aquesta simbologia. El món de les gemmes ens ensenya que, a més de la matèria primera, cal tot un treball, barreja d’esforç, tècnica i art. Les propietats físiques de la matèria primera la faran més o menys estable, resistent a la corrosió ambiental, i alhora més o menys fàcils de treballar. Els materials poden ser, doncs, més o menys nobles, però també la raresa és la que els fa preciosos.

Les noces del platí del Futbol Club Barcelona s’escaigueren a final del 1974. Joan Miró en va fer el castell, fixant la grafia del nom popular del club. També serviren aquestes noces per a l’estrena del Cant del Barça, himne amb lletra de Jaume Picas i Josep Maria Espinàs, i música de Manuel Valls, que ara acompanya sempre tots els equips de totes les seccions en les seves competicions

Antonio de Ulloa i la descoberta del platí

Antonio de Ulloa

Antonio de Ulloa y de la Torre-Guiral (*Sevilla, 12.1.1716) era fill del matrimoni format per Bernardo Souza de Ulloa i de Josefa de la Torre-Guiral. Bernardo Ulloa ocupà diverses posicions i destacà com a economista. Si a les filles del matrimoni els era destinada la tria entre casar-se o entrar en religió, als fills encara havien d’encarar addicionalment la qüestió de la carrera, bàsicament militar o eclesiàstica.

Fou per un favor reial, aconseguit pel seu pare, que Antonio de Ulloa encarà aquesta tria a 13 anys. Abandonà la Sevilla natal, residència temporal dels reis d’Espanya, cap a Cadis, on s’havia d’embarcar en el galió “San Luis”, que salpà en direcció a les Índies, amb Cartagena com a primer destí. Aquesta primera estada a les Índies, en part en terra i en part per mar, es perllongà fins el setembre del 1732, quan el “San Luis” desembarcà a Cadis.

Aquesta primera experiència l’obrí les portes, d’acord també amb la tradició familiar, de la Reial Acadèmia de Guàrdiamarines, a Cadis, en 1733. En aquell any, les relacions entre Espanya i França s’estretaven, en virtut del Pacte de Família signat entre Felip V i el seu nebot Lluís XV, representat pels seus ministres Rosales i Rottembourg. És en aquest marc que s’entén el primer destí d’Antonio de Ulloa en rebre el grau de tinent de fragata (1735): la Missió Geodèsica Francesa.

La Missió Geodèsica Francesa havia nascut per iniciativa de l’Acadèmia Francesa i rebut el suport del rei Lluís XV. Es tractava de mesurar empíricament la forma el•lipsoide del globus terraqüi que es deduïa de les aportacions teòriques de Newton, Cassini o Descartes. La precisió geogràfica era fonamental per a la navegació.

Aquesta Missió comptava amb dues expedicions, les dues destinades a mesurar un arc de meridià. La primera, sota la direcció de Pierre Maupertuis i la participació, entre d’altres, d’Anders Celsius, es dirigia a la regió àrtica. La segona, sota la direcció de Pierre Bourger, ho faria en la regió equatorial, concretament a la Capitania General Quito, al Virregnat del Perú. D’ací la presència espanyola, en la qual entraven, entre d’altres, els tinents Antonio de Ulloa i Jordi Joan Santacília.

L’expedició a Quito arrencà el 26 de maig del 1735, amb la sortida de l’equip espanyol, que arribà a Cartagena d’Índies on havia d’esperar la part francesa, que s’endarrerí diversos mesos. És en aquesta època que Ulloa recull mostres de minerals i metalls, entre els quals una espècie de platí. Era un metall que ni era separable ni calcinable.

Pepida de platí, procedent de la mina de Kondyor (Kraj dels Hebreus, Rússia)

Els arqueòlegs ara ens expliquen la presència de platí com a component minoritari en peces d’or d’arreu. Les més antigues remunten al segle XIII a.e.c., en tombes egípcies. Però no hi ha cap notícia d’una identificació explícita del material. Sí que la hi ha, en canvi, en l’ús d’un aliatge natural d’or-platí (amb quantitats menors de pal•ladi, rodi o iridi), de color argentí, en la regió d’Esmeraldas (Equador), abans del segle XV. Aquest aliatge era ben difícil de treballar, pel seu elevat de punt de fusió. Per això la tècnica metal•lúrgica emprada és de polvorització-sinterització.

Aquesta mena d’aliatges també eren treballats en diferents punts de Nord-amèrica. Els colons espanyols remarcaren que no es podien fondre, ni tan sols a temperatures elevades. Això ho recull Julius Caesar Scaliger, en el 1557, que ho interpreta com un “metall noble desconegut”, present entre Darién i Mèxic, “que ni el foc ni cap artifici espanyol ha estat capaç de liquar”. L’altra interpretació, la que s’assumí en general, era que es tractava d’una impuresa d’or. Efectivament, el material es podia utilitzar en l’adulteració de l’or, i les autoritats emeteren decrets prohibint-ho explícitament.

Per a Ulloa aquest material era un més en la seva col•lecció. Participà en els treballs geodèsics del meridià, i més tard en la revisió de les defenses de El Callao i d’altres ports del litoral pacífic fins a Xile. Aquesta segona estada a Amèrica, fructífera en observacions astronòmica i naturalistes, algunes fetes en col•laboració amb Joan, es perllongà fins el 1744.

