Platinum Pt 鉑

Platinum Pt 鉑

鉑（Platinum）是一種化學元素，俗稱白金。其化學符號為Pt，原子序為78。鉑是一種密度高、延展性高、反應性低的灰白色貴金屬，屬於過渡金屬。

鉑是1735年被人類發現的，法國和西班牙政府曾聯合派遣科學考察團赴祕魯和厄瓜多爾兩地，準備測量赤道附近一處地名叫「基多」的子午線。這考察團中有一位西班牙的海軍軍官名叫烏羅阿（A. De Ulloa, 1716-1795），他在祕魯的平托河附近看到廢棄的金礦，這裡的礦石內有含量很高的「鉑」。

當時的印地安人把混在天然金塊裡的白色鉑塊，看成是「尚未成熟的黃金」，所以想要把它從黃金塊裡剔出，再扔回河裡，企圖使它們在水中慢慢成熟，增添黃色，變成金子。

烏羅阿首先注意到鉑這種金屬有非常高的熔點，鉑的外觀雖然像銀，但不溶於硝酸，也很難從礦石中提取出來。到了 1744 年，烏羅阿就把鉑這種金屬帶回歐洲，並且在 1748 年發表他寫的航海日記，其中就記述了在祕魯見到「鉑」的經過。

後來，英國化學家瓦特森（W. Watson）和布朗利格（W. Brownringg）開始研究鉑這種金屬。有文獻報導說，1748 年經瓦特森鑑定，確認鉑是一種新的元素。也有文獻報導說，1750 年，布朗利格把研究鉑礦的結果寫成簡短論文，敘述了鉑的性質，連同標本送交英國倫敦的皇家學會。

由於鉑在平托河被發現，因此當初被稱為「platinadel pinto」，即「平托河的銀」。「platina」在西班牙文中是「銀」的意思，現在鉑的英文名稱「platinum」，正是從西班牙文「platina」一詞而來的。鉑的元素符號因此定為「Pt」。鉑的中文名稱「鉑」既從音譯，又有表示「白色金屬」的意思，甚至有「白色的金」的意思，因此「鉑」又稱為「白金」。

有關鉑被發現的經過，另有一說。在 1741 年左右，英國人伍德（C. Wood）在南美洲發現到鉑。究竟是誰在那一年首先發現了鉑？目前還有爭議。但是，不管如何，可以確定的是，鉑這種金屬在有自己的正式名稱之前，就已經被使用很久了。1750 年是鉑在歷史上的一個重要里程碑，只因為這一年鉑開始被人研究，而鉑的性質首次被詳細描述。

人類對鉑的需求

千百年來，沒人知道怎樣處理鉑這種神奇而且用途廣泛的礦物。雖然埃及人在西元前 700 年就用鉑做裝飾品，史前的南美印第安人也曾用鉑做小飾物，但冶煉純鉑的方法卻是近代才發現的。19 世紀時，俄國人曾用鉑鑄造錢幣「盧布」。有些國家甚至規定，運輸販賣鉑會被判處死刑，因為在鉑的外面包上黃色，可以很容易地冒充金幣。不過在今天的世界裡，假使沒有鉑，很多工業程序簡直無法運作。

世界上只有少數地方存在著具有商業價值的鉑礦，鉑的年產量大約是 80 噸（南非的產量約占三分之二，俄國的產量也接近三分之一）。根據資料指出，每公噸的礦土最多只能提煉出約三公克的鉑。相對而言，每公噸的礦石平均約可提煉出六公克的金子。由此可看出鉑的稀罕程度比黃金還高，採礦、冶煉和提純也更加困難。無怪乎，有俄國人形容鉑是：「一克的產物，一年的勞動。」

所幸鉑是一種簡直不會損毀的金屬，不論是廢棄的坩堝、催化劑和其他設備上的鉑，百分之九十五以上仍可取來再用。經濟專家曾估計，世界上對鉑的需求量雖不斷增加，但半數以上可用再循環的方法供應，其餘的大部分則要依賴南非及俄國目前尚未開採的礦脈。

