प्लेटिनम (Pt): JEE/NEET/CBSE के लिए व्यापक अध्ययन मार्गदर्शिका

परिचय: प्लेटिनम क्यों महत्वपूर्ण है

प्लेटिनम (Pt) एक दुर्लभ, सघन, तन्य, आघातवर्धनीय, अत्यधिक निष्क्रिय और मूल्यवान बहुमूल्य धातु है। इसकी असाधारण संक्षारण प्रतिरोध, उच्च गलनांक और उत्प्रेरक गुण इसे विभिन्न उच्च-तकनीकी अनुप्रयोगों में अपरिहार्य बनाते हैं। इसका महत्व महत्वपूर्ण औद्योगिक प्रक्रियाओं से लेकर उन्नत चिकित्सा उपचारों और विलासिता के सामान तक फैला हुआ है।

CBSE/JEE त्वरित पुनरीक्षण नोट्स

• प्रतीक: Pt
• परमाणु क्रमांक: 78
• परमाणु द्रव्यमान: 195.084 u
• समूह: 10 (पुरानी वर्गीकरण में VIIIB)
• आवर्त: 6
• ब्लॉक: d-ब्लॉक
• वर्गीकरण: संक्रमण धातु, उत्कृष्ट धातु
• STP पर भौतिक अवस्था: ठोस
• रंग: चांदी-सफेद
• घनत्व: 21.45 g/cm³ (सबसे सघन धातुओं में से एक)
• गलनांक: 1768.3 °C
• क्वथनांक: 3825 °C
• विशेषता: अत्यधिक संक्षारण, ऑक्सीकरण और रासायनिक हमले के प्रति प्रतिरोधी (निष्क्रिय)।

इलेक्ट्रॉन विन्यास और बंधन व्यवहार

• मूल अवस्था इलेक्ट्रॉन विन्यास: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹
  • ध्यान दें: यह विन्यास ऑफबाऊ सिद्धांत का अपवाद है, जहाँ 6s कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन 5d कक्षक में स्थानांतरित हो जाता है ताकि एक अधिक स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (छद्म-पूर्ण d-उपकोश) प्राप्त किया जा सके।
• सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ:
  • +2: अक्सर वर्ग समतलीय संकुल बनाता है (उदाहरण के लिए, [PtCl₄]²⁻)।
  • +4: सबसे स्थिर और सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था, अष्टफलकीय संकुल बनाता है (उदाहरण के लिए, [PtCl₆]²⁻)।
  • अन्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (+1, +3, +5, +6) दुर्लभ हैं लेकिन विशिष्ट यौगिकों में मौजूद होती हैं।
• बंध निर्माण: प्लेटिनम प्रबल सहसंयोजक बंध बनाता है। इसके रिक्त d-कक्षक आसानी से लिगेंड से इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकार करते हैं, जिससे व्यापक संकुल निर्माण होता है।

महत्वपूर्ण रासायनिक अभिक्रियाएँ

प्लेटिनम की उच्च निष्क्रियता का अर्थ है कि यह बहुत कम अभिकर्मकों के साथ, मुख्य रूप से विशिष्ट, अक्सर कठोर, परिस्थितियों में अभिक्रिया करता है।

1. एक्वा रेजिया के साथ अभिक्रिया

प्लेटिनम एकल अम्लों (जैसे नाइट्रिक अम्ल या हाइड्रोक्लोरिक अम्ल) के साथ अभिक्रिया नहीं करता है, लेकिन एक्वा रेजिया (सांद्र नाइट्रिक अम्ल और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का मिश्रण, आमतौर पर 1:3 मोलर अनुपात में) में घुल जाता है। यह अभिक्रिया इसके शोधन और प्रसंस्करण के लिए महत्वपूर्ण है।

3Pt(s) + 4HNO₃(aq) + 18HCl(aq) → 3H₂[PtCl₆](aq) + 4NO(g) + 8H₂O(l) यहां, नाइट्रिक अम्ल एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है, और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल हेक्साक्लोरोप्लैटिनट(IV) संकुल आयन [PtCl₆]²⁻ बनाकर Pt(IV) आयनों को स्थिर करता है।