En la preparació del viatge, Ulloa i Joan tingueren la precaució de repartir-se les càrregues que eren producte d’aquesta feina. Els dos havien de viatjar en vaixells diferents. Ulloa ho feia en la fragata “Deliverance”. Diversos problemes en la nau, afegits a l’oratge, separaren Deliverance del gruix de la flota, i corsaris anglesos se n’apoderaren.

La “Deliverance”, capturada, fou desviada a Anglaterra. La col•lecció d’Ulloa fou apreciada en arribar a Londres. Encara formalment presoner, Ulloa fou presentat a Martin Folkes, el president de la Royal Society. A canvi del coneixement acumulat, Ulloa fou proposat com a membre de la Royal Society. Alhora, era alliberat i rebia el permís per tornar a Espanya. El 25 de juliol del 1746 arribava a Madrid. El rei Ferran VI i el ministeri del marquès de la Ensenada reorientaven la política exterior i afavorien la pau general. Ulloa va rebre el nomenament de capità de vaixell, alhora que el desembre del 1746 era admès com a membre de la Royal Society.

El govern espanyol li encomanà una gira per Europa que havia de servir per difondre els seus estudis a Amèrica i adquirir nous coneixements.

William Brownrigg

De manera independent a Ulloa, el mestre ferrer Charles Wood (1702-1774), resident a Jamaica, trameté el 1741 unes mostres de metall a William Brownrigg (1711-1800). El material procedia de peces d’or al•luvial procedents de Nova Granada i introduïdes de contraban a Jamaica.

En el 1748, juntament amb d’altres treballs, es publicaren les notes d’Ulloa sobre les peces metàl•liques que havia recollit en 1735. I en el 1750, davant de la Royal Society, Brownrigg publicà un report sobre les peces recollides per Wood en el 1741. Brownrigg defensava que es tractava d’un nou metall, diferent de l’or i de l’argent, i més noble encara que aquests dos, ja que resistia millor l’atac d’àcids, del bòrax, etc. Els processos d’extracció utilitzats habitualment per a l’or i per a l’argent, no servien per a aquest metall. Brownrigg remarcà igualment l’elevat punt de fusió del metall.

L’alquímia emprà per al nou metall un símbol que juxtaposava la lluna i el sol. La lluna era el símbol de l’argent o la plata, i el sol de l’or. El nom espanyol, de “platino” o “platina” ens el presentava com una mena de “plata”. El nom d’“or blanc” remarcava les afinitats amb l’or, bo i reconeixent el seu color argentí. Els alquimistes es resistiren a donar categoria de metall al platí, ja que sacsejava l’esquema dels “set metalls clàssics

L’acceptació d’aquest “platinum” o “or blanc” com a metall elemental es veia afavorida per les noves concepcions, com la de Georg Brand, que havien somogut ja la doctrina dels “set metalls clàssics”. Brand havia identificat els “semi-metalls”. El platí, en tot cas, era un “super-metall”, amb característiques més nobles, més refractàries, que el mateix argent i el mateix or. En el 1752, Henrik Teofilus Scheffer (1710-1759) feia una descripció d’aquest “or blanc”. N’aconseguí la fusió amb l’ajut d’arsènic. Pel que fa a la noblesa del metall, Scheffer compara el seu nivell de resistència a la corrosió amb l’or, alhora que remarca que es més difícil de treballar (menys deformable, més fràgil). El platí entrà aviat en l’imaginari popular com “un metall superior a l’or”, no tan per les seves propietats com per la seva raresa. Així, diuen que Lluís XV de França considerava el platí com l’únic metall adient per a un rei, tot menyspreant així el “vil metal” que és l’or.

Antonio de Ulloa no va fer més contribucions sobre el platí, a banda de formular una sèrie d’hipòtesis sobre possibles mines. En aquests, Ulloa basteix un laboratori de metal•lúrgia, en el marc de la fundació del “Estudio y Gabinete de Historia Natural”. Participà també en la fundació de l’Observatori Astronòmic de Cadis i féu treballs meteorològics (“Tratado físico e historia de la aurora boreal”, 1752). Fou públicament reconegut com a descobridor del nou metall, i aquesta i altres contribucions el feren membre de la Reial Acadèmia Sueca de Ciència, de l’Acadèmia Prussiana de Ciència o de la Reial Acadèmia de Ciències de París. Entre d’altres honors, fou “comendador de Ocaña” en l’Orde de Santiago. En el 1758, Ulloa s’embarcava en direcció a Amèrica per tercera vegades, ara ja a 42 anys, i amb el càrrec de governador d’Huancavelica (Perú). Aquesta era una regió minera, rica en mercuri, i la recuperació de la producció d’aquest metall líquid era una de les finalitats del seu mandat.

Qui s’hi fa contribucions sobre el mineral de platí (“neuen mineralischen Körper Platina del pinto gennant”) és Andreas Sigismund Marggraf (1760). També l’estudien William Lewis (1708-1781), Pierre-Joseph Macquer (1718-1784) i Torbern Olof Bergman (1735-1784).

