Le platine est un élément chimique noté par le symbole Pt et de numéro atomique 78.

Histoire et généralité sur l'élément

Ce métal facilement martelable était utilisé en Amérique précolombienne , ainsi que probablement par la plupart des cultures néolithiques et chalcolithique majeures de l'Eurasie. Toutefois la première référence européenne apparut en 1557 dans les écrits de l'humaniste Jules César Scaliger (1484-1558) qui le décrit comme un métal mystérieux venant de mines d'Indes Occidentales situées entre Darién (Panama) et Mexico.

Les Conquistadors hispaniques nomment d'emblée le métal « platina » (petit argent) quand ils le découvrent sous forme native en Colombie actuelle. Les savants le considèrent par principe comme une impureté de l'argent, une sorte de "petit argent brillant" par mépris, et les autorités régaliennes espagnoles, ayant le monopole du bon minerai et des métaux recherchés, s'empresse de le mettre au rebut et de le rejeter dans les fleuves car ils redoutaient les fraudes diverses, telles l'imitation de pièces d'argent. Les Indiens et les colons à l'esprit pratique (il s'agit d'un métal inaltérable, relativement malléable et très ductile) s'en servaient pour de multiples usages, ustensiles divers, balles, pierres à fusils, en théorie illégaux et interdits sous peine de mort.

Le curieux métal platine ne fut redécouvert que par le militaire et astronome Antonio de Ulloa (1716-1795), qui avec Jorge Juan y Santacilia (1713-1773), avait été chargé par le roi Philippe V d'Espagne de rejoindre la mission scientifique française au Pérou (1735–1745). Parmi d’autres objets selon lui inédits, Ulloa observa le platina del pinto, un métal inexploitable trouvé avec l’or de Nouvelle-Grenade (Colombie).

Des corsaires britanniques interceptent le navire d’Ulloa sur le chemin du retour. Quoiqu’il fût bien traité en Angleterre et admis plus tard comme membre de la Royal Society, le savant étranger captif n'a pas le droit de publier avant 1748. Avant que cela ne puisse arriver, Charles Wood soupçonne indépendamment l'élément en 1741, avant que le médecin et chimiste William Brownrigg, avec l'aide de Ulloa, le décrive en minéralogie en 1748. Mais il fallait disposer de l'usage d'un chalumeau performant, mis au point plus tard par les chimistes et minéralogistes suédois à la fin du XVIII siècle, pour initier les rudiments de la chimie du platine, comme sa mise en forme en joaillerie. Il faut donc se résigner à admettre, sans oublier l'héritage savant, que le chimiste anglais Wollaston démontre en 1803 que le corps simple métallique est bien issu d'un élément particulier, nommé platinum en latin ou en anglais savant, soit platine en français, das Platin en allemand, platino en italien ou en espagnol.

Le symbole alchimique du platine a été créé tardivement après par "fusion" ou accolement des symboles, respectivement lunaire et solaire, de l'argent et de l'or.

Ce métal de transition fait partie du sous-groupe ou triade du nickel, avec le nickel et le palladium, et dans un sens plus large du sous-groupe des éléments du groupe 10. Ce métalloïde lourd avec l'osmium et l'iridium figure parmi les éléments de la période 6. Mais le nickel se distingue des deux platinoïdes Pd et Ptː il possède des formes ioniques simples et se révèle globalement plus réactif.

Histoire des unités métriques, électrochimiques et d'éclairage

La définition standard d'un mètre fut longtemps fondée sur la distance entre deux marques gravées sur une barre en platine iridié conservée au Bureau international des poids et mesures à Sèvres en France. Aujourd'hui, un cylindre en platine iridié, également conservé au BIPM, sert de prototype au kilogramme. En France, l'intensité lumineuse du platine en fusion servait d'étalon en métrologie pour l'unité d'éclairage en bougie.

Le platine est également toujours utilisé dans la définition de l'électrode standard à hydrogène.

Isotopes

Le platine naturel est un mélange de cinq isotopes stables et d'un isotope radioactif, le Pt, de très longue période radioactive (650 milliards d'années). Il existe aussi de nombreux autres radioisotopes, dont le plus stable après le Pt, est le Pt, dont la période est de 50 ans.

Abondance naturelle, minéralogie et géologie, gisement et production

Présent dans la nature, le platine et ses alliages sont connus depuis longtemps. Le platine est un métal noble résistant à la corrosion, on le trouve souvent associé à certains minerais de cuivre ou de nickel, plus rarement sous forme de dépôts natifs (en Afrique du Sud notamment).

Platine natif (grains et petites pépites roulés des placers en haut, amas de gisement quasi-primaire en bas)

Gisements et production

Le platine se trouve à l'état natif dans les gisements dits primaires, avec ses principaux minerais et/ou les roches magmatiques ultrabasiques tels que les durites, le platine natif est le plus souvent allié avec d'autres métaux Ir, Pd, Au, Fe, Cu, Ni...). Comme il est quasi-inaltérable et dense, ce platine se retrouve sur les gisement secondaires, en l'occurrence des placers souvent très proches de ces premières zones primaires.

Notons qu'aujourd'hui le minerai à base de sperrylite (arséniure de platine, PtAs2) est la source principale du métal. L'alliage platine/iridium naturel qu'est le platiniridium se trouve aussi dans le coopérite minéral (sulfure de platine, PtS).

Le clarke est de l'ordre de 0,005 ppm ou 0,005 g par tonne. Il est le plus abondant des platinoïdes.

