Platinová čerň

Platinová čerň je černě zbarvená prášková forma platiny, používaná jako heterogenní katalyzátor. Používá se mnoha způsoby: jako tenká elektroda, membrána v palivových článcích, případně pro katalytické zapalování hořlavých plynů v „samozapalovacích“ plynových lampách, troubách a v podpalovačích do kamen.

Použití

Tenké elektrody

Platinová čerň je často používána jako tenká vrstva na pevné platině, čímž vznikají elektrody využitelné v elektrochemii. Pokrývání platinových elektrod vrstvou platinové černi se nazývá „platinizování platiny“. Takováto platina má účinný povrch mnohem větší než je geometrický povrch elektrody, a oproti samotné platině je tak daleko reaktivnější.

V palivových článcích

Platinová čerň slouží jako katalyzátor v palivových článcích s výměnou protonů. Platinová čerň se na membránu nanáší buď pomocí ultrazvukové trysky, nebo zahřátá a stlačená, případně jako difuzní vrstva. Suspenze platinové černi a práškového uhlíku ve směsi vody a ethanolu optimalizuje jednolitost povlaku, elektrickou vodivost a také brání dehydrataci membrány v průběhu nanášení.

Katalytický podpalovač

V minulosti se v řadě „samozápalných“ plynových lamp, trub a kamen používala platinová čerň, která katalyzovala oxidaci malého množství plynu, čímž bylo možné zapálení ohně bez použití zápalek nebo jisker. Tímto způsobem lze obzvláště dobře zapalovat generátorový plyn, svítiplyn a dřevoplyn obsahující příměs vodíku (H2).

Výroba

Platinová čerň se vyrábí zahříváním hexachloroplatiničitanu amonného v tavenině dusičnanu sodného na 500 °C po 30 minut, následovaným nalitím taveniny do vody, promytím, a redukcí vzniklého hnědého prášku (pravděpodobně oxidu platiničitého) plynným vodíkem.[1]

Platinizace kovové platiny

Před platinizací se povrch platiny očistí lučavkou královskou (50% roztok, tedy 3 objemy HCl (12 mol/kg), 1 objem HNO3 (16 mol/kg) , 4 objemy vody).[2]

Platinizace se obvykle provádí ve vodném roztoku obsahujícího 0,072 mol/kg kyseliny hexachloroplatiničité a 0,000 13 mol/kg octanu olovnatého při proudové hustotě 300 A/m2 po 10 minut. Na anodě se uvolňuje chlor; reakci chloru a katody se zabrání vhodným oddělením (například fritou).[2]

Jiný doporučený způsob[1] zahrnuje proudovou hustotu 50 A/m2 po 15 minut, s obrácením polarity každých 30 sekund.

Po platinizování se elektroda opláchne a uschová v destilované vodě; po delším vystavení vzduchu ztrácí katalytické vlastnosti.

Pokrývání platiny platinovou černí bylo objeveno při neúspěšných pokusech o vytvoření platinových fólií pro bolometry.[3][4][5][6]

Pokud se platinová čerň nenanáší na katodu dobře, tak se výsledky dají zlepšit přidáním 1 % síranu měďnatého do kyseliny hexachloroplatiničité v elektrolytu; lepší účinek má menší podíl octanu olovnatého.

Platinová houba

Platinová houba, pórovitá šedočerná forma platiny, která může adsorbovat velká množství plynů, jako jsou vodík a kyslík, což umožňuje její využití ke katalýze řady reakcí plynů, například oxidaci amoniaku nebo spalování hořlavých plynů. Slouží jako surový materiál pro elektronická zařízení, v chemickém průmyslu a ve slitinách. Také může mít využití jako povrchově aktivní látka. Rozpouští se v lučavce královské.

Vlastnosti platinové houby
CAS7440-6-4
Molární hmotnost195,08 g/mol
ČistotaPt ≥ 99,9 %
VzhledČerný prášek
Teplota tání1769 ℃
Teplota varu3827 ℃
Hustota5,78 g/cm3
RozpustnostRozpustná v lučavce královské, nerozpustná ve vodě a anorganických kyselinách

Vyrábí se přimícháním azbestu do kyseliny hexachloroplatiničiné nebo její amonné soli a následným spálením vzniklé směsi; lze ji získat i vydatným zahříváním hexachloroplatiničitanu amonného. Její katalytické vlastnosti závisejí na podrobnostech přípravy.[1]

Výhody platinizované platiny oproti čisté

V kyselině chlorovodíkové má elektroda z čisté platiny oproti platině pokryté platinovou černí při nulovém vstupním proudu za pokojové teploty potenciál +340 mV. Při teplotě 70 °C je rozdíl potenciálů nulový.[7] Příčina tohoto jevu není přesně známa, i když bylo navrženo několik vysvětlení.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Platinum black na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b c Mills, A., "Porous Platinum Morphologies: Platinised, Sponge and Black", Platinum Metals Review, 51, 1, Jan 2007 https://www.technology.matthey.com/pdf/52-pmr-jan07.pdf[nedostupný zdroj]
  2. ↑ a b D. T. Sawyer, A. Sobkowiak, J. L. Roberts, Electrochemistry for Chemists, 2nd edition, John Wiley and Sons, 1995
  3. ↑ A. M. Feltham; M. Spiro. Platinized Platinum Electrodes. Chemical Reviews. 1971, s. 177–193. DOI 10.1021/cr60270a002. 
  4. ↑ O. Lummer; F. Kurlbaum. Bolometrische Untersuchungen. Annalen der Physik und Chemie. 1892, s. 204. Dostupné online. 
  5. ↑ O. Lummer; F. Kurlbaum. Bolometrische Untersuchungen für eine Lichteinheit. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. 1894, s. 229. Dostupné online. 
  6. ↑ O. Lummer; F. Kurlbaum. Ueber die neue Platinlichteinheit der Physikalischtechnischen Reichsanstalt. Verhandlungen der Deutschen Physikalische Gesellschaft zu Berlin. 1895, s. 56. Dostupné online. 
  7. ↑ D. J. Ives, G. J. Janz, Reference Electrodes, Theory and Practice, Academic Press, 1961, p. 88

Související články

Média použitá na této stránce

Platinum sponge - KFO.jpg
Autor: Zyp111, Licence: CC BY-SA 3.0
Platinum sponge