本質的鉑

鉑的本質是銀白色的，就算在空氣中把鉑加熱到白熱狀態，鉑的表面依舊保持光亮呢！而且，鉑也是一個熔點相當高的元素，高達攝氏 1,772 度（鋼的熔點才約攝氏 1,300 度）。此外，鉑也具有很強的抗腐蝕性及抗化學藥品性，在室溫下，鉑不與強酸或強鹼反應，在空氣中也不會和氧氣或含硫的化合物結合，即使在一般高溫下，鉑的化學性質依然可保持穩定。

也正因如此，鉑在自然界中一向是以純質形式存在。在工業界鉑常被用來做為抗酸及抗熱設備的材料。鉑也常被拿來製作成研磨、融化物質的容器或實驗用品，如坩堝、過濾網、管子等器具。只是鉑有個弱點，就是喜歡和熱熱的「王水」－－硝酸和鹽酸以 1：3 的比例混合而成的溶液－－反應。

值得一提的是，純質的鉑既有伸展性，又有延長性。根據實驗結果，30 公克的鉑塊可以輾成一張 0.025 公分厚、鋪滿一個網球場的大薄片，或者是拉長成一條肉眼無法見到，長達 116 公里的細絲。就曾經有人把鉑捶打成只有 100 個原子那麼厚的薄片，因此鉑很適合用來做為「保護膜」，像是飛彈的尖端圓錐頭、噴射機引擎的燃料噴口、以及剃刀刀刃的切割部位，都有鉑的參與。

首飾上的鉑

以鉑為材料所製作的首飾越來越為世人所喜愛，尤其是搭配鉑做為「永流傳」的鑽戒更是大放異彩。在銀白色的鉑陪襯下，光彩奪目的鑽石顯得更加高貴典雅。

白金製作的鑽飾之所以惹人喜愛的主要原因是，鑽戒上的鉑多是含 90％ 鉑的鉑合金，相對於 18K 黃金合金（含金 75％）來說，純度更高，價值更高。再加上鉑對於強酸、強鹼有極強的抗腐蝕能力，且能耐高溫，又不易褪色，是製作首飾最理想的貴金屬材料。特別是任何人士佩載鉑所做成的首飾，都不會造成皮膚過敏。

工業上的鉑

很多人都以為鉑最主要的用途是做首飾，其實鉑在世界上的產量有四分之三都是用在工業方面，因為不論糧食、纖維、飛機、輪船、電腦和家用電器通通都需要用到鉑。有人統計過，在日常生活用品中，平均每5件就有1件和鉑有關，不論是用品本身中有鉑的存在，或是在製造過程中需要用到鉑。

鉑和少量的過渡金屬元素銥（Ir）或釕（Ru）融合，可製成較硬且強度較高的合金，剃刀的刀片和外科醫生的手術工具，都是用這種合金做為刀刃，鋒利無比，經久耐用。也因為如此，製造精密儀器、精密度量衡都要用到鉑。鉑的製品在空氣中，即使經過較長的歲月，依舊光亮奪目，不像其他金屬會失去光澤、改變重量和形狀。

許多精密儀器的重要零件、精密分析天平的游碼和砝碼、國際米原件和千克原件，都是利用鉑製造出來的。事實上，在法國巴黎留存的鉑和銥混合的合金製品，是國際標準度量衡的長度（公尺）和重量（公斤）的原件，也就是說，全世界的「公尺」和「公斤」都必須以它們為準，才算合格。

如今來到了科技時代，鉑在現代科學、尖端技術領域中的應用越來越廣泛。鉑已由受冷落的地位，一躍而登上貴重金屬的最高寶座，因而被譽為「先驅材料」，這是因鉑具有與眾不同，而且部分看似矛盾的特質，尤其是鉑深具化學穩定性及不活潑性。

因鉑受熱後，膨脹的程度幾乎和玻璃一樣，因此把鉑放入玻璃內，外界光源既可以穿透玻璃，又能使玻璃器皿保持真空密封。就是因為鉑這種特性，發明大王愛迪生（T. Edison）才可以製成白熾燈泡，第一位諾貝爾物理獎得主欒琴（W. Roentgen）也才能製成Ｘ光機。早期無線電工程師製造的收音機真空管，有一部分的原料就是鉑。