Le platine, souvent accompagné de faibles quantités d'autres métaux de la famille du platine, peut être trouvé dans certaines alluvions ; en Afrique du Sud où il est aussi fortement concentré dans le complexe magmatique de Bushveld (environ 5 g/t), Colombie, en Ontario, dans l'Oural et dans certains états de l'ouest des États-Unis d'Amérique. En Europe, il est extrait dans le grand nord de la Russie, dans les gisements de cuivre et nickel de la presqu'île de Taïmyr, dans le massif de Konder, dans le complexe métallurgique et minier de Norilsk créé par la Russie soviétique en 1935 (en 1953, on y produisait déjà 35 % du nickel de l'Union Soviétique, 30 % du cobalt et 90 % des métaux du groupe du platine, ou « platinoïdes »). Cette activité est à l'origine de la ville de Norilsk (175 000 habitants) et d'une voie ferrée qui transporte le minerai vers le port de Doudinka sur l'Ienisseï puis vers l'usine Severonickel dans la presqu'île de Kola. 330 000 t de nickel ont été extraites du sol rien qu'en 2003 (c'est 23,6 % de la production mondiale). C'est du même minerai qu'est tiré le platine, qui y est présent en faible quantité.

Le platine, outre son occurrence à l'état natif souvent très localisée, est présent comme sous-produit intéressant à récupérer dans les minerais de nickel ou de cuivre. Le platine est en effet le plus souvent produit commercialement comme sous-produit du traitement du minerai de nickel, qui en contient parfois deux grammes par tonne.

Corps simple, chimie et corps composés chimiques

Propriétés physiques et chimique du corps simple métallique

Ce corps simple est un métal de transition de couleur blanche à gris-blanche, à reflet métallique, brillante. Ce platinoïde lourd est dense de densité avoisinant 21,4, assez mou et malléable, très ductile (il peut être filé en fil très fin), rare et précieux et très résistant à la corrosion.

Il s'agit d'un métal noble (avec l'argent et l'or), d'un métal précieux non magnétique (pur), bon conducteur de la chaleur et de l'électricité. Son coefficient de dilatation thermique est proche de celui du verre.

Sa résistance à l'abrasion et au ternissement font qu'il est apprécié en bijouterie. Son point de fusion est élevée de l'ordre de 1 770 °C. Pour l'artisan joaillier, le platine est un métal dense qui se soude à de très hautes températures au alentour ou au-delà de 2 000 °C, mais ne s'oxyde quasiment pas et reste très blanc. La plage de travail est grande car son point d'ébullition dépasse 3 800 °C.

Le platine natif ne s'altère pas à l'air et reste très stable sur un plan chimique. Il est possible de le chauffer au chalumeau sans ternissement de sa surface, même dans une zone en fusion partielle. Il s'agit d'un métal réfractaire. « Le platine roche », c'est-à-dire qu'il cloque, mousse ou forme des cloques en se solidifiant. En réalité, sa résistance à l'oxydation est relative, l'oxyde de platine PtO se forme à haute température et haute pression.

Néanmoins ce corps simple est globalement plus réactif que l'osmium ou l'iridium métallique.

Le platine est inattaquable par les bases fortes et acides forts, à l'exception notable de l'eau régale où il forme facilement un ion complexe hexachloro-platinique soluble, l'ion hexachloroplatinate [Pt(Cl6)] , ainsi en milieu aqueux acide existe l'acide hexachloroplatinique H2[Pt(Cl6)].

Citons ses propriétés physico-chimiques remarquables, en terme d'adsorption et de catalyse. Un fil fin de platine peut initier et favoriser la décomposition de la vapeur de méthanol en gaz dihydrogène et en méthanal CHO. Il s'agit d'un des premiers métaux précieux utilisé en catalyse dans la synthèse de l'acide sulfurique. Il est parfois présent dans les pots d'échappement à l'état finement divisé, sous l'aspect d'une matière dénommée mousse de platine. notons que les diverses éponges ou mousses de platine étaient fabriquée à l'origine par divers procédés thermiques, au contraire du noir de platine obtenu par réduction de corps organo-platiniques en solution aqueuse et précipitation chimique en fines particules.

À température ambiante, une éponge ou mousse de Pt peut adsorber, c'est-à-dire fixer sur sa grande surface spécifique, cent fois son poids de gaz dihydrogène, et parfois jusqu'à vingt fois son poids de gaz dioxygène. De plus la mousse de platine chauffée libère ses gaz, sans les dénaturer. Ce métal d'adsorption est connu depuis les travaux pionniers de Sir Humphrey Davy en 1817, cette reconnaissance ayant ouvert le champ de la catalyse en chimie.

Chimie

L'état d'oxydation IV est beaucoup plus stable que dans le cas du palladium. Il existe le monooxyde de platine PtO et le dioxyde de platine PtO₂. Le platine réagit avec le fluor au-delà de 300 °C ː

Pt _{solide cristal} + 2 F_{2 gaz} → PtF₄

Elle peut d'ailleurs se poursuivre en obtenant PtF₅ et PtF₆.

L'attaque par le gaz dichlore nécessite une haute température. On obtient PtCl₂ et PtCl₃. De même avec les autres halogènes plus lourds, PtBr₂ et PtBr₃ ou PtI₂ et PtI₃.

Le platine, à l'instar des autres platinoïdes, est attaqué par les corps simples soufre et phosphore, ainsi que de nombreux semi-métaux As, Se, Te, Sb, Pb...

Le platine a une nette propension à former des complexes.