Ulloa tingué no pocs conflictes amb els funcionaris i els responsables del gremi de miners d’Huancavelica. El 1760, rebé el grau de contraalmirall, que no serví per augmentar-ne l’autoritat. En el 1764 decidí plegar de governador, i marxà cap a Cuba, establint-se a l’Havana. En el 1765, conclogué un report (“Modo de facilitar los Correos de España con el Reyno del Perú) sobre propostes de millora de la tasca de “Correos Marítimos”. En aquell moment, la correspondència espanyola transcontinental es feia entre A Corunha i l’Havana. No seria fins el 1767 que s’obriria una segona línia, entre A Corunha i Buenos Aires, que havia de servir a les províncies de La Plata i Perú.

L’estada a l’Havana fou interrompuda amb l’arribada del nomenament com a governador de Louisiana. La Louisiana havia passat a mans espanyoles arran del Tractat de París de 1763, i se l’havia col•locada sota la Capitania General de Cuba. Ulloa prengué possessió com a governador el 5 de març del 1766. Les noves autoritats espanyoles toparen aviat amb els colons francesos, particularment per la restricció del comerç amb Europa a través de tan sols sis ports de la Península Ibèrica. Tampoc no foren populars les mesures de restricció de comerç amb els pobles nadius, particularment d’armes, i no va rebre l’ajut econòmic per a la província que havia de compensar totes aquestes mesures. En el 1767, es va casar amb la seva promesa de Lima, Francisca Ramírez de Laredo, filla de comte de San Javier y Casa Loredo. En el 1768 esclatà la revolta oberta dels colons francesos. Ulloa va abandonar la colònia, però el governador segon, Alejandro O’Reilly, aconseguiria de sufocar-la, i imposà mesures que feien bo Ulloa. El matrimoni Ulloa s’establí a Cadis, on naixerien alguns dels seus sis fills. En el 1772 publicà un recull científic (“Noticias americanes: entretenimientos físico-históricos sobre la América meridional, y la septentrional oriental: comparació general de los territorios, climas y produccions en las tres especies vegetal, animal y mineral”).

Carl von Sickinger (1737-1791) va publicar en el 1772 els seus estudis sobre el platí. Va aconseguir platí mal•leable amb un procediment: 1) aliar el platí amb or; 2) dissoldre l’aliatge en aigua règia calenta; 3) fer precipitar el platí amb sal amoníaca; 4) provocar la ignició del precipitat i martellejar-lo fins a disgregar-lo.

En el 1776, Ulloa tornava a Amèrica. Participà en l’organització de la flota de Nova Espanya i en la creació d’unes drassanes a Veracruz. Retornà a la Península en el 1778, i el dia de Sant Joan observà durant la travessia el predit eclipsi de Sol. El 1779, ja amb el grau de tinent general participà en el Gran Setge a Gibraltar, fallit. Fou comandant de la flota de les Açores en el 1780, i fracassà en la reconquesta de la Florida, en mans angleses. La derrota li valgué un judici militar, per bé que fou absolt. Més tard fou nomenat director general de l’Armada Espanyola.

Gravat d’Ulloa que presenta l’eclipsi total del 24 de juny del 1778, que va observar mentre retornava de Nova Espanya cap a la Península

Franz Karl Achard (1753-1821) aconseguí de treballar platí, en fer-lo fondre en presència d’arsènic. En volatilitzar-se l’arsènic, quedava un residu de platí molt més mal•leable. Fou així com Achard va poder construir el primer gresol de platí. La duresa del metall el feia atractiu per a reaccions amb materials fortament àcids o alcalins.

Pierre-François Chabaneau (1754-1842), que en el 1786 treballava sota la protecció del rei Carles III d’Espanya, considerava clau per millorar la mal•leabilitat de platí lliurar-se al màxim d’impureses. El platí nadiu, en efecte, contenia or, mercuri, plom, coure i ferro, i Chabaneau establí protocols per separar-los. No sempre, però, la purificació conduïa a un platí mal•leable. Amb esforç i mesos de feina, Chabaneau aconseguí produir una bona quantitat (equivalent a 23 quilograms) de platí mal•leable en forma d’esponja. El martell s’havia d’aplicar amb el material en calent, i amb colps de compressió. Chabaneau i el seu soci Joaquín Cabezas començaren a produir lingots de platí i diversos utensilis que treien profit de la resistència de metall fins a altes temperatures.

Antonio de Ulloa, director general de l’Armada Espanyola, es va morir a la Isla de León el 5 de juliol del 1795. Tres dels seus fills, Antonio, Francisco Javier i Buenaventura havien seguit la mateixa carrera, i feren publicar unes “Conversaciones de Ulloa con sus tres hijos en Servicio de la Marina”. Francisco Javier de Ulloa arribaria a ocupar els càrrecs de capità general de l’Armada i de ministre de Marina (1832-1833).

El platí era reconegut com un metall elemental més en aquella època, i Ulloa com el seu descobridor. En el 1789, Antoine de Lavoisier havia esmentat el platí (“platine”) en la seva taula de “substàncies simples”, concretament entre “les substàncies simples metàl•liques oxidables o acidificables”. El platí era el més refractari a l’oxidació o acidificació.

Les innovacions tècniques de William Hyde Wollaston i de Smithson Tennant, donaren a Anglaterra el control de la metal•lúrgica incipient del platí en les dues primeres dècades del segle XIX. Wollaston i Tennant descobriren metalls minoritaris (osmi, iridi, pal•ladi, etc.) presents en la “platina”, que explicaven també algunes de les característiques indesitjables (poca mal•leabilitat, fragilitat) del platí nadiu.

La qüestió de categoritzar els metalls no era fàcil. En general, el platí era considerat per damunt de l’argent, però no sempre per damunt de l’or. John Dalton, en la seva taula d’elements simples (1808), enumera, després de sis elements no-metàl•lics, els elements metàl•lics, i el platí (simbolitzat com a P) ocupa el segon lloc després de l’or (simbolitzat com a G).

Jöns Jacob Berzelius va realitzar diversos estudis sobre el platí. En el 1813, en una taula de signes químics, simbolitza el platí (platinum) amb les inicials Pt. El nom platí es va generalitzar a totes les llengües, amb les adaptacions lingüístiques corresponents. En darrer terme, era un derivatiu de “plata” (o “platta”), mot que havia servit generalment en les llengües hispàniques per designar tot metall o aliatge fi de color blanc, i que després s’havia identificat amb l’argent. El nom d’or blanc fou servat en algunes llengües germàniques (“Witgoud” en neerlandès, encara que com a sinònim secundari de “platinum” o “platina”) i en grec (“λευκοχρυσος”). En quítxua hom ha servat el nom “qullqiya” i en moksha, llengua uràlica, es fa servir “сияжа”.

Ja en les primeres dècades del segle XIX, es descrigueren i aplicaren les propietats catalítiques de la pols de platí. Així, se l’utilitzà en la catàlisi de la ignició d’hidrogen.

En els anys 1820, William Christopher Zeise (1789-1847) preparà una sal a través de la reacció del clorur de platí amb etanol bullent. Zeise defensava que es tractava d’un compost organo-metàl•lic, que contenia platí i etilè. La sal de Zeise fou matèria de controvèrsia durant molts anys. Justus von Liebig no l’acceptà com a compost organo-metàl•lic. En el 1868, la sal de Zeise fou reivindica ja com el primer compost organo-metàl•lic conegut.

El grup del platí (que incloïa, a més del platí, el pal•ladi, l’iridi, el rodi, l’osmi i el ruteni) era una de les poques agrupacions que hom podia fer del nombre creixent d’elements químics. Es feren diversos intents de sistematització, especialment entrada la segona meitat del segle XIX. John Newlands, per exemple, col•loca el platí i l’iridi en la mateixa casella, la 50, assignant-los al grup de l’hidrogen.

Més sòlida fou la proposta de taula periòdica de Dmitri Mendeleev del 1869. Els sis metalls platinoids ocupen caselles annexes. El platí (Pt = 197,4) apareix en el sisè període, en el grup del manganès.

En el 1871, Mendeleev publicava una taula més compacta. El platí (Pt = 198) era inclòs en una casella compartida amb l’osmi, l’iridi i l’or, en el període 10 del grup VIII. En les dècades següents hom tornaria més aviat al disseny originari. El platí retornà al sisè període, però ara situat en el grup del níquel.

La localitat d’Arviiq (Alaska) rep el nom oficial de “Platinum”. La mina de platí que motivà aquest topònim es va tancar en el 1990. En el moment àlgid d’explotació, entre el 1927 i el 1975, s’havien extret unes 17 tones de platí.

En el 1936, amb motiu de la coronació de Jordi VI d’Anglaterra, la seva muller, Elisabet, va rebre una corona amb marc de platí. Fou la primera corona britànica que incorporava platí en la seva confecció.

A partir dels anys 1970, els convertidors catalítics es generalitzen en la indústria automobilística per pal•liar els efectes ambientals de les emissions dels tubs d’escapament. El platí, en efecte, és catalitzador de reduccions i oxidacions. Els catalitzadors basats en platí i d’altres metalls nobles han anat guanyant en aplicacions i són matèria de recerca intensa. En el coneixement de la química de superfícies que explica l’activitat catalítica del platí han estat claus investigadors com Gerhard Ertl (*1936).

L’aliatge de platí 90% – iridi 10% compleix les funcions d’estabilitat que els responsables del sistema mètric volien per als patrons i materials de referència. Amb ell es construïren els prototips del metre i del quilogram. En el 1889, els prototips internacionals passaren a servir com les definicions del mateix metre i del quilogram, deixant de banda les antigues definicions físiques. En el 1960, el metre fou definit electromagnèticament, i properament el quilogram l’acompanyarà. Tot i amb tot, barres i cilindres de platí-iridi continuaran com a base de calibracions.

