Платинирование

Платинирование, процесс покрытия внешней или внутренней поверхности различных материалов платиной, слой к-рой, обычно тонкий, служит для сообщения поверхности тела стойкости в отношении Г, окисления, к-т и различных других химических деятелей, для сообщения нерастворимости в ртути, для получения определенных значений перенапряжения при электролизе, для повышения адсорбционных и каталитических свойств поверхности и наконец для сообщения поверхности определенных оптических свойств. Процесс П. сравнительно редко описывается, т. к. гальванотехники, получившие хорошие результаты, старались сохранить свои приемы в тайне. В зависимости от строения слоя осажденной платины следует различать: П. как покрытие блестящим белым слоем платины, П. как покрытие серым слоем и П. как покрытие черно-матовым слоем—платиновой чернью. По способу покрытия различают П.: гальваностегичес-кое, замаскированно-гальваностегическое и контактное, то есть чисто химическое, причем все способы П. могут быть далее подразделяемы на более частные, в соответствии с химическим составом той среды, из которой осаждается платина. Контактные способы делятся на холодные (мокрые) и горячие. Наконец П. может различаться по роду той поверхности, на к-рую платина наносится,

tsm более, что в нек-рых случаях требуется специальная подготовка этой поверхности. Наиболее прочно держится платина на поверхности меди, латуни и других медных сплавов, тогда как приставание платины непосредственно к железу, цинку, олову и свинцу—довольно слабое.

Гальваностегическое П. Подготовка поверхности металлич. предметов, подлежащих П., состоит в обычном для подобных процессов обезжирении и очистке (смотрите Гальванотехника). Для получения блестящего слоя предметы шлифуются на войлочном круге трепелом, полируются крокусом, промываются водным аммиаком и обезжириваются поташом. Рекомендуется предварительное покрытие поверхности очень тонким слоем золота, к-рый допускает далее большую плотность тока. Платина хорошо ложится также на слой меди, и потому изделия перед П. нередко омедняются. Однако необходимо иметь в виду, что уже при 350° образуется платиново-медный сплав, отскакивающий при дальнейшем нагревании от поверхности металла (например железа); поэтому в тех случаях, где платинированный предмет должен подвергаться нагреву, например до 1 000°, нанесение промежуточного слоя меди недопустимо. При электролизе платиновый анод не подвергается растворению в электролите и потому в виду дороговизны платиновых электродов предложены различные заменители их. П. Николардо и Ж. Вуде (1919 год) для этой цели применяли сплав из 92% золота, 5% серебра, 3% меди. Катоды из подобного сплава могут применяться без защитного слоя, тогда как для анодов поверхность его должна получить дополнительную защиту от действия кислоты в виде тонкой пленки электролитически наложенной платины. Подобная пленка не особенно стойка в отношении кислот, но самый сплав выдерживает действие серной кислоты и кислорода. Те же авторы предложили в качестве электродов отполированные и слабо платинированные листы из сплава: 90% золота и 10% меди. Для электролитич. платиновой ванны применяется как исходный материал несколько соединений платины, а именно: краснобурые кристаллы четыреххлористой платины, хлорной платины, химически представляющей платинохлористоводородную кислоту, H₂PtCl_e(B водном растворе дающую соединение Н₂РьС1₄0) ихлороплати-н а т ы: калиевая соль той же кислоты— хлороплатинат калия K₂PtCl_e и аммониевая соль той же кислоты—хлороплатинат аммония (NH₄)₂PtCl„ и другие; хлороплатинаты калия и аммония представляют вещества желтого цвета, трудно растворимые в воде.

Платиновые ванны: 1)П. блестящим слоем. 39 г чистой хлорной платины растворяют в 218 г воды. Затем растворяют 54,2 з фосфорнокислого аммония в 218 г воды, вливают этот раствор в первый, не обращая внимания на образующийся осадок. Отдельно готовится раствор из 108,7 г фосфорнокислого натрия в 325,4 г воды, который нагревают до кипения и в кипящем состоянии вливают при сильном размешивании в смесь первых растворов. Затем смесь продолжают кипятить до полной прозрачности, исчезновения запаха аммиака и щелочной реакции (по лакмусовой бумаге). После охлаждения ванна фильтруется. Она требует значительной и постоянной плотности тока и широкого анода. Осадок платины получается блестя-

I щий и желаемой толщины. 2) П. м е д п ы х и латунных изделий: 100 ч. едкого кали, растворенного в воде, добавляется к водному раствору хлорной ялатины, полученному из 100 частей металлич. платины; образовавшиеся мелкие желтые кристаллы хлороплатината калия нагревают с 20 ч. щавелевой кислоты в фарфоровой лодочке и затем растворяют в воде; по растворении добавляют 300 г (и более) едкого кали. Если время от времени осажденный электролитически из этой ванны осадок платины полировать известью и затем снова вести осаждение, то платиновая пленка м. б. доведена до любой толщины (-нов). 3) В 1 000 см.³ воды растворяют 510 з соды и 150 г лимонной к-ты. В горячий раствор вводится хлороплатинат аммония, полученный осаждением из 37 г хлорной платины. Эта ванна служит для электролиза, будучи нагрета до 80°. 4) П. изделий иа меди, латуни и нейзильбера. К раствору хлорной платины добавляется сода, пока не перестанет выделяться углекислота, а затем в нек-ром количестве глюкоза (Starkezucker) и хлористый натрий в таком количестве, чтобы поверхность выделяющейся платины была не черноватой, а чисто белой. 5) В 100 cot³ воды растворяют 2 з хлороплатината калия и 10 г лимонной к-ты. П. подвергается поверхность предварительно позолоченная. Электролиз ведется при очень большой плотности тока. С возникновением свободной щелочи на катоде следует бороться добавлением в ванну время от времени соляной к-ты. 6) В 500 г 10% натровой щелочи растворяют 25 г платиновой кислоты; затем, если выпадает осадок, добавляется еще щелочи, а также оводы до 2 л. Для удачного получения толстых осадков платины рекомендуется прибавление в небольшом количестве органических к-т. Ванна применяется при 1° 38°, с платиновыми или угольными анодами, при напряжении 2 V. Плотность тока должен быть такова, чтобы иа аноде происходило сильное выделение кислорода, а на катоде—заметное выделение водорода. Платинируемая поверхность предварительно полируется, а до полировки покрывается медью в горячей цианистой ванне. 7) В качестве электролитической среды для платины предложена ванна, которая в объёме 4 000 см³ содержит 100 г щавелевой к-ты; ванна применяется при 1° не выше 65° и все время должна содержать нерастворенную соль; или, в 4 000 cat³ ванны должно содержаться 200 г фосфорной кислоты уд. веса 1,7; t° такой ванны должен быть не выше 38° (W. Н. Walil). 8) В 1 000 см³ воды растворяют 3 г хлористой платины, 20 г фосфорнокислого аагрия, 10 г углекислого натрия, 10 г нашатыря и 40 г буры; эти составные части вводятся медленно и с промежуточными кипячениями электролита по 5 мин., причем исиаряющаяся вода должен быть восполняема. Для П. отчищенные, отполированные и ополоснутые предметы предварительно погружаются на мгновение в смесь из 227 г раствора листового золота (Feingold), 7 г цианистого калия и 1 100 см.³ воды. При П. как предметы, так и платиновые аноды должны находиться в движении. 9) Ванна получается оливапием 3 растворов: а) 100 г фосфорнокислого натрия и 50 г ииро-фосфорнокислого натрия в 250 с.м³ воды, б) 20 г сухой хлористой платины в 100 см³ воды, в) 20 з фосфорнокислого аммония в 300 см³ воды (Р. Беттгер). 10) В 1 000 с.м³ ванна содержит 4 з хлорной платины, 20 г фосфорнокислого аммония, 90 г фосфорнокислого натрия и 5 з хлористого натрия; применяется в кипящем виде и при напряжении 6—8 V. Платинируемый предмет «шевелится» между двумя не слишком малыми анодами. П шнка получается чисто белая (Г. Ни-колаус). 