Le platine interagit avec de nombreuses molécules, ce qui en fait un catalyseur très recherché. À température ambiante, il résiste cependant à de nombreuses attaques chimiques : il ne s'oxyde pas à l'air libre, et n'est corrodé que par les cyanures, les halogènes, le soufre et les métaux alcalins caustiques. Sauf à l'état de micro- ou nanoparticules, il est insoluble dans l'acide chlorhydrique HCl et dans l'acide nitrique HNO3, mais il se dissout dans l'eau régale (mélange de ces deux acides). Le platine ne s'oxyde ni à l'air ambiant ni en présence d'oxygène O2 pur, mais, en faisant réagir de l'acide chloroplatinique H2PtCl6·6H2O avec divers sels azotés, on obtient un nitrate de platine qui, une fois réduit, donne un oxyde hydraté de platine qui pourra être encore réduit en dioxyde de platine PtO2, un oxyde lamellaire stable semblable au rutile TiO2 d'un point de vue cristallographique, qui a également un pouvoir catalytique (catalyseur d'Adams), et qui peut être réduit en platine colloïdal par l'hydrogène H2 afin d'obtenir par exemple un catalyseur beaucoup plus puissant appelé noir de platine, très réactif de par sa surface particulière. On peut obtenir aussi, par un procédé en partie semblable, une éponge de platine, un autre type de catalyseur en platine pur, qui offre de même une large surface, comparable au noir de platine.

Les caractéristiques catalytiques du platine, comme celles des six autres métaux du groupe du platine, sont exceptionnelles. Ainsi, un mélange d'hydrogène H2 et d'oxygène O2 explose en présence de platine : le platine catalyse la réaction, qui est exothermique, l'élévation de température consécutive provoque alors un emballement de la réaction, d'où l'explosion. Sous certaines formes, le platine est un puissant toxique (il détruit l'ADN en empêchant la double hélice de se dérouler), ce pourquoi il est utilisé pour traiter certains cancers (chimiothérapie) en bloquant le processus de division rapide normal de certaines cellules (dont celles qui font pousser les cheveux, d'où une chute des cheveux lors de certaines chimiothérapies).

Usage du métal platine et de ses alliages

Il est utilisé en bijouterie, dans les équipements de laboratoire, en médecine dentaire (réalisation de fausses dents en alliage or-platine), pour certains contacts électriques et surtout dans les pots catalytiques des véhicules.

Bague de diamant avec monture en platine

Le platine est très utilisé en bijouterie, dans les contacts électriques, dans les creusets et dans les fourneaux électriques à haute-température. Avec deux autres métaux du groupe du platine, il est souvent utilisé comme catalyseur chimique et notamment dans les pots catalytiques de moteurs à combustion interne des véhicules et dans différents procédés industriels, bien qu'il tende à être remplacé par du palladium (aussi de plus en plus utilisé dans les catalyseurs diesel). Voici d'autres utilisations :

Il peut adsorber une grande quantité de dihydrogène, qu'il relâche lorsqu'il est chauffé. Son utilisation dans la conception d'un conteneur d'hydrogène associé à des piles à combustible est à l'étude.

L'industrie chimique utilise une quantité significative de platine ou d'alliage platine-rhodium sous forme de gaze (filet fin) pour catalyser l'oxydation partielle de l'ammoniac pour produire de l'oxyde nitrique, qui entre dans la composition d'engrais, d'explosifs et de l'acide nitrique.

Des catalyseurs au platine sont utilisés dans le raffinage et la transformation du pétrole, ainsi que dans d'autres processus de la production d'essence et de composés aromatiques dans l'industrie pétrochimique.

Ce métal a un coefficient de dilatation presque égal à celui du verre de silicate sodocalcique et est donc utilisé pour sceller des électrodes dans du verre.

Les alliages de platine et cobalt ont d'excellentes propriétés magnétiques. Un alliage de 76,7 % de platine et 23,3 % de cobalt, en masse, constitue un aimant extrêmement puissant.

L'alliage platine/osmium 90/10 est utilisé pour réaliser des stimulateurs cardiaques, des valvules cardiaques artificielles ou d'autres implants.

Utilisé pour recouvrir le nez des missiles, les injecteurs des moteurs à réaction et des dispositifs qui doivent pouvoir fonctionner durablement à haute température.

Un fil de platine fin porté à incandescence est un catalyseur de la réaction de transformation du méthanol (vapeur) en formaldéhyde. Ce phénomène a eu une application commerciale dans la fabrication de briquets ou de chaufferettes à alcool.

Sa résistivité variant en fonction de la température, il est utilisé pour les thermomètres à résistance de platine et pour produire des thermocouples, sous la forme d'une soudure entre du platine pur et du platine rhodié.

Il est utilisé sous forme de pots, creusets et coupelles dans les laboratoires pharmaceutiques et de chimie industrielle.

Le platine est utilisé dans la photographie : la platinotypie est un processus de tirage photographique breveté par William Willis en 1873.

Les qualités du platine en font l'une des huit matières premières stratégiques considérées comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix.

Chimiothérapie

Le cisplatine [PtCl2(NH3)2] et le carboplatine sont certaines des substances les plus efficaces dans le traitement de certains types de cancer dont la leucémie, le cancer du testicule ou le cancer de la vessie. Ces composés se lient à l'ADN de manière bifonctionnelle (deux liaisons covalentes avec deux bases puriques sur le même brin d'ADN ou deux brins différents). Ces liaisons créent une torsion dans la double hélice et entraînent donc l’inhibition de la transcription et donc la mort de la cellule (apoptose). L'utilisation de ces complexes de platine est efficace mais entraîne de lourds effets secondaires car ils ne s'attaquent pas seulement aux cellules cancéreuses. Parmi eux on compte la néphrotoxicité (attaque des reins), l'ototoxicité (perte d'audition) ou encore des allergies. C'est pourquoi d'autres composés, de formule cis-[Pt(NH3)2(N-hétérocycle)Cl]Cl, sont à l'étude. Ces autres complexes de platine sont monofonctionnels et inhibent la transcription grâce à la gêne stérique créée par l'hétérocycle.

Impacts écologiques et toxicologiques

Quand il est pur et massif, le platine ne pose a priori aucun problème de santé environnementale.

