Fakten über Platin

Platin, ein hoch geschätztes und begehrtes Metall, hat eine breite Palette von Verwendungsmöglichkeiten, darunter Schmuck, Katalysatoren, elektrische Kontakte, Herzschrittmacher, Medikamente und Magnete. Da es selten ist – laut Chemicool kommen nur etwa 5 Gewichtsteile pro Milliarde in der Erdkruste vor – ist Platin tendenziell sehr teuer, wie jeder feststellen kann, der einen Platin-Ehering kaufen möchte.

Platin ist ein silberweißes Metall – es war früher als „weißes Gold“ bekannt. Es ist extrem widerstandsfähig gegen Anlaufen und Korrosion (was es als „Edelmetall“ bekannt macht) und ist sehr weich und formbar, wodurch es leicht zu formen ist; dehnbar, wodurch es leicht zu Draht gestreckt werden kann; und nicht reaktiv, was bedeutet, dass es nicht oxidiert und von gewöhnlichen Säuren nicht angegriffen wird.

Platin ist eines der Übergangsmetalle, eine Gruppe, die Gold, Silber, Kupfer und Titan umfasst – und die meisten Elemente in der Mitte des Periodensystems. Die atomare Struktur dieser Metalle bedeutet, dass sie sich leicht mit anderen Elementen verbinden können.

Es ist auch eines der dichtesten Elemente mit 12,4 Unzen pro Kubikzoll (21,45 Gramm pro Kubikzentimeter), etwas mehr als das 21-fache der Dichte von Wasser oder das 6-fache der Dichte eines Diamanten laut Chemicool. Diese Eigenschaften führen zu vielen Verwendungen für dieses sehr seltene und kostbare Metall.

Nur die Fakten

• Atomzahl (Anzahl der Protonen im Atomkern): 78
• Atomisches Symbol (im Periodensystem der Elemente): Pt
• Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 195,1
• Dichte: 12,4 Unzen pro Kubikzoll (21,45 Gramm pro Kubikzentimeter)
• Phase bei Raumtemperatur: fest
• Schmelzpunkt: 3.215,1 Grad Fahrenheit (1.768.4 Grad Celsius)
• Siedepunkt: 3.825 Grad Celsius (6.917 Grad Fahrenheit)
• Anzahl der natürlichen Isotope (Atome desselben Elements mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen): 6. Es gibt auch 37 künstliche Isotope, die im Labor hergestellt werden.
• Häufigste Isotope: Pt-195 (33,83 Prozent der natürlichen Abundanz), Pt-194 (32,97 Prozent der natürlichen Abundanz), Pt-196 (25,24 Prozent der natürlichen Abundanz), Pt-198 (7,16 Prozent der natürlichen Abundanz), Pt-192 (0,78 Prozent der natürlichen Abundanz), Pt-190 (0.01 Prozent des natürlichen Vorkommens)

Das ‚unschmelzbare‘ Metall

In der Antike verwendeten die Menschen in Ägypten und Amerika Platin für Schmuck und dekorative Stücke, oft in Mischung mit Gold. Die erste Erwähnung von Platin stammt aus dem Jahr 1557, als der italienische Arzt Julius Scaliger ein in Mittelamerika gefundenes Metall beschrieb, das nicht schmilzt, und es „platina“ nannte, was „kleines Silber“ bedeutet.

Im Jahr 1741 veröffentlichte der britische Wissenschaftler Charles Wood eine Studie, in der er Platin als neues Metall vorstellte und einige seiner Eigenschaften und möglichen kommerziellen Anwendungen beschrieb, so der niederländische Historiker Peter van der Krogt. Dann, im Jahr 1748, veröffentlichte der spanische Wissenschaftler und Marineoffizier Antonio de Ulloa eine Beschreibung eines Metalls, das nicht verarbeitbar und nicht schmelzbar war. (Er schrieb es ursprünglich 1735, aber seine Papiere wurden von der britischen Marine beschlagnahmt.)

Im 18. Jahrhundert war Platin das achte bekannte Metall und wurde als „weißes Gold“ bezeichnet, so van der Krogt. Jahrhunderts produzierten und verkauften die Freunde und Kollegen William Hyde Wollaston und Smithson Tennant, beides britische Chemiker, gereinigtes Platin, das sie mit einer von Wollaston entwickelten Technik isolierten, so van der Krogt. Nachdem das Platin vom Rest der Lösung abgetrennt wurde, entdeckte man in den Abfällen Palladium, Rhodium, Osmium, Iridium und später auch Ruthenium.

Heute wird Platin immer noch mit einer ähnlichen Technik wie der von Wollaston entwickelten extrahiert. Platinhaltige Proben werden in Königswasser gelöst, vom Rest der Lösung und den Nebenprodukten getrennt und bei sehr hohen Temperaturen geschmolzen, um das Metall zu gewinnen.

Wer hätte das gedacht?

• Ein zylindrischer Brocken aus Platin und Platinlegierungen wird als internationaler Standard für die Messung eines Kilogramms verwendet. In den 1880er Jahren wurden etwa 40 dieser Zylinder, die etwa 1 Kilogramm wiegen, auf der ganzen Welt verteilt.
• Platin, Iridium, Osmium, Palladium, Ruthenium und Rhodium sind alle Mitglieder der gleichen Gruppe von Metallen (genannt die Platinmetalle) und haben ähnliche Eigenschaften. Diese Metalle werden oft zusammen verwendet, um sehr haltbare Teile für verschiedene Maschinen, Werkzeuge und Schmuck herzustellen.
• Platin wird aufgrund seiner sehr geringen Reaktivität in verschiedenen Krebsmedikamenten verwendet. Etwa 50 Prozent der Krebstherapie-Patienten verwenden derzeit platinhaltige Medikamente, laut einer Studie von Johnstone, Park und Lippard aus dem Jahr 2014. Einige dieser Medikamente, wie Cisplatin, werden auch zur Behandlung von Tumoren und Krebs bei Tieren eingesetzt, so die Tierärztin Barbara Forney.
• Platin wird auch in Herzschrittmachern, Zahnkronen und anderen Geräten im menschlichen Körper verwendet, da es korrosionsbeständig gegenüber Körperflüssigkeiten ist und nicht auf Körperfunktionen reagiert, so Encyclopedia.com.
• Der Großteil (etwa 80 Prozent) des Platins wird in Südafrika abgebaut. Ungefähr 10 Prozent werden in Russland abgebaut, und der Rest wird in Nord- und Südamerika gefunden, so der U.S. Geological Survey. Da Platin und andere Platinmetalle normalerweise nicht in großen Mengen vorkommen, sind sie oft Nebenprodukte beim Abbau anderer Metalle.
• Nahezu 14-mal mehr Gold als Platin wird pro Jahr abgebaut – etwa 1.800 Tonnen (1.633 metrische Tonnen) Gold im Vergleich zu 130 Tonnen (118 metrische Tonnen) Platin, laut Science for Kids
• Nach Angaben von Total Materia wird fast die Hälfte des abgebauten Platins in Katalysatoren verwendet, dem Teil des Autos, der giftige Gase in weniger giftige Emissionen reduziert. Platin und andere Platinmetalle können den hohen Temperaturen standhalten, die für die Oxidationsreaktionen zur Reduzierung der Emissionen erforderlich sind.
• Platin in Kombination mit Kobalt ergibt laut Chemicool starke Dauermagnete. Diese Magnete haben viele Verwendungen, einschließlich in medizinischen Instrumenten, Motoren, Uhren und mehr.
• Platin wird oft als Katalysator bei der Herstellung verschiedener Lösungen und Nebenprodukte verwendet (die in Substanzen wie Düngemitteln, Kunststoffen und Benzin sowie in Brennstoffzellen enden und deren Effizienz erhöhen, laut Encyclopedia.com.
• Viele Investoren kaufen und verkaufen Platin, obwohl der Preis während des Wirtschaftswachstums stark schwanken und sogar stärker fallen kann als die Preise anderer Edelmetalle (wegen seiner vielen Verwendungsmöglichkeiten).
• Etwa 30 Prozent des geförderten Platins werden laut Total Materia in Schmuck verwendet. Die meisten der berühmten Diamanten der Welt, wie der Hope-Diamant (laut Famous Diamonds) und viele Stücke in Elizabeth Taylors Kollektion (laut Bulgari), sind in Platin gefasst.