El platí: isòtops i abundància

La massa atòmica estàndard del platí és de 195,084 uma, valor que deriva de la mitjana ponderada de la dels isòtops naturals (195Pt, 194Pt, 196Pt, 198Pt, 192Pt, 190Pt). Un llistat complet dels isòtops coneguts faria:
– platí-166 (166Pt; 165,99486 uma). Nucli format per 78 protons i 88 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 3•10-4 s.
– platí-167 (167Pt; 166,99298 uma). Nucli format per 78 protons i 89 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 7•10-4 s.
– platí-168 (168Pt; 167,98815 uma). Nucli format per 78 protons i 90 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,002 s. Decau a osmi-164 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, rarament, a iridi-168 (amb emissió d’un positró).
– platí-169 (169Pt; 168,98672 uma). Nucli format per 78 protons i 91 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,0037 s. Decau a osmi-165 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, rarament, a iridi-169 (amb emissió d’un positró).
– platí-170 (170Pt; 169,982495 uma). Nucli format per 78 protons i 92 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,014 s. Decau normalment (98%) a osmi-166 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (2%), a iridi-170 (amb emissió d’un positró).
– platí-171 (171Pt; 170,98124 uma). Nucli format per 78 protons i 93 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,051 s. Decau normalment (99%) a osmi-167 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (1%), a iridi-171 (amb emissió d’un positró).
– platí-172 (172Pt; 171,977347 uma). Nucli format per 78 protons i 94 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,0984 s. Decau majoritàriament (77%) a osmi-168 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (23%), a iridi-172 (amb emissió d’un positró).
– platí-173 (173Pt; 172,97644 uma). Nucli format per 78 protons i 95 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,365 s. Decau majoritàriament (84%) a osmi-169 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (16%), a iridi-173 (amb emissió d’un positró).
– platí-174 (174Pt; 173,972819 uma). Nucli format per 78 protons i 96 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,889 s. Decau majoritàriament (83%) a osmi-170 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (17%), a iridi-174 (amb emissió d’un positró).
– platí-175 (175Pt; 174,972421 uma). Nucli format per 78 protons i 97 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,53 s. Decau majoritàriament (64%) a osmi-171 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (36%), a iridi-175 (amb emissió d’un positró).
– platí-176 (176Pt; 175,968945 uma). Nucli format per 78 protons i 98 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 6,33 s. Decau majoritàriament (62%) a iridi-176 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (38%), a osmi-172 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-177 (177Pt; 176,968469 uma). Nucli format per 78 protons i 99 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 10,64 s. Decau majoritàriament (94,4%) a iridi-177 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (5,6%), a osmi-173 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Posseeix un estat metastable (177mPt) a 147,4 keV, que té una semivida de 2,2•10-6 s.
– platí-178 (178Pt; 177,965649 uma). Nucli format per 78 protons i 100 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 21,1 s. Decau majoritàriament (92,3%) a iridi-178 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (7,7%), a osmi-174 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-179 (179Pt; 178,965363 uma). Nucli format per 78 protons i 101 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 21,2 s. Decau normalment (99,76%) a iridi-179 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,24%), a osmi-175 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-180 (180Pt; 179,963031 uma). Nucli format per 78 protons i 102 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 56 s. Decau normalment (99,7%) a iridi-180 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,3%), a osmi-176 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-181 (181Pt; 180,963097 uma). Nucli format per 78 protons i 103 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 52,0 s. Decau normalment (99,93%) a iridi-181 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,074%), a osmi-177 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-182 (182Pt; 181,961171 uma). Nucli format per 78 protons i 104 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 130 s. Decau normalment (99,96%) a iridi-182 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,038%), a osmi-178 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-183 (183Pt; 182,961597 uma). Nucli format per 78 protons i 105 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 390 s (7 minuts). Decau normalment (99,99%) a iridi-183 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,0096%), a osmi-179 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Posseeix dos estats metastables, un a 34,50 keV (183m1Pt; que té una semivida de 43 s, i que decau bé a l’estat basal o directament a iridi-183 (99,99%) o a osmi-179 (0,0004%)) i un altre a 195,68 keV (183m2Pt; que té una semivida de poc més de 1,5•10-7 s).
– platí-184 (184Pt; 183,959922 uma). Nucli format per 78 protons i 106 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1040 s (17 minuts). Decau normalment (99,99%) a iridi-184 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,00169%), a osmi-180 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Posseeix un estat metastable (184mPt) a 1839,4 keV, que té una semivida de 60,6 s, i que decau a l’estat basal.
– platí-185 (185Pt; 184,96062 uma). Nucli format per 78 protons i 107 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4250 s (71 minuts). Decau normalment (99,99%) a iridi-185 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,005%), a osmi-181 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Posseeix un estat metastable (185mPt) a 103,4 keV, que té una semivida de 1980 s, i que decau bé a iridi-185 (98%) o a osmi-181 (2%).
– platí-186 (186Pt; 185,959351 uma). Nucli format per 78 protons i 108 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 7490 s (2 hores). Decau normalment (99,99%) a iridi-186 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,00014%), a osmi-182 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-187 (187Pt; 186,96059 uma). Nucli format per 78 protons i 109 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 8460 s (2 hores). Decau a iridi-187, amb emissió d’un positró.
– platí-188 (188Pt; 187,959395 uma). Nucli format per 78 protons i 110 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 8,81•105 s (10 dies). Decau normalment (99,99%) a iridi-188 (per captura electrònica) o, alternativament (0,0000265%), a osmi-184, amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– platí-189 (189Pt; 188,960834 uma). Nucli format per 78 protons i 111 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3,913•104 s (11 hores). Decau a iridi-189, amb emissió d’un positró. Posseeix dos estats metastables, un a 172,8 keV (189m1Pt; que té una semivida de 4,64•10-7 s) i un altre a 191,6 keV (189m2Pt; que té una semivida de 1,43•10-4 s).
– platí-190 (190Pt; 189,959932 uma). Nucli format per 78 protons i 112 neutrons. Decau a osmi-186, amb emissió d’un nucli d’heli-4. Ho fa, però, amb una semivida tan llarga (2,1•1019 s