Mais depuis qu'il est abondamment utilisé comme catalyseur, on commence à le trouver dans tous les compartiments de l'environnement et notamment dans l'air urbain. La pluie lessive l'air, et les eaux de ruissellement l'apportent aux stations d'épuration urbaine, où il s'ajoute à celui qui provient des urines (dont celles de patients traités contre le cancer), des excréments et de certains rejets industriels. Dès le milieu des années 1990, on le retrouvait dans des boues d'épuration, avec des variations importantes liées à la météo (il y en a moins quand le temps est sec, et plus quand il est pluvieux). Localement, l'industrie est une source qui, pour ce qui concerne la contamination des eaux usées, dépasse les apports automobiles (ça a été vérifié dans une grande zone industrielle de Munich). Comparées à ceux des analyse de boues d'épuration de 15 stations d'épuration de petites villes rurales allemandes, les taux de platine des boues d'épuration munichoises étaient nettement plus élevés.

Le taux de platine augmente jusque dans l'urine humaine et tous ses composés sont hautement toxiques.

Sous leurs formes biodisponibles, les platinoïdes se sont montrés bio-assimilables chez les plantes et animaux expérimentalement exposés. Ceci a été démontré chez diverses plantes terrestres ou aquatiques, pour des composés solubles et pour des particules liées au platine, au palladium et au rhodium.

Le platine des pots catalytiques, rare et coûteux tend à être remplacé par le palladium (ou associé à ce dernier). Dans les mêmes conditions, le palladium semble aussi bio-assimilable que le platine, voire plus que ce dernier.

Le palladium et le platine ont été dosés chez 22 espèces d'algues du littoral californien, avec une technique analytique nouvelle, très sensible ; les teneurs dans ces algues variaient de 0,09 à 0,61 ng/g pour le palladium et 0,25 à 1,75 ng/g pour le platine (en matière sèche).

Le ratio moyen de Pt/Pd trouvé dans ces algues était de 3,5 alors qu’il était de 4,5 dans la mer. On suppose donc que ces algues accumulent le palladium et le platine de l'eau de mer, sans discrimination, en raison de la similitude chimique de ces métaux.

Chez les animaux (espèces aquatiques principalement) expérimentalement exposés à des sels solubles ou à des substances catalytiques, la bioconcentration est également démontrée.

Par exemple, le platine sous forme de H2PtCl6 provoque chez le poisson Danio rerio une lyse et nécrose des cellules de la muqueuse intestinale, des changements dans la sous-muqueuse, et la fusion des villosités entre elles. Cet effet était d'autant plus marqué que la concentration ou le temps d’exposition était élevé. Lors d’une exposition de 15 jours à une concentration sublétale de 16 µg/L, suivie d'une période de non-exposition de ** jours, ces lésions étaient toutefois réversibles.

Les animaux filtreurs y sont notamment vulnérables : à titre d'exemple et de comparaison avec d'autres "métaux lourds", pour la moule zébrée (Dreissena polymorpha) vivant en eau douce, la biodisponibilité des platinoïdes issus de poussières routières se situe entre celle du cadmium et du plomb, avec, peut-on supposer, des effets synergiques.

Des vers parasites des poissons ont également montré une capacité à bioaccumuler les platinoïdes (ils pourraient donc être utile à la biosurveillance fine de milieux aquatiques.

La bioassimilabilité et bioconcentration sont également observées quand ce sont des sédiments de rivières urbaines, de la poussière routière ou de tunnel qui sont utilisés comme sources de platinoïdes pour l'expérience.

Parmi les platinoïdes, le platine semble moins bio-assimilable que le palladium, pour la faune comme pour la flore. Cependant, sous forme de micro ou nanoparticules, le platine devient très actif, même à très faible dose.

Les composés du platine biodisponibles étaient très rares dans la nature. Mais ils sont maintenant produits en grandes quantités par l'industrie et largement répandus dans l'environnement, notamment via l'incinération, l'épandage de boues d'épuration et lors du vieillissement des pots catalytiques.

Par exemple, des analyses de 166 échantillons d'air et des urines de 178 personnes (non exposées par leur profession) ont été faites à Munich de 1993 à 1996. Elles ont montré une très forte augmentation (triplement) des teneurs de l'air en 3 ans (passant de 7,3 ± 6,5 pg/m en 1993-1994 à 21,5 ± 13,8 pg/m pour 1995-1996), avec jusqu'à 62 pg/m. Le taux moyen de platine urinaire pour les 178 personnes était de 6,5 ng/g de créatinine. La distribution anormale de ce platine dans la population (96 % des personnes testés avaient moins de 20 ng/g de créatinine (SD = 6,4; MEDIAN 4,3 =; MAX = 45 ng/g de créatinine) alors que quelques personnes en présentaient 3 à 4 fois plus. L'étude a montré que ces derniers étaient en fait contaminés par des alliages dentaires or-platine qu'ils portaient.

On en trouve une quantité croissante dans les poussières des zones où la circulation automobile est importante. Par exemple à Mexico où les véhicules n'ont commencé à être équipés de pots catalytiques qu'en 1991.

Il en allait de même à Boston aux USA, les taux de platinoïdes sont en forte augmentation parmi les particules PM10 inhalées par la population.

En Italie, dans le sol de Naples et d'une zone périphérique de 120 km, les taux de platine et de palladium (dosés dans 195 échantillons) variaient de moins de 2 μg/kg à 52 μg/kg pour le platine et de moins de 10 μg/kg à 110 μg/kg pour le palladium. Or, les teneurs sont considérées comme anormales au-dessus de 6,2 μg/kg de platine et de 17,2 μg/kg de palladium.

Plus la circulation était intense, plus le taux de ces métalloïdes était élevé.

La cartographie de la pollution était fortement corrélée à celle du réseau routier et de la densité de circulation.

Bien qu'ils ne soient obligatoires en Europe que depuis 1993 l'identité et les proportions respectives de platinoïdes (Pt / Pd / Rh) correspondent à celles des pots d'échappement catalytiques, ce qui laisse supposer qu'ils sont bien à l'origine des valeurs de plus en plus élevées (même en Italie où l'État a autorisé les pots non-catalytiques jusqu'en janvier 2002.).