2. हैलोजन के साथ अभिक्रिया

प्लेटिनम उच्च तापमान पर हैलोजन के साथ अभिक्रिया करके हैलाइड बनाता है।

• क्लोरिन के साथ: Pt(s) + 2Cl₂(g) → PtCl₄(s) (लगभग 250-300 °C पर)
• फ्लोरिन के साथ: प्लेटिनम फ्लोरिन के साथ तीव्रता से अभिक्रिया करके प्लेटिनम फ्लोराइड बनाता है, अक्सर उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में।

3. पिघले हुए क्षार या पेरोक्साइड के साथ अभिक्रिया

अत्यधिक परिस्थितियों में (पिघले हुए क्षार या क्षार पेरोक्साइड के साथ उच्च तापमान पर), प्लेटिनम पर हमला हो सकता है। यह अभिक्रिया आमतौर पर विस्तृत रूप से मानक हाई स्कूल पाठ्यक्रम में नहीं मिलती है, लेकिन यह प्लेटिनम की अंतिम अभिक्रियाशील सीमा को इंगित करती है।

औद्योगिक और जैविक महत्व

औद्योगिक महत्व

1. उत्प्रेरण: प्लेटिनम एक उत्कृष्ट उत्प्रेरक है।
   • मोटर वाहन उत्प्रेरक कनवर्टर: हानिकारक गैसों (CO, NOx, बिना जले हाइड्रोकार्बन) को कम हानिकारक पदार्थों (CO₂, N₂, H₂O) में परिवर्तित करता है।
   • रासायनिक उद्योग: नाइट्रिक अम्ल (ओस्टवाल्ड प्रक्रिया), सल्फ्यूरिक अम्ल के उत्पादन में, और कार्बनिक संश्लेषण में हाइड्रोजनीकरण/विहाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।
   • पेट्रोलियम शोधन: उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन के उत्पादन के लिए क्रैकिंग और रीफॉर्मिंग प्रक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक।
2. आभूषण: इसकी दुर्लभता, प्राकृतिक सफेद चमक, स्थायित्व और धूमिल न होने के प्रतिरोध के लिए मूल्यवान।
3. इलेक्ट्रॉनिक्स: इसकी उत्कृष्ट चालकता और संक्षारण प्रतिरोध के कारण विद्युत संपर्कों, इलेक्ट्रोडों, थर्मोकपल्स और हार्ड डिस्क कोटिंग्स में उपयोग किया जाता है।
4. प्रयोगशाला उपकरण: प्लेटिनम क्रूसिबल, इलेक्ट्रोड और डिश का उपयोग रसायन प्रयोगशालाओं में उनकी निष्क्रियता और उच्च गलनांक के कारण उच्च-तापमान अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।
5. चिकित्सा और दंत चिकित्सा: पेसमेकर, डेंटल फिलिंग और कुछ चिकित्सा उपकरणों में इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।

जैविक महत्व

1. कीमोथेरेपी दवाएं: कई प्लेटिनम-आधारित समन्वय यौगिक शक्तिशाली कैंसर-रोधी एजेंट हैं। सबसे उल्लेखनीय उदाहरण सिसप्लेटिन (cis-डायमिनडाइक्लोरोप्लैटिनम(II), cis-[Pt(NH₃)₂Cl₂]) है, जो तेजी से विभाजित होने वाली कैंसर कोशिकाओं में DNA प्रतिकृति को रोकता है।
2. जैव-निष्क्रियता: अपने धात्विक रूप में, प्लेटिनम काफी हद तक जैव-निष्क्रिय और गैर-विषाक्त होता है, जिससे यह प्रत्यारोपण के लिए उपयुक्त होता है। हालांकि, कुछ प्लेटिनम यौगिक विषाक्त हो सकते हैं या एलर्जी प्रतिक्रियाएं पैदा कर सकते हैं।