; un ordre de magnitud superior a l’edat actual de l’univers), que pràcticament roman la dotació primordial. La freqüència isotòpica és de 0,00014%. De totes maneres, el 190Pt és responsable del fet que el platí natural presenti una radioactivitat natural de 15 Bq/kg.
– platí-191 (191Pt; 190,961677 uma). Nucli format per 78 protons i 113 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,473•105 s (3 dies). Decau a iridi-191, per captura electrònica. Posseeix dos estats metastables, un a 100,67 keV (191m1Pt; que té una semivida de poc més de 1•10-6 s) i un altre a 149,04 keV (191m2Pt; que té una semivida de 9,5•10-5 s).
– platí-192 (192Pt; 191,9610380 uma). Nucli format per 78 protons i 114 neutrons. Teòricament, decauria a osmi-188, amb emissió d’un nucli d’heli-4. Ho faria, però, amb una semivida tan llarga (1,48•1025 s; set ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers) que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La freqüència isotòpica és de 0,782%.
– platí-193 (193Pt; 192,9629874 uma). Nucli format per 78 protons i 115 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,6•109 s (50 anys). Decau a iridi-193, per captura electrònica. Posseeix un estat metastable (193mPt) a 149,78 keV, que té una semivida de 3,74•105 s, i que decau a l’estat basal.
– platí-194 (194Pt; 193,9626803 uma). Nucli format per 78 protons i 116 neutrons. Teòricament, decauria a osmi-190. Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La freqüència isotòpica és de 32,967%.
– platí-195 (195Pt; 194,9647911 uma). Nucli format per 78 protons i 117 neutrons. Teòricament, decauria a osmi-191. Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La freqüència isotòpica és de 33,832%. Posseeix un estat metastable (195mPt) a 259,30 keV, que té una semivida de 3,465•105 s, i que decau a l’estat basal.
– platí-196 (196Pt; 195,9649515 uma). Nucli format per 78 protons i 118 neutrons. Teòricament, decauria osmi-192. Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La freqüència isotòpica és de 25,242%.
– platí-197 (197Pt; 196,9673402 uma). Nucli format per 78 protons i 119 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 7,16094•104 s (20 hores). Decau a or-197, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (197mPt) a 399,59 keV, que té una semivida de 5725 s, i que decau bé a l’estat basal (96,7%) bé directament a or-197 (3,3%).
– platí-198 (198Pt; 197,967893 uma). Nucli format per 78 protons i 120 neutrons. Teòricament, decauria a osmi-194 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o a mercuri-198 (amb emissió de dos electrons). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga (1,01•1022 s; cinc ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers) que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La freqüència isotòpica és de 7,163%.
– platí-199 (199Pt; 198,970593 uma). Nucli format per 78 protons i 121 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1848 s (31 minuts). Decau en or-199, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (199mPt) a 424 keV, que té una semivida de 13,6 s, i que decau a l’estat basal.
– platí-200 (200Pt; 199,971441 uma). Nucli format per 78 protons i 122 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4,5•104 s (13 hores). Decau a or-200, amb emissió d’un electró.
– platí-201 (201Pt; 200,97451 uma). Nucli format per 78 protons i 123 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 150 s (3 minuts). Decau a or-201, amb emissió d’un electró.
– platí-202 (202Pt; 201,97574 uma). Nucli format per 78 protons i 124 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,6•105 s (44 hores). Decau a or-202, amb emissió d’un electró.

L’àtom neutre de platí conté 78 electrons, amb una configuració basal d’escorça de 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d96s1. És classificat com l’element del període 6 del grup 10 (el grup del níquel), dins del bloc d (metalls de transició). La major afinitat, però, la té amb els elements col•lectivament com a platinoids i, molt especialment, amb el rodi i el pal•ladi (els tres metalls configuren el subgrup del pal•ladi). L’estat d’oxidació més habitual és +4. També el podem trobar amb +6, +5, +3, +2, 1, 0, -1 o -2. El radi atòmic és de 1,39•10-10 m.

Cristalls de platí pur formats en transport de fase gasosa

En condicions estàndards de pressió i de temperatura, el platí elemental es presenta en forma de sòlid metàl•lic d’aspecte argentí (d’ací el seu nom, derivat de la plata). És llustrós, dúctil i mal•leable, propietats que perd de seguida quan es troba en forma d’aliatge. De fet, el platí pur és el més dúctil de tots els metalls elementals (superant inclús l’or, l’argent o el coure). En termes de mal•leabilitat, el platí pur tan sols és superat per l’or pur. L’al•lòtrop estable en condicions ambientals cristal•litza en sistema cúbic centrat en cares, amb una densitat de 21450 kg•m-3.

En condicions estàndards de pressió, el platí fon a 2041,4 K. La densitat del platí líquid en el punt de fusió és de 19770 kg•m-3.

En condicions estàndards de pressió, el platí bull a 4098 K.