後來雖然發現價值較低的其他金屬可以取代鉑，但對一般著重可靠與耐用的產品來說（例如在高速電腦中的微型電路裡，就可發現鉑的存在），鉑的地位可說是無可抗衡。利用鉑和鈷（Co）製成的磁鐵，是高準確度手表與微型儀器的動力來源。對於輪船的鋼殼，把鉑鍍在陽電極上，在低電壓下能產生電流，使船底與進水管多年都不會腐蝕，也不會黏附甲殼動物等海洋生物。

航空也因為鉑的貢獻而更加安全。點火裝置故障，曾使初期的噴射飛機在寒冷的同溫層飛行時，因引擎的「燃燒中斷」而失事。後來這些噴射飛機裝置了灼熱發光的鉑尖，由於鉑尖能始終保持紅熱，因此可在任何情況下點燃汽油，「燃燒中斷」的毛病便消除了。除此之外，現代飛機還利用鉑當「觸媒」，把高空有害的臭氧（O3）轉化成無毒的氧氣（O2），以供機艙內的人呼吸。

製造玻璃纖維及人造纖維也都需要鉑，一般常見方法是使熔融的纖維原料擠壓通過鉑製的微孔而成為纖維絲。用來製作眼鏡片、照相機鏡頭及彩色電視機燈管的高級光學玻璃，以及雷射的晶體，也都幾乎是用鉑－－鉑坩堝製造的。任何其他材質的坩堝，在高熱與腐蝕性氣體的作用下，很快就會碎裂。

如果在玻璃上鍍上一層薄薄的「鉑」，就能得到具有單向透光特性的鉑玻璃。鉑玻璃從正面看是不透明的，從反面看則像普通玻璃一樣透明，因此很適合做為辦公大樓的窗戶玻璃。

金屬的鉑還是化學工業中的一種重要催化劑。鉑的催化作用就像火柴點火一樣，如果在煤氣氣孔邊放一段鉑絲，打開煤氣開關後，不一會兒，鉑絲就會自動發熱變紅並點燃煤氣。氫氣和氧氣混合在一起，只要不遇到火花，不會發生反應。如果在混合氣體中放一些鉑粉，它們就會像碰見火花般立即發生反應，而生成水。

匈牙利曾發明一種新穎的打火機，在這種打火機中沒有火石，只是在氣孔周圍裝了個鉑環。在使用時只需打開罩子，機內冒出的氣體就會被金屬鉑催化，進而與空氣發生氧化反應，產生火苗。與普通打火機相比，這種打火機的優勢是不僅不怕風，而且風越大，氧化反應越劇烈，火苗也越旺。

做為觸媒的鉑

如今鉑的最重要用途，是在石化和能源工業方面，因為科學家都知道鉑是最佳的「催化劑」，或稱為「觸媒」。硝酸是人造肥料的最基本原料，而全世界的硝酸是使氨氣與氧氣在鉑，鉑和銠（Rh）製作的合金紗網上化合而成的。織造鉑這種鉑銠紗網的絲只有人髮直徑的三分之一。因此就有人說過：「假使人們還和 80 年前一樣，不用鉑來幫助製造硝酸，硝酸的產量必然很低，成本一定更高，結果是鬧飢荒的災區更多。」

約 50 年前，石油化學家發現到鉑也能幫助增加石油的產量。現在每個煉油中心，都有一種催化設備，裡面是許多狀如實心麵條的陶瓷體，表面塗上鉑。這種催化劑能把經過的汽化油料轉化成所需要的形式，但生產每公升汽油需要增加的成本，不到四分之一分美金。

美國大多數汽車配備的廢氣淨化器，也是用同樣的原理操作的。這種淨化器用不銹鋼製成，裡面有鉑和鈀（Pd）合金塗層的陶瓷體，能把一氧化碳及未燃燒的碳氫化合物轉化成無害的二氧化碳和水蒸氣。

雖然每具廢氣淨化器只需使用很少量的鉑，但僅就美國每年售出的汽車數目計算，所用的鉑已高達一萬五千公斤以上，這使用量還沒包括電腦與手機上的鉑。全世界這麼大的需求量，鉑是否能供應無缺呢？