Les tunnels sont des zones où l'air est - plus qu'ailleurs- « enrichi » en particules de platinoïdes de petite et très petite taille (PM10 and PM2.5), ce qui laisse penser qu'elles peuvent pour partie passer dans le sang via les poumons. Dans un tunnel étudié en Autriche, les taux variaient selon le point de prélèvement (distance par rapport à l'entrée), le taux de renouvellement de l'air par la ventilation, et le nombre de véhicules empruntant le tunnel. Les taux variaient de 38 ± 5,9 à 146 ± 13 ng émis en moyenne par véhicule et kilomètre, alors que les facteurs d'émission de palladium variaient de 13 ± 2,1 à 42 ± 4,1 ng.veh.km. La plus grande partie du Pt et Pd était présente forme d'aérosol dont la taille particulaire dépassait le PM10, mais 12 % et 22 % respectivement de ces platinoïdes était émis sous forme de particules assez fines (PM2) pour être inhalées et passer dans le système sanguin et d'autres organes.

Les platinoïdes ont également augmenté dans les sédiments de rivières ou de lacs. Par exemple, dans un lac proche de Boston.

L'analyse de 3 platinoïdes (Pt, Pd, Rh) dans les couches de sédiment montre une nette augmentation depuis l'apparition des pots catalytiques (teneurs 6 à 16 fois plus importantes en 1992-2002 qu'avant l'introduction des catalyseurs). Les rapports de proportion entre ces éléments signent leur origine automobile (c'est la même que celle de ces produits dans les pots catalytique des environ 500 millions de véhicules équipés de pots catalytiques circulant dans le monde vers 2004. Les teneurs en iridium et le ruthénium (Ru) ont aussi augmenté après l'introduction des catalyseurs.

Le platine, le palladium et le rhodium ont été dosés dans des échantillons de neige fraîche prélevés à 14 endroits de la vallée d'Aspe (Pyrénées, France) durant deux hivers, (février 2003 et mars 2004). Les limites de détection étaient de 0,05, 0,45, et 0,075 pg/g respectivement pour le Pt, Pd et Rh.

La neige fraîche contenait de 0,20 à 2,51 pg/g pour le Pt, de 1,45 à 14,04 pg/g pour le palladium et de 0,24 à 0,66 pg/g pour Rh. les teneurs les plus élevées étaient dans la plupart des cas trouvées près des axes routiers, sans lien direct ou évident avec le trafic routier. Durant l'étude la direction et l'origine des masses d'air atteignant la vallée ont été enregistrées, de manière à fournir des indices sur l'origine de ces platinoïdes.

Les teneurs étaient plus élevées en 2004 qu'en 2003. Les auteurs estiment que les platinoïdes trouvés dans la neige des pyrénées en 2004 provenait du parc des véhicules européens, et de certaines activités minières russes.

Le taux de platine et platinoïdes catalytiques mesuré dans les neiges et glaces du pôle Nord a fortement augmenté entre 1990 et 2000 ; et les taux mesurés dans les couches de neige formées au milieu des années 1990 sont 40 à 120 fois plus élevés que ceux mesurés dans la glace datant de 7000 ans, ce qui indique une contamination à large échelle de toute la troposphère de l'hémisphère Nord par les platinoïdes. Ici aussi, le rapport massique Pt/Rh des échantillons de neige la plus récente est proche du rapport moyen de ces catalyseurs dans les pots catalytiques, ce qui suggère aux auteurs de cette étude « qu'une grande partie de l'augmentation récente du Pt et Rh pourrait provenir de convertisseurs catalytiques d'automobiles ».

Alors que la contamination par l’osmium (Os) était autrefois associée aux tanneries, les changements récents de composition isotopique de l'osmium (également présent dans les pots catalytiques neufs, comme impureté) montrent une autre source anthropique pour cet élément. L’hypothèse que les catalyseurs automobiles sont une source d’iridium et d’osmium est encore renforcée par le fait que ces éléments sont les plus concentrés dans la poussière de tunnels routiers.

Bien que leur potentiel toxicologique et écotoxicologique soit encore mal connu, et qu'on n'ait pas encore détecté d'effets écologiques majeurs ou aigus attribuables avec certitude à ces platinoïdes anthropiques, des effets chroniques sur la biosphère sont suspectés, notamment car :

sous forme de très petites particules, ce sont de puissants catalyseurs ;

leur augmentation est rapide et cumulative (effets synergiques potentiels) ;

leur augmentation semble déjà concerner tous les compartiments de l'environnement, et au moins tout l'hémisphère-nord ;

leur disponibilité biologique est bien plus importante qu'on ne le pensait il y a quelques décennies ;

leur bioaccumulation est avérée pour de nombreuses espèces et plausible pour les autres.

La question d'éventuels effets sanitaires - via l'alimentation ou via l'inhalation de particules - se pose donc.

Dans tous les cas, les études sont compliquées par les difficultés techniques d'analyse des traces de Pt, Pd et Rh (bien que des techniques récentes permettent des mesures très précises en Pg/g d'échantillon) et surtout par d'importantes lacunes en matière de connaissance de leurs impacts environnementaux.

De plus, les émissions (industrielles ou des pots catalytiques) changent dans leur composition. Par exemple, à Mexico, on a noté un pic en 1993, puis une moindre augmentation des taux de Pt-Pd-Rh, ce qui suggère que les premiers pots catalytiques perdaient plus rapidement qu'aujourd'hui une partie de leurs catalyseurs, soit parce que la technologie ne permettait pas une bonne adhésion des catalyseurs à la matrice du pot, soit parce que les conducteurs utilisaient des carburants inappropriés, ou pour ces deux raisons à la fois.