Fil de platí dissolvent-se en aigua règia calenta. El platí elemental torna llavors àcid cloroplatínic (H2PtCl6). De tots els metalls elementals, el platí és el menys reactiu

El platí és molt resistent a la corrosió, fins i tot a temperatures elevades. És tan sols a temperatures elevades que reacciona amb l’oxigen, i llavors encara ho fa lentament. Cal superar els 750 K, perquè el platí reaccioni amb el fluor (formant PtF4). També a temperatures elevades, és atacable amb clor, brom, iode o sofre. Resisteix l’atac amb àcid clorhídric i amb àcid nítric, però és soluble en aigua règia calenta.

Entre els compostos de platí podem esmentar:
– òxids: PtO2 (sòlid de color negre), PtO, Pt3O4.
– halurs: PtCl4 (sòlid roig-bru), PtCl2 (sòlid de color verd oliva, de 6050 kg•m-3), PtBr2 (sòlid de color verd fosc, de 6650 kg•m-3), PtBr4 (sòlid cristal•lí de color bru-negre), PtF6 (sòlid cristal•lí de color vermell fosc, de 3830 kg•m-3).
– àcid hexacloroplatínic (H2PtCl6) i les sals derivades: d’amoni ((NH4)2[PtCl6]; sòlid cristal•lí groc de 3065 kg•m-3 de densitat), de potassi (K2PtCl6; sòlid de color groc-taronja, de 3344 kg•m-3).
– platinurs: BaPt, Ba3Pt2, Ba2Pt, Cs2Pt (sòlid cristal•lí de color vermell fosc).
– compostos organoplatínics, com la sal de Zeise (K[PtCl3(C2H4)]•H2O), cisplatí (cis-diamminedicloroplatí (II)).

L’abundància atòmica del platí és condicionada pels processos de nucleosíntesi en les supernoves i per l’estabilitat dels seus isòtops. El fet de disposar de sis isòtops quasi-estables afavoreix la seva abundor, enfortida per un cert privilegi que tenen els elements de Z entre 76 i 83. El platí supera, doncs, un bon nombre d’elements més lleugers (el tecneci, el rodi, l’argent, l’antimoni, el cesi, el lantà, el praseodimi i tots els que van des del prometi al reni). Dels elements més pesants, tan sols el plom és d’una abundància atòmica més elevada.

En el planeta Terra, l’abundància global del platí s’estima en 1,90 ppm en termes de massa (0,250 ppm en termes atòmics). El platí és un element fortament sideròfil, i les concentracions més elevades es troben en el nucli terrestre. En canvi, l’escorça terrestre té un contingut de platí molt baix, de 0,005 ppm. En aquest sentit és comptat entre els “metalls més rars”, cosa que unida a la seva resistència a la corrosió (“metalls nobles”), fa que se’l compti entre els “metalls preciosos”. El platí nadiu és fàcil de confondre amb l’argent nadiu, que és notablement més abundant. De fet, el platí és més rar que l’or. Se’l troba sovint en forma d’aliatge, amb altres platinoids o amb el ferro. Com es correspon als elements sideròfils, es concentra en dipòsits primaris d’origen igni (Bushveld complex, Sud-àfrica) o, en menor terme, de meteorits (Sudbury Basin, Canadà). D’aquests dipòsits primaris deriven dipòsits secundaris, particularment dipòsits al•luvials. En dipòsits de níquel i coure, el platí es troba també en forma de sulfurs (ex. (Pt,Pd)S) i, menys freqüentment, de tel•lururs (ex. PtBiTe), d’antimoniürs o d’arseniürs (PtAs2, sperrilita).

Cristall d’esperrilita procedent del dipòsit de coure-níquel de Talnakh (Sibèria Oriental). Du el nom del seu descobridor, Francis Louis Sperry, que la descrigué en el 1899 en el dipòsit de mineral de níquel de Sudbury Basin. Es tracta d’un arseniür de platí

En planetes menors, que no han patit el procés de diferenciació de la Terra, el platí és més ben repartit. És el cas de Lluna i, encara més, dels meteorits.

La presència de platí en la hidrosfera i l’atmosfera és negligible.

També ho és en la biosfera, i per les mateixes raons de poca reactivitat i de poca solubilitat dels seus compostos.

En entorns laborals on es fan servir sals de platí, es recomanen exposicions que no arribin 2 μg•m-3 de mitjana en l’aire durant una jornada de 8 hores. L’exposició aguda a sals de platí té efectes irritants (ulls, mucosa naso-faríngia) i la crònica pot generar al•lèrgies respiratòries i cutànies.

Hom ha investigat l’impacte en la salut de l’ús de platí com a catalitzador en la fabricació de gomes i gels destinats a implants mèdics diversos, sense trobar efectes adversos. Cal recordar que tota una sèrie de compostos organoplatínics, per la seva citotoxicitat, són emprats com a fàrmacs antitumorals.

Les aplicacions del platí

Evolució de la producció mundial de platí en el tombant dels segles XX i XXI

La producció mundial anual de platí és d’unes 180 tones. Més de tres quartes parts d’aquesta procedeixen de l’Àfrica Austral, on el complex de Bushveld constitueix la reserva primària més gran coneguda. Les altres grans fonts mineres de platí són els dipòsits de coure-níquel de Norilsk (Sibèria) i Sudbury Basin (Nord-amèrica). El mineral de Sudbury Basin té un contingut de platí de l’ordre de 0,5 ppm, que s’explica pel seu origen: una activitat volcànica desencadenada per l’impacte d’un gran meteorit. També cal esmentar els dipòsits d’Absaroka Range (Motana) i de Tamil Nadu.