Aktuelle Forschung

Forscher finden immer wieder neue Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen für Platin. Zum Beispiel wird Platin bei der Entwicklung von Krebsmedikamenten eingesetzt.

Im Jahr 1844 entdeckte Michele Peyrone, ein italienischer Chemiker, zufällig, dass Platin anti-neoplastische Eigenschaften hat (was bedeutet, dass es die Entwicklung von Tumoren verhindert, laut MedicineNet). Die Forschung ging weiter, und 1971 wurde der erste menschliche Krebspatient mit platinhaltigen Medikamenten behandelt.

Heute erhalten etwa 50 Prozent der Krebspatienten Behandlungen, die dieses seltene Metall enthalten, so ein 2016 in der Zeitschrift Chemical Reviews veröffentlichter Artikel. Zu diesen Medikamenten gehören Cisplatin, Carboplatin und Oxaliplatin sowie einige andere, die sich noch in der Testphase befinden.

Der Artikel diskutiert einige der platinhaltigen Krebsmedikamente der nächsten Generation und Verabreichungssysteme, von denen sie sagen, dass sie bei der Bekämpfung von Krebszellen effektiver sein werden. Die Autoren nennen dies eine „doppelte Bedrohung“ – platinhaltige Medikamente innerhalb eines Platin-Liefersystems.

Diese so genannten Platin-„Sprengköpfe“ zielen auf Krebszellen ab und können auf verschiedene Weise programmiert werden, um mit den Krebszellen zu interagieren, die viele Rezeptoren auf ihrer Oberfläche enthalten, die für viele Aktionen der Zelle einschließlich des Wachstums verantwortlich sind, erklärten die Autoren. Da sich Krebszellen sehr schnell teilen, brauchen sie einen Überschuss an Nahrung (wie Glukose oder Folsäure), und diese zielgerichteten Systeme können den Körper nach diesen verschiedenen Merkmalen durchsuchen und die Medikamente direkt in den Zellen deponieren, sagten die Autoren. Sobald das Platin in den Zellen ist, arbeitet es mit anderen Chemotherapie-Medikamenten, um die Krebszellen daran zu hindern, sich ständig zu teilen, erklärten sie.

Ein weiterer Vorteil dieser Nanodelivery-Systeme ist, dass sie für längere Zeit im Blutkreislauf verbleiben können, was zu einer besseren Verteilung und verzögerten Freisetzung der Medikamente führt, so der Artikel.

Aufgrund der großen Menge an Platin, die für die Erforschung dieser Krebsmedikamente benötigt wird, waren Raffinerieunternehmen schon sehr früh daran interessiert, sich zu beteiligen, wie die Autoren beschreiben. Und obwohl die Verwendung von raffiniertem Platin in Krebsmedikamenten für viele von Vorteil ist, müssen diejenigen, die in Platinminen arbeiten, vorsichtig sein, weil das Einatmen oder der direkte Kontakt mit Platinsalzen (die beim Reinigungsprozess und vor dem Einschmelzen in Metall entstehen) den gegenteiligen Effekt haben kann, indem es potenziell gesundheitsschädliche Auswirkungen wie allergische Reaktionen, Schäden an inneren Organen oder sogar Krebs verursacht, so CancerTreatment.net.

Einige Studien, darunter eine 2006 in der Fachzeitschrift Water, Air, and Soil Pollution veröffentlichte Studie und eine 2009 auf der Jahreskonferenz der Canadian Metallurgical Society vorgestellte Studie, haben Zusammenhänge zwischen dem Platinabbau und schädlichen Umwelt- und Gesundheitseffekten aufgezeigt, obwohl mehr Forschung nötig ist, um die Zusammenhänge zu beweisen.