11) Поверхность меди или железа платинируется из раствора хлороилашпата аммония и азотнокислого натрия, но посредством переменного тока. 12) П. никеля с промежуточным платиноникелевым слоем позволяет не только экономить на платине, но и благоприятствует жаростойкости подобных изделий, например проволоки, поскольку ослаблена возможность диффузии платины во внутренний объём никеля и коэф. теплового расширения не претерпевает резкого скачка. Ванна для этого процесса составляется след, обр.: сначала готовят 2 раствора: а) из 25 г хлористой платины в 500 см³ воды и б) из 100 г фосфорнокислого аммония в 500 см³ воды. При смешивании этих растворов получают осадок, который переносится в раствор из 500 з фосфорнокислого натрия в 1 000 см³ воды. Затем в этот раствор добавляется 4 000 г раствора записного фосфорнокислого никеля в пирофосфорио-киелом натрии, из расчета на содержание 5 з никеля на каждые 1 000 см.³ воды. Ванну кипятят, восполняя испарившуюся воду, пока электролит не стапет слабо кислым. Для платиноникелирования в этой вавне поверхность никелевого изделия освобождается от жира и окислов. После наложения гальваностегия, пленки изделие прокаливается в струе водорода примерно при 1 000°, повторно отчищается, обезжиривается, покрывается в чисто платиновой ванне тонкой пленкой чистой платины и наконец снова прокали вается в струе водорода при 1 000°. Эта прокалка повторяется 3—5 раз до тех пор пока изделие уже более не будет окисляться при арокалке на воздухе. Для большей постепенности перехода от никеля к платине предложено накладывать 4 последовательных слоя с разный содержанием никеля (первый слой 25% Pt и 75% Ni, второй слой 50% Pt и 50% Ni, третий слой 75% Pt и 25% Ni, четвертый слой—чистая Pt); перед каждым покрытием изделие должно предварительно отчищаться и прокаливаться в струе водорода при 900—1 000°. Для осаждения подобных сплавов вышеприведенная рецептура ванны должен быть соответственно изменена на основании пересчета относительного содержания иикеля и платимы. 13) Платинонике-лирование может вестись также помощью растворов из 290 г двойной серпокисл, никелевоаммиачной соли, 75. г сернокислого аммония, 20 г лимонной кислоты и 4 000 см³ дистиллированной воды (причем нейтральная или слабо кислая реакция ванны регулируется водным аммиаком) и раствора из 25 г фосфата платината аммония и 500 г фосфорнокислого натрия на 4 000 с.н³ воды. 14) Платинирование черным слое м; платиновая чернь наносится (только на платину или серебро) из ванны, получаемой смешением 8 сл1³ водного раствора уксуснокислого свинца (0,4 г на 200 см³ воды) с расгвором 2 г хлористой платины в 52 сл1³ воды. Электролиз ведется в течение 10 мин. при комнатной 1° и плотности тока в 30 тА 1см². Если же, наоборот, требуется отчистить поверхность, то это достигается изменением направления тока. В указанной ванне платиновые аноды не подвергаются растворению, так что электролит постепенно истощается (Луммер и Курльбаум). 15) Контактное П. Мелкие изделия кладутся в цинковый сосуд с множеством мелких отверстий. Этот сосуд опускается в нагретую примерно до 60° ванну, составленную по рецепту Беттгера (№ 2). 16) Процесс Д о д э иДумениля (Doumesnil). Хлорную платину (полученную из 100 ч. металличес .ой платины) осаждают из раствора нашатырем; осадоктесноперемешивается с 30 ч. тонко измельченного борнокислого свинца или свинцового глета и некоторым количеством воды. Тщательно отчищенные изделия обмазываются этою смесью и затем подвергаются сильному нагреву в муфеле из листового железа. Поверхность платины получается белая и блестящая. Этот процесс предложен гл. обр. для П. зеркал. 17) Получение светлосерой (стального цвета) платиновой пленки способом Додэ. Одна часть хлорной платины в твердом виде и возможно нейтральной и 10 ч. возможно чистого едкого натра растворяются порознь каждая в 50 ч. воды, и затем раствор платины льется в раствор щелочи. После полного смешения обоих растворов добавляется к смеси водный аммиак, пока жидкость не станет издавать заметный запах аммиака. В эту баню, нагретую до кипения, погружают предварительно отчищенные изделия; когда они получат белую блестящую пленку, то ополаскиваются горячей водой, просушиваются в древесных опилках и, если надо, то погружаются снова в ту же ванну. Пленка получается тонкая и неспособная сопротивляться к-там и трению. 18) Контактное П. ч е р н ь ю м. б. достигнуто помощью разбавленного раствора хлорной платины в соляной к-те; до изделия дотрагиваются внутри жидкости кусочком цинка. II. неметаллических поверхностей. 19) ΓΙ. стекла. Смешивают раствор из 1 г хлористоводородной кислоты в 3 г абсолютного а и 10 еле³конц. раствора борной кислоты в у; после тщательного размешивания в смесь добавляется 20 см^э раствора венецианского терпентина в лавандовом масле,причем консистенция этого раствора до 1жна быть густая сиропообразная. Указанная платинирующая смесь может сохраняться неопределенно долгое время. Для нанесения на стекло платиновой пленки каплю указанной жидкости распределяют по платинируемой поверхности и затем стекло нагревается на газовой или овой горелке докрасна. 