La conca de Sudbury és un dels astroblemes (cicatrius d’impacte de meteorits) més grans i, probablement, el més antic. L’impacte hauria tingut lloc fa 1800 milions d’anys, desencadenat un procés d’activitat volcànica

Així doncs, el platí apareix bàsicament com un subproducte de la minera de níquel i coure i, més concretament, de l’electrorefinat de coure. El llot anòdic d’aquest procés és carregat de metalls nobles, i sobre ell s’apliquen tècniques de separació per aconseguir-ne el platí. Les tècniques de separació aprofiten que el platí és més dens que la majoria de les impureses, que poden ser retirades per flotació. Una part de les impureses (níquel, ferro) poden ser retirades gràcies al seu ferromagnetisme (mentre que el platí és paramagnètic). També hom pot fer ús de l’elevat punt de fusió del platí, o a la forta resistència a la corrosió.

Aquestes tècniques de separació convergeixen habitualment amb la precipitació del platí, en presència de clorur d’amoni, en forma de cloroplatinat d’amoni. El cloroplatinat d’amoni i l’àcid hexacloroplatínic són matèria primera d’un ample ventall de compostos. Alhora, escalfant-lo o en presència de zinc metàl•lic, pot ser reduït a platí metàl•lic.

A banda de la producció primària, el reciclatge posa en disposició del mercat, anualment, més de 50 tones de platí. El consum global, doncs, és d’unes 245 tones cada any.

Gairebé la meitat del consum de platí es destina a dispositius de control de les emissions de vehicles. Se l’utilitza sobretot com a “platí negre”, és a dir com a pols finament dividida. El platí és un dels convertidors catalítics que promouen la combustió completa i redueixin en conseqüència les emissions d’hidrocarburs no cremats.

Un altre ús catalític del platí, per bé que no tan rellevant quantitativament, és en la indústria dels petroderivats, especialment en l’obtenció de benzina d’alt octanatge. També podem esmentar:
– l’ús de PtO2 (catalitzador d’Adams) en la catàlisi de reaccions d’hidrogenació i deshidrogenació, per exemple d’olis vegetals.
– l’ús de platí com a catalitzador de la descomposició de H<sub<2O2.

Unes 76 tones de platí són utilitzades anualment en joieria, la qual cosa suposa vora un terç del consum total. S’utilitza sovint en forma d’aliatge al 90-95%. El valor de les joies de platí depèn del contingut metàl•lic i, addicionalment, de la pàtina que presentin. El trobem, doncs, en sèrie limitades de rellotgeria, on el platí supera l’or en no desgastar-se ni enlletgir-se.

Estructura molecular de la cisplatina (cis-diaminendicloroplatí (II), CDDP). En el centre (color blau fosc) trobem l’àtom de platí, enllaçat amb dos àtoms de clor (color verd) i amb dos grups amina (blau per als àtoms de nitrogen i blanc per als àtoms d’hidrogen). La reacció amb l’ADN explica el seu efecte genotòxic: l’acumulació de bases modificades amb adductes de PtCl atura el cicle cel•lular i promou l’apoptosi

Entre les aplicacions restant del platí podem esmentar:
– el platí és utilitzat en aliatges diversos, conferint major resistència a la corrosió. L’aliatge de platí-cobalt (75%-25%) és utilitzat en la confecció de magnets permanents relativament forts.
– elèctrodes de fil de platí. Ànodes de platí són utilitzats en conduccions subterrànies, en vaixells, etc.
– sensors d’oxigen.
– bugies d’encesa.
– motors de turbina.
– les balances de platí són utilitzades en anàlisi termogravimètric (a temperatures de 1300 K).
– confecció de fàrmacs antineoplàstics. La cisplatina, la carboplatina o l’oxaliplatina són exemples de compostos organoplatínics que s’utilitzen en quimioteràpia. El mecanisme d’acció és de tipus genotòxic, per formada d’enllaços creuats amb l’ADN.

Evolució del preu del platí entre el 1992 i el 2012

El platí té consideració de metall monetari i, en aquest sentit, rep el codi XPT. Els inversors adquireixen platí en forma de barres, lingots o monedes. Expressat en or i encara més en dòlars, el preu del platí és força volàtil, la qual cosa també atrau operacions de curt i mitjà termini. En general, el valor del platí doble el valor de l’or en condicions d’estabilitat econòmica. Però aquesta proporció tendeix a davallar en moments d’estagnació o recessió, en part degut a la caiguda de la demanda industrial (que, com hem vist, genera la major part del consum).

Ja hem vist en la introducció com el platí sol ocupar un lloc d’honor superior a l’or en molts usos simbòlics. En la indústria discogràfica, els discos de platí ocupen una categoria intermèdia en supervendes (més d’1 milió d’exemplars, si parlem d’àlbums) entre el disc d’or i el disc de diamant. De manera similar, les targes de dèbit o crèdit de “platí” atorguen més avantatges que no pas les d’“or”.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: