பிளாட்டினம் (Pt): JEE/NEET/CBSE-க்கான விரிவான ஆய்வு வழிகாட்டி

அறிமுகம்: பிளாட்டினம் ஏன் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது

பிளாட்டினம் (Pt) என்பது அரிய, அடர்த்தியான, கம்பியாக நீட்டக்கூடிய, தகடாக்கக்கூடிய, மிகவும் வினைத்திறன் அற்ற, மற்றும் மதிப்புமிக்க ஒரு உன்னத உலோகம் ஆகும். அதன் விதிவிலக்கான அரிமான எதிர்ப்பு, அதிக உருகுநிலை மற்றும் வினையூக்கிப் பண்புகள் ஆகியவை பல்வேறு உயர் தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளில் அதை தவிர்க்க முடியாததாக ஆக்குகின்றன. அதன் முக்கியத்துவம் முக்கியமான தொழில்துறை செயல்முறைகள் முதல் மேம்பட்ட மருத்துவ சிகிச்சைகள் மற்றும் ஆடம்பரப் பொருட்கள் வரை பரவியுள்ளது.

CBSE/JEE விரைவு மறுபார்வை குறிப்புகள்

• குறியீடு: Pt
• அணு எண்: 78
• அணு நிறை: 195.084 u
• தொகுதி: 10 (முந்தைய வகைப்பாடுகளில் VIIIB)
• வரிசை: 6
• தொகுதி: d-தொகுதி
• வகைப்பாடு: இடைநிலை உலோகம், உன்னத உலோகம்
• நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் இயற்பியல் நிலை: திண்மம்
• நிறம்: வெள்ளி போன்ற வெள்ளை
• அடர்த்தி: 21.45 g/cm³ (அடர்த்தியான உலோகங்களில் ஒன்று)
• உருகுநிலை: 1768.3 °C
• கொதிநிலை: 3825 °C
• சிறப்பியல்பு: அரிமானம், ஆக்ஸிஜனேற்றம் மற்றும் வேதித் தாக்குதலுக்கு (மந்தமானது) அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்பு நடத்தை

• தரை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹
  • குறிப்பு: இந்த அமைப்பு ஆஃபௌ தத்துவத்திற்கு ஒரு விதிவிலக்காகும். மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பைப் (கிட்டத்தட்ட நிரப்பப்பட்ட d-துணைக்கூடு) பெற, 6s ஆர்பிட்டாலில் இருந்து ஒரு எலக்ட்ரான் 5d ஆர்பிட்டாலுக்கு ஊக்குவிக்கப்படும் ஒரு விதிவிலக்கான அமைப்பு இது.
• பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்:
  • +2: பெரும்பாலும் சதுர தள அணைவுச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது (எ.கா., [PtCl₄]²⁻).
  • +4: மிகவும் நிலையான மற்றும் பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை, எண்முக அணைவுச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது (எ.கா., [PtCl₆]²⁻).
  • மற்ற ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள் (+1, +3, +5, +6) அரிதானவை, ஆனால் குறிப்பிட்ட சேர்மங்களில் காணப்படுகின்றன.
• பிணைப்பு: பிளாட்டினம் வலிமையான சகப்பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது. அதன் காலியான d-ஆர்பிட்டால்கள் ஈனிகளிலிருந்து எலக்ட்ரான் இணைகளை எளிதில் ஏற்றுக்கொண்டு, விரிவான அணைவுச் சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன.

முக்கிய வேதி வினைகள்

பிளாட்டினத்தின் அதிக மந்தத்தன்மை காரணமாக, இது மிகக் குறைவான வினைக்காரணிகளுடன், குறிப்பாக குறிப்பிட்ட, பெரும்பாலும் கடுமையான சூழ்நிலைகளில் மட்டுமே வினைபுரிகிறது.

1. அக்வா ரீஜியாவுடனான வினை

பிளாட்டினம் தனி அமிலங்களுடன் (நைட்ரிக் அமிலம் அல்லது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் போன்றவை) வினைபுரிவதில்லை, ஆனால் அக்வா ரீஜியாவில் (செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலம் மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் கலவை, பொதுவாக 1:3 மோலார் விகிதத்தில்) கரைகிறது. இந்த வினை அதன் சுத்திகரிப்பு மற்றும் செயலாக்கத்திற்கு முக்கியமானதாகும்.

3Pt(s) + 4HNO₃(aq) + 18HCl(aq) \rightarrow 3H₂[PtCl₆](aq) + 4NO(g) + 8H₂O(l) இங்கு, நைட்ரிக் அமிலம் ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணியாகச் செயல்படுகிறது, மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் ஹெக்ஸாகுளோரோபிளாட்டினேட்(IV) அணைவு அயனி [PtCl₆]²⁻ ஐ உருவாக்குவதன் மூலம் Pt(IV) அயனிகளை நிலைப்படுத்துகிறது.

2. ஹாலோஜன்களுடனான வினை

பிளாட்டினம் ஹாலோஜன்களுடன் அதிக வெப்பநிலையில் வினைபுரிந்து ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது.

• குளோரினுடன்: Pt(s) + 2Cl₂(g) \rightarrow PtCl₄(s) (சுமார் 250-300 °C இல்)
• ஃபுளூரினுடன்: பிளாட்டினம் ஃபுளூரினுடன் தீவிரமாக வினைபுரிந்து பிளாட்டினம் ஃபுளூரைடுகளை உருவாக்குகிறது, பெரும்பாலும் அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளில்.

3. உருகிய காரங்கள் அல்லது பெராக்சைடுகளுடனான வினை

கடுமையான சூழ்நிலைகளில் (உருகிய காரங்கள் அல்லது கார பெராக்சைடுகளுடன் அதிக வெப்பநிலையில்), பிளாட்டினம் தாக்கப்படலாம். இந்த வினை பொதுவாக உயர்நிலைப் பள்ளி பாடத்திட்டங்களில் விரிவாகக் காணப்படுவதில்லை, ஆனால் பிளாட்டினத்தின் இறுதி வினைத்திறன் வரம்பைக் குறிக்கிறது.

தொழில்துறை மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

தொழில்துறை முக்கியத்துவம்

1. வினையூக்கம்: பிளாட்டினம் ஒரு முதன்மையான வினையூக்கி ஆகும்.
   • வாகன வினையூக்கி மாற்றிகள்: தீங்கு விளைவிக்கும் வாயுக்களை (CO, NOx, எரியாத ஹைட்ரோகார்பன்கள்) குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்களாக (CO₂, N₂, H₂O) மாற்றுகிறது.
   • வேதியியல் தொழில்: நைட்ரிக் அமிலம் (ஆஸ்ட்வால்ட் செயல்முறை), சல்ஃபூரிக் அமிலம் தயாரிப்பிலும், கரிமத் தொகுப்பில் ஹைட்ரஜனேற்றம்/டீஹைட்ரஜனேற்றம் வினைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
   • பெட்ரோலிய சுத்திகரிப்பு: அதிக ஆக்டேன் கொண்ட பெட்ரோலை உற்பத்தி செய்ய பிளத்தல் மற்றும் சீர்திருத்தச் செயல்முறைகளுக்கு ஒரு வினையூக்கியாகப் பயன்படுகிறது.
2. ஆபரணங்கள்: அதன் அரிதான தன்மை, இயற்கையான வெள்ளை பளபளப்பு, நீடித்துழைப்பு மற்றும் கருமையாவதற்கான எதிர்ப்புத் தன்மை காரணமாக மதிக்கப்படுகிறது.
3. மின்னணுவியல்: அதன் சிறந்த கடத்துