Platyna (Pt) – właściwości, działanie i występowanie platyny

Platyna (Pt) kojarzy się nam przede wszystkim z bardzo ekskluzywną biżuterią. Mało kto wie natomiast, że ten rzadki szlachetny metal ma szerokie zastosowanie w naszym codziennym życiu i może przenikać w głąb organizmu. Czy platyny należy się więc obawiać?

Samo słowo platyna pochodzi z języka hiszpańskiego i jest zdrobnieniem od słowa „srebro” („plata”). Pochodzi ono z drugiej połowy XVI w., kiedy to włoski uczony, Julius Scaliger, po raz pierwszy opisał znaleziony w Ameryce Środkowej metal, który się nie topił. Dziś uważa się, że Aztekowie i Egipcjanie wykorzystywali dość często platynę do wyrobu tradycyjnej biżuterii, często łącząc ją ze złotem. W XVIII w. zwano ją nawet „białym złotem” i uznawano za ósmy znany metal na świecie – po żelazie, miedzi, srebrze, aluminium, złocie, rtęci i ołowiu. Dopiero w XIX  w. jednak naukowcom wyizolować czystą platynę, rozpuszczając jej rudę w mieszance kwasu azotowego i chlorowodorowego. Technika ta okazała się zupełnie przełomowa, gdyż w „reszcie” z procesu odkryto kolejne pierwiastki: m.in. rod, pallad czy iryd.

Skąd się bierze platyna?

Platyna jest bardzo rzadkim metalem – jej udział w skorupie ziemskiej wynosi zaledwie 0.005 mg/kg, co czyni ją dopiero 72-tym co do powszechności pierwiastkiem. Występuje zarówno w czystej postaci, przede wszystkim jako złoża aluwialne, jak i jako stopy z innymi metalami, często żelazem. Co ciekawe, jej pokaźne ilości odnotowuje się w strukturze Księżyca oraz meteorytów.

Największymi producentami platyny na świecie są współcześnie Republika Południowej Afryki, Rosja, Kanada, Zimbabwe oraz Stany Zjednoczone. Za największe złoża uważa się południowoafrykański kompleks Bushveld Igneous Complex, szacowany na ok. 63 miliony kilogramów – nawet 70% platyny w skali globalnej pochodzi właśnie stąd. Współcześnie do produkcji czystej platyny stosuje się najczęściej wieloetapowy proces wytapiania, hydrolizy oraz chemicznego oczyszczanie za pomocą kwasów, uzyskując w ramach produktów ubocznych szereg innych metali. Niezwykła rzadkość pierwiastka w połączeniu z dość złożonym procesem produkcji sprawiają, że platyna jest niezwykle droga – jej ceny porównywalne są jedynie ze złotem, rodem, irydem i palladem. Dla porównania dodajmy, że złota eksploatuje się rocznie ok. 3 tysięcy tony, platyny zaledwie 160 ton.

Fizyczne i chemiczne właściwości platyny

Platyna w czystej postaci jest twardym biało-srebrzystym metalem, który, tak jak złoto, nie podlega korozji. Należy do pierwiastków o największej gęstości (21.45 g na 1 cm3) i wyjątkowo wysokiej temperaturze topnienia, aż 1768.4 stopni C. Wyjaśnia to dlaczego ludzie przez długie wieki wierzyli, że platyny wcale nie da się stopić – po prostu bez odpowiednio zaawansowanych pieców nie można było takiej temperatury osiągnąć. Aby płynna patyna zaczęła się gotować, potrzeba z kolei aż 3825 stopni C!

Platyna posiada 78 protonów w jądrze atomowym, zaś jako pierwiastek tworzy sześć naturalnych izotopów (czyli atomów o różnej ilości neutronów). Dodatkowo naukowcom udało się stworzyć już 37 sztucznych izotopów platyny.

Wyjątkowo trwała, nie wchodzi łatwo w reakcje z innymi związkami, ale mimo to jest dość podatna na kucie. Nie ulega oksydacji i nie działają na nią klasyczne kwasy. Jedyne substancje będące w stanie zmienić jej postać to wspomniana już wyżej aqua regia (połączenie kwasu azotowego i chlorowodorowego w proporcji 1:3), a także halogeny, cyjanki, siarka i żrące zasady.

Platyna jest doskonałym przewodnikiem, lepszym niż miedź czy złoto, wykazując przy tym wyjątkową stabilność elektryczną. Dla jej praktycznego zastosowania bardzo ważny jest fakt, że nie podlega matowieniu i nie zużywa się łatwo.

Globalne wykorzystanie platyny

Ponad 30% globalnych zasobów platyny wykorzystywanych jest do produkcji biżuterii. Jako metal rzadszy niż złoto kojarzona jest z niebywałym prestiżem społecznym i stąd określenia takie jak „platynowa karta”. Pierścionki, kolczyki, naszyjniki oraz zegarki z platyny to najbardziej luksusowe przedmioty zbytku osiągające niezwykle wysokie ceny. Uważa się także, że platyna jest najlepszym metalem do osadzania diamentów, gwarantując im wyjątkowe bezpieczeństwo. Oczywiście, platyna w sztabkach ma również wartość inwestycyjną. Jej rynek jest co prawda znacznie mniejszy niż rynek złota, ale ciekawostką jest, że w czasach prosperity ceny platyny przewyższają znacznie ceny złota, podczas gdy w okresach kryzysu ludzie zwracają się raczej ku żółtej klasyce.

Dość zaskakującym, ale bardzo powszechnym zastosowaniem platyny są urządzenia służące kontroli emisji w pojazdach mechanicznych (nawet do 45% całkowitego rocznego wydobycia!). Jako bardzo wydajny katalizator ważnych reakcji chemicznych pozwala ona uzyskać pełne spalanie paliwa przy niskiej koncentracji niespalonych węglowodorów. W roli katalizatora wykorzystywana jest nie tylko zresztą w przemyśle samochodowym, ale także rafineryjnym oraz do produkcji ogniw paliwowych, pozwalających uzyskać energię dzięki reakcji utleniania.

Platynę ponadto wykorzystuje się do produkcji elektrod, drutów, niekorodujących naczyń laboratoryjnych, narzędzi chirurgicznych, silników turbinowych, sprzętów AGD, kontaktów elektrycznych. Wraz z kobaltem tworzy ona silne magnesy, a w elektronice stosowana jest m.in. do produkcji twardych dysków, wyświetlaczy LCD czy światłowodów. W przemyśle chemicznym wykorzystywana jest przede wszystkim jako wspomniany już katalizator m.in. przy produkcji nawozów, substancji wybuchowych czy silikonów. Ogólnie, mówi się, że nawet 1/5 wszystkich wytwarzanych współcześnie produktów albo zawiera platynę, albo produkowana jest przy jej pomocy!

Platyna w medycynie

Platyna od dawna wykorzystywana jest również w stomatologii jako surowiec na wypełnienia oraz luksusowe koronki. Ponieważ nie koroduje pod wpływem zwykłych procesów biologicznych, bywa też stosowana do produkcji rozruszników serca, aparatów słuchowych i innych syntetycznych „wstawek” do ludzkiego organizmu. W tym kontekście szczególnie istotne są jej właściwości przewodzące oraz fakt, że platyna bardzo dobrze widzialna jest na zdjęciach rentgenowskich. Produkuje się z niej również cewniki czy defibrylatory, a jako katalizator wykorzystywana jest również do produkcji syntetycznych protez, silikonowych implantów czy sztucznych dysków.

Najciekawsze i najbardziej rewolucyjne jest jednak zastosowanie platyny w farmakologii. Jej związki w postaci cisplatyny, karboplatyny i oksaliplatyny należą do leków od dziesiątek lat powszechnie stosowanych w onkologii do leczenia nowotworów płuc, jelita grubego, jajników, prostaty, piersi, głowy oraz szyi. Okazują się one bardzo skutecznie zwalczać komórki rakowe, uniemożliwiając ich dalszy podział i przetrwanie. Uważa się, że wynalezienie cisplatyny jest na przykład bezpośrednią przyczyną zwiększenia poziomu wyleczeń raka jąder z 10% do 85%!

Cisplatyna, która zadebiutowała w 1978 r., do dnia dzisiejszego pozostaje najczęściej stosowanym lekiem onkologicznym w Stanach Zjednoczonych, choć na rynku pojawiły się nowe generacje wspomnianych wyżej karboplatyny (od 1989 r.) oraz oksaliplatyny (od 2002 r.). Prace badawcze nie ustają, bowiem pochodne platyny, choć tak efektywne, okazują się być zabójcze również dla organizmu pacjenta – ich skutki uboczne są bardzo dotkliwe. Neurotoksyczny wpływ platyny objawia się przede wszystkim w postaci mdłości, anemii, a przede wszystkim zaburzeń neurologicznych i hemolitycznych mogących wymagać hospitalizacji.

Wpływ platyny na zdrowie

Czy platyna, poza dożylnym podaniem w formie leków onkologicznych, może jednak przynieść szkodę naszemu organizmowi? Nad tym zagadnieniem naukowcy pochylają się już od lat i jak dotąd konkludują, że platyna jest raczej bezpieczna dla człowieka. Nie znamy żadnej biologicznej roli, jaką mogłaby pełnić w naszym ustroju, choć oczywiście przedostaje się do wewnątrz ciała, nawet, jeśli nie korzystamy z implantów czy platynowych wypełnień dentystycznych. Niewielkie ilości platyny człowiek wdycha bowiem w powietrzu, a nieco wyższe znajdować się mogą w wodzie pitnej. Podwyższone ilości obserwuje się też w wodzie morskiej, zwłaszcza w Bałtyku. Z badań wynika również, że platyna przedostaje się częściowo do żywności, a najpoważniejszymi jej źródłami są jaja i podroby, a dalej mięso, ziarna, ryby, owoce i warzywa – w malejącej kolejności. Wiemy przy tym, że platynę wykrywa się w krwi, moczu oraz narządach wewnętrznych, zwłaszcza nerkach, trzustce, wątrobie i podskórnej tkance tłuszczowej.

Jak dotąd nie ma jednak żadnych dowodów na to, że ów minimalny kontakt z platyną wynikający z normalnego życia powszedniego mógłby mieć negatywne skutki zdrowotne. Owszem, pisze się o alergizacji i silniejszych reakcjach, ale dotyczą one włącznie ryzyka zawodowego związanego z pracą z platyną w wysokich dawkach i bezpośrednim kontakcie. Nie ma więc żadnego racjonalnego powodu, aby bać się pięknej biżuterii czy medycznych implantów z platyną!