Production mondial et commerce

Production

Minerai de platine

Pays Tonnes % du total Afrique du Sud 148,3 75,8 Russie 29,6 15,1 Canada 7,4 3,8 Zimbabwe 4,4 2,2 États-Unis 4,1 2,1 Total 5 pays 193,8 99,0 Total monde 195,7 100,0

Chiffres de 2003, métal contenu dans les minerais et concentrées, source : L'état du monde 2005

En 2008, l'offre mondiale était de 198 tonnes réparties comme suit:

170 tonnes proviennent de l’extraction minière,

28 tonnes issues du recyclage des catalyseurs automobiles.

Les principaux producteurs mondiaux de platine sont:

Anglo American : près de 70 tonnes produites en 2007,

Impala Platinum (Afrique du Sud) : près de 55 tonnes,

Lonmin (ex-Lonrho) : environ 22 tonnes,

Norilsk Nickel : environ 20 tonnes.

Commerce en France

En 2014, la France est nette importatrice de platine, d'après les douanes françaises. Le prix moyen au gramme à l'import était de 34 €.

Le platine est maintenant considéré comme un métal plus précieux que l'or, de telle sorte qu'une récompense de platine est supérieure à une récompense d'or.

铂（Platinum）是一种化学元素，俗称白金。其化学符号为Pt，原子序为78。铂是一种密度高、延展性高、反应性低的灰白色贵金属，属于过渡金属。

铂同属于铂系元素和10族元素。它共有六种自然产生的同位素。铂是地球地壳中最罕见的元素之一，平均丰度大约为5 μg/kg。它一般出现在某些镍和铜矿石中，位于原生元素矿藏，主要分布在南非，因此当地的铂产量占全球的80%。铂的年产量只有几百吨，应用亦十分重要，因此铂是一种非常贵重的物质和主要的贵金属贸易商品。

铂是反应性最低的金属之一。即便在高温下，它也有极强的抗腐蚀性，因此属于抗腐蚀金属。在自然中，铂有时以纯金属状态出现，不与其他元素结合。铂自然出现在河流的冲积层中，所以前哥伦布时期的南美原住民最早用铂制造工艺品。欧洲早在16世纪就有记载铂的使用；1748年，安东尼奥·乌略亚发表了一篇报告，描述来自哥伦比亚的一种新金属，这时科学家才开始研究铂元素。

铂的应用包括：催化转换器、实验室器材、电触头和电极、电阻温度计、牙科器材及首饰等。由于铂是一种重金属，它的盐会对健康造成危害；但铂的抗腐蚀性强，所以其毒性比一些其他金属较低。一些含铂化合物，特别是顺铂，可用于化学疗法以治疗某些癌症。

性质

物理性质 纯铂为带光泽、具可延展性的银白色金属。它的可延展性比金、银和铜都要高，因此是所有纯金属中延展性最高的，但其可锻铸性却比金低。铂金属的抗腐蚀性极强，在高温下非常稳定，电性能亦很稳定。它在任何温度下都不会氧化，但可被各种卤素、氰化物、硫和苛性碱侵蚀。铂不可溶于氢氯酸和硝酸，但会在热王水中溶解，形成氯铂酸（H2PtCl6）。 这些物理性质都使铂成为了工业上应用广泛的金属。由于能够抵抗侵蚀和保留光泽，所以铂还可以用于制造首饰。 化学性质 热王水能够溶解铂。 铂的最常见氧化态为+2和+4。铂的+1和+3较少见，双金属（或多金属）化合物中的金属键可以提高其稳定性。四配位铂(II)化合物通常具有由16个电子形成的平面四边形结构。单质铂金属的反应性很低，但它会在热王水中溶解，产生氯铂酸（H2PtCl6）： Pt + 4 HNO3 + 6 HCl → H2PtCl6 + 4 NO2 + 4 H2O 铂属于软酸，所以铂和硫有化学亲和性，例如和二甲基亚砜（DMSO）；科学家已发现多种DMSO配合物。 同位素 铂有六种自然同位素：Pt、Pt、Pt、Pt、Pt和Pt。其中丰度最高的是Pt，它占了所有自然铂元素的33.83%。它是唯一一种自旋不为零的稳定同位素；其自旋为/2，所以在H和P的核磁共振波谱中（例如铂-烷基配合物及铂-膦配合物）常会出现Pt的卫星波峰。同位素Pt的丰度最低，只有0.01%。Pt是唯一一种不稳定的自然同位素，但其半衰期有6.5×10年。Pt可以进行α衰变，但人们从未观测到它的衰变（半衰期已知要大于3.2×10年），所以可当做稳定同位素。人工合成的铂同位素共有31种，原子量在166和202间，因此已知的铂同位素总共有37种。在人造同位素之中，稳定性最低的是Pt，其半衰期只有300 µs；而最稳定的则是Pt，其半衰期为50年。大部份铂同位素都会混合进行β衰变和α衰变。Pt、Pt和Pt主要以电子捕获的方式衰变。Pt和Pt进行双β衰变。 存量 自然铂矿块，俄罗斯哈巴罗夫斯克边疆区昆丢尔山丘（Kondyor Massif）矿场 2005年世界各地的铂产量 铂是一种非常罕见的金属，在地球地壳中的浓度只有百万分之0.005。铂金属常被误认为是银。自然界中的铂常以未经化合的单质出现，或与其他铂系元素或铁形成合金。单质铂元素通常出现在冲积层次生矿床。前哥伦布时期哥伦比亚乔科省的居民曾经开采过的冲积层矿床至今仍然仍出产铂系金属。另一大冲积层矿藏位于俄罗斯乌拉尔山脉。 在镍和铜矿中，铂系金属会以硫化物（如(Pt,Pd)S）、碲化物（如PtBiTe）、锑化物（PdSb）和砷化物（如PtAs2）的形态出现，并且也会与镍或铜形成合金。砷化铂（PtAs2）是铂的主要矿源之一，它出现在镍矿当中，主要分布在加拿大安大略的索德柏立盆地。1927至1975年间，美国阿拉斯加州普拉蒂纳姆（Platinum，即「铂」之意）**出17吨铂元素。矿场于1990年停止作业。较罕见的硫砷铂矿（(Pt,Pd,Ni)S）中含有铂、钯和镍元素。硫砷铂矿出现在南非豪登省布什维尔德杂岩体中的美兰斯基矿层中。 1865年，人们在南非布什维尔德地区发现了铬铁矿，其后于1906年又发现了铂矿。其最大原生矿床位于布什维尔德杂岩体。其余两大矿床位于俄罗斯诺里尔斯克的大型铜镍矿藏，以及加拿大的索德柏立盆地。索德柏立盆地的镍矿开采量巨大，因为其中的铂元素只占百万分之0.5。美国则有较小的矿藏，例如蒙大拿州的阿布萨洛卡山脉。2010年，南非为铂的最大产国，其占总产量的77%，其次为占13%的俄罗斯。2010年铂的全球总产量为192吨。印度泰米尔纳德邦亦有铂矿藏，为此印度地质调查局已与泰米尔纳德矿物有限公司（TAMIN）签署协议。 月球和陨石中的铂含量更高，因此在地球上经火流星撞击后造成火山喷发的区域会有较高的铂丰度。这种矿藏具有商业开采价值，索德柏立盆地就是一个例子。