20) И стекла и фарфора. Вполне сухую и возможно свободную от кислоты хлорную платину растирают пестиком в фарфоровой ступке под слоем розмаринового масла, время от времени подливая свежего масла. Растирание продолжается до тех пор, пока вследствие восстановления из краснобурой хлорной платины не получится вполне однородная черная пластическ. масса, а масло приобретет желтый оттенок. После этого розмариновое масло сливается, а указанная масса разминается с пятикратным количеством лавандового масла до получения вполне однородной густой жидкости к-рую оставляют на ι/₂—1 час и затем накладывают мягкой нежной кистью возможно однородным и самым тонким слоем на платипируемую поверхность фарфора, стекла или каменного изделия (от тонкости наложения слоя зависит блеск платиновой пленки). Затем изделия нагреваются в течение нескольких минут до еле заметного ьраснокалильного жара либо в муфеле либо осторожно в пламени бунзеновской горелки. В случае если требуется получить металл обратно, например е треснувших изделий, их обливают хлористоводородной кислотою и прикасаются цинковой пй; тогда платиновая пленка отделяется и всплывает, после чего м б. получена па фильтре. 21) Изготовление тел для контактных реакций. Шарообразное или дискообразное тело из керамич. массы, не впитывающее жидкости и теплостойкое, покрывается пористым керамич. слоем, который с внутренней стороны остекловывается при помощи обжига, затем это тело погружается в платиновую ванну. Носители контактной платины изготовляются прокю смеси из смеси солей в таком сочетании, чтобы одна содержала нелетучее основание и летучую к-ту, а другая— наоборот, нелетучую кисаоту при летучем основании, наир, углекислый магний и фосфорнокислый аммоний или фосфорнокислый аммоний (88 ч.) и гидроокись бария (315 ч.), предварительно прокаленная. Выделяющиеся при прокалке газы разрыхляют продукт и тем увеличивают платинируемую поверхность. Предлагаются в качестве носителей контактных веществ также искусственные цеолиты, морская пенка, тела из тонких керамич. трубочек и т. д. Все эти пористые тела для П. пропитываются раствором хлорной платины и затем прокаливаются в струе водорода для восстановления металлической платины. Другой прием П. состоит в пропитке соединениями платины в сочетании с органическими веществами, например сахаром и в присутствии фтористоводородной к-ты; при последующей просушке и прокалке контактной массы фтористоводородная к-та укрепляет и цементирует керамич. тело. Контактные массы изготовляются также аорненные. Для этой цели раствор соединения платины смешивается с раствором солей щелочных металлов и щелочей и солей щелочноземельных металлов; полученная при выпаривании этого раствора солевая корка измельчается в зерна, а отходы идут на новый процесс. 22) П. у г л е й. Кусковой древесный уголь кипятится в течение 10—15 мин. в растворе хлористой платины, а затем прокаливается в платиновом тигле до красного каления. Этот платинированный уголь по виду не отличается от обыкновенного, но обладает большой каталигич. способностью (например превращает винный в уксус и тому подобное.).

Лим.: Г. П. 201664, 201665, 201666, 119279, 131871, 317979, 225705, 102244; Ам. П. 811759; W a h 1 W. Н., «Z. ang. Ch.», Lpz., 1890; Roseleur u. Lavaux, «Ciiemisciies Zentralblatt», Hamburg—Lpz., 1878, Fol-ge 3, B. 10, p. 523; Roseleur u. Lavaux, «Polyt. Notitzblatt», Lpz., 1855, p. 56; N i с о 1 a u s G., «ETZ», 1900, p. 193; В ottger R., «Kunst- u. Gewerbe-Blatt», Mcb., 1868, p. 303; Bayeriscbes Industrie- u. Gewer-beblatt», Mcb., 1917, p. 175; Stockmeier, Galvano-technik, Ullm. Enz., B. 5; E m e 1 e.y W. E., Measurement of Plasticity of Monars a. Plastics, «Tecb-nolog. Papers of tbe Bureau of Standards», Wsh., 1920, 169; Hail F. P., Meihods of Measuring tbe Plasticity of Clay, ibid., 234; Aultman a. North, «I. Eng. Cbem.», 1922 u. «Le caouicbuc et la guttapercha», P., 1923, t. 20, 11, p. 808; S a 1 m a n g H., Die Bildsamkeit d.Tone, Vortragauf d. «89 Versamm-lung, deutseb. Naturforsch u. A.rzte», Dusseidorf, 1926; Hcyn u. Bauer, Goers pan n ungen in kalt-gereckten Mel alien, «Internal ionale Ztscbr. f. d. Me-tallograpbie», В rlin, 1911, В. 1, p. 16; Hey η E., «Metall u. Erz», Halle a/S., 1918, p. 411;Massing G., Zur Heyn’scben Theorie d. Verfestigung d. Meialle durcb verbogenelasLische Spannungen, «Wissenschaft-licbe Veroffentlichungen aus dem Siemens-Konzern», B., 1923, B. 3, Η. 1, p. 231—239. Π. Флоренский.