化合物

六氯铂酸离子

蔡斯盐阴离子

(1,5-环辛二烯)二氯化铂(II)

顺铂

历史

美洲原住民（今厄瓜多尔尔埃斯梅拉达斯附近）在前哥伦布时期就开始使用铂金属来制造各种金铂合金制品。1557年，意大利人文主义者朱利斯·凯撒·斯卡利杰对铂金属作出描述，称这种在达连和墨西哥之间所发现的未知贵金属「用火焰或任何西班牙技术都无法将其熔化」。 铂的炼金符号由金和银的符号结合组成。 安东尼奥·乌略亚为铂元素的发现做出了重要贡献。 1741年，英国冶金学家查尔斯·伍德（Charles Wood）在牙买加发现了各种来自哥伦比亚的铂样本，并将样本寄往威廉·布朗里格（William Brownrigg）作进一步分析。安东尼奥·乌略亚也被认为是铂的发现者之一。他在法国测地线远征（French Geodesic Mission）8年以后，于1746年回到了西班牙。他把铂描述为一种不可分离且不可煅烧的金属。乌略亚同时预测人们将会发现铂矿藏。1748年，他发表了相关报告之后，就没有再继续探究此金属。 1750年，布朗里格在研究过伍德所寄来的铂样本之后，向皇家学会呈交了一份有关铂的详细报告，表示在过去有关已知矿物的文献中，从未提及此金属。布朗里格也提到了铂的熔点之高，且对硼砂有着极高的耐火度。欧洲各地的化学家相继对铂进行研究，如：安德烈亚斯·西吉斯蒙德·马格拉夫、托尔贝恩·奥洛夫·贝尔曼（Torbern Olof Bergman）、永斯·雅各布·贝采利乌斯、威廉·李维斯（William Lewis）和皮埃尔-约瑟夫·马盖（Pierre-Joseph Macquer）等。1752年，亨利克·特奥菲卢斯·谢佛尔（Henrik Teofilus Scheffer）发表了一份有关铂的详细科学描述。他将其称为「白金」，并详述了如何利用砷来熔融铂矿物。报告还指出，铂比金更易弯曲，但耐腐蚀性则相近。 卡尔·冯·西金根（Carl von Sickingen）于1772年对铂进行了大量的研究。他用以下步骤制成了具可塑性的铂：先将铂与金制成合金，溶于热王水之中，用氯化铵把铂沉淀出来，再将产生的氯铂酸铵点燃，最后把松散的铂敲打成块。弗朗兹·卡尔·阿哈尔德（Franz Karl Achard）于1784年制造了第一个铂制坩埚。他将铂与砷结合，经过处理工序后再把砷挥发出来。 由于铂是第一个被发现的铂系元素，所以谢佛尔和西金根错误地认为，铂的硬度（比铁稍高）会使它较难弯曲，甚至有脆性；然而事实上铂的可塑性很高，与金相近。当时他们的铂样本混杂了不少别的铂系元素，如锇和铱等，这大大增加了铂样本的脆性。要制成可塑的铂化合物，他们只能掺入金。今天，人们能够制造高纯度的铂金属。由于铂的晶体结构和许多软金属相似，所以很容易制成很长的铂金属丝。 1786年，西班牙的卡洛斯三世赐给皮埃尔-弗朗索瓦·沙巴诺（Pierre-François Chabaneau）书库和实验室，以助他对铂的研究。沙巴诺成功地从铂矿物中去除各种杂质，包括金、银、铅、铜和铁，这使他认为手中的样本是单一金属。不过，样本还含有尚未被发现的铂系元素。因此沙巴诺得出了矛盾的实验结果：有时铂显得可塑，但在掺入铱后，合金却变得易碎；有时铂完全不可燃，但在掺入锇后，合金却会挥发。几个月之后，沙巴诺对白热化的海绵状含铂物质进行锤打和挤压，制备出23公斤具可塑性的纯铂金属。他意识到，由于熔点极高，铂的价值也会很高，所以他与华金·卡贝萨斯（Joaquín Cabezas）开始合作制造并售卖铂锭和铂制器具。西班牙的「铂金时代」自此开始。 一氧化碳经过催化转换器中的铂时会被氧化成二氧化碳。格哈德·埃特尔因发现该反应的具体分子机制而于2007年获得了诺贝尔化学奖。

生产

共一千立方厘米的99.9%纯铂，2012年7月14日市值970,600美元 铂产量趋势图 和其余的铂系金属一样，铂是镍和铜的商业开采加工过程的副产品。在铜的电解精炼过程中，银、金、各种铂系金属、硒和碲都会下沉至槽的底部，形成「阳极泥」。铂系金属的萃取过程便是从这一泥状物质开始的。 如果在飘沙沉积物或其他矿物中发现纯铂，则可以在移除杂质的过***铂提取出来。铂的密度高于大部份的杂质，所以较轻的杂质可以用浮力分离的方式轻易地提取出来。铂具有顺磁性，而镍和铁都具有铁磁性。混合物经过电磁铁后，镍和铁就会被分离出来。铂的熔点较高，因此可以利用高温把不少杂质熔融去除。最后，铂不受氢氯酸和硫酸侵蚀，混合物在任一者中经搅拌后，杂质自然会溶解，剩余的就是铂。 原始铂中还含有金以及其他铂系元素。要纯化原始铂，可以用王水处理。钯、金和铂会溶解，而锇、铱、钌和铑则不会反应。加入二氯化铁后，金会沉淀出来，并可以过滤出来。加入氯化铵之后，氯铂酸铵会沉淀，经加热后可以转化为铂金属。未沉淀的六氯铂酸(IV)可以经锌元素还原。在实验室中，也可以用类似的方法把铂从少量的残留物中萃取出来。

应用

金属芯催化转换器剖视图 2010年售出的245吨铂当中，113吨（46%）用于汽车催化转换器，76吨（31%）用于首饰，其余35.5吨的应用包括投资、电极、抗癌药物、氧传感器、火花塞和涡轮引擎等。 催化剂 铂的最大用途是做化学反应的催化剂，这种催化剂通常是铂黑。19世纪早期，化学家就开始用铂粉末对氢的点燃反应进行催化。今天，铂的最大应用在于汽车的催化转换器，使废气中低浓度未燃烧的碳氢化合物能够完全燃烧，产生二氧化碳和水气。在石油业中，铂可以用来催化若干个不同的反应，特别是将石脑油催化重整为更高辛烷值的汽油。二氧化铂（或称亚当斯催化剂）是一种氢化反应的催化剂，特别用于生产植物油。铂金属可以很好地催化过氧化氢分解为水和氧气的反应。 度量衡标准 国际米原器 在1889至1960年间，米的定义以一件特制的铂铱合金（90比10）棒之长度为标准，这根棒称为国际米原器。1799年的原器则是用铂制造的。国际公斤原器是用1879年的同一批铂铱合金制成的一个圆柱体，至今仍然是公斤的标准砝码。 标准氢电极使用铂制电极，同样因为铂的抗腐蚀性很高。 贵金属 铂鹰（Platinum Eagle） 铂是一种贵金属贸易商品。铂锭的ISO货币代码为「XPT」。铂币、铂条和铂锭可以作交易或收藏。由于铂不易受侵蚀，且外表闪亮，所以也被用作首饰，通常使用的是90%至95%合金。有关珠宝交易的出版物一般建议珠宝商在铂的表面刮出一些划痕。 在制表业中，不少公司会用铂来制造限量版钟表系列。铂既不会失去光泽，又不会刮损（相比金而言），非常适宜作钟表材料。 1992至2012年间铂的平均价格，以美元每金衡盎司计（约20美元每克） 和其他工业用贸易商品一样，铂价格的波动比金更高。2008年，铂价从每金衡盎司2,252美元降至774美元，市值降低近三分之二。相比同时期，金价从每盎司1,000美元左右跌至700美元左右，市值降低仅三分之一。 在持续稳定增长的经济内，铂的价格往往是金的双倍；而在不稳定时期，由于工业需求降低，铂价一般跌至金价的水平以下。在经济滞缓时，金价更加稳定，因为其需求量并不受工业用途的推动。18世纪，法国的路易十五鉴于铂之稀有，宣告铂是唯一一种配得上国王的金属。 其他用途 在实验室当中，铂金属丝可用作电极。热重分析会使用铂制的盘和支架，因为在高温下（约1000 °C）它必须要严格地保持化学惰性。铂是各种金属器具的合金添加剂，如金属细丝、抗腐蚀实验容器、医疗器材、假牙、电触头和热电偶等。铂钴合金、铁铂合金可以制成强力的永久磁体。，同时也是硬盘盘片中纪录层的主要材料。船只、管道和钢铁码头都有用到含铂的阳极。 尊贵的象征 原始铂块 铂极为稀有，所以常被认为是尊贵的象征。「白金卡」（信用卡等）的服务水平一般比「金卡」更高。对于唱片来说，「白金奖」是第二高的荣誉，位于钻石以下，金、银、铜之上。例如在美国，销售超过一百万张的唱片会被称为「白金唱片」，而销售超过一千万张的唱片则会被称为「钻石唱片」。其他商品如果表面呈银白色，也会被称为「白金」。伊丽莎白王后冠是为乔治六世的加冕而特制，其框架就是以铂作为材料的。它是首个用到铂金属的英国皇冠。

健康安全

根据美国疾病控制与预防中心，短期暴露在铂盐中会对眼部和咽喉造成刺激，长期暴露则有可能会导致呼吸道和皮肤的过敏反应。目前在美国的标准暴露量为每立方米空气2微克铂，数值取8小时工作时段内的平均值。 铂基抗肿瘤药目前用于化疗，其对付某些肿瘤的效果良好。 铂是某些硅橡胶和凝胶生产过程中的催化剂，这些物质是多种医疗植入物的成份，例如乳房植入物、关节修复体、人造腰椎间盘等等。包括美国食品药品监督管理局在内的多个机构在进行调查后，并未发现铂在体内具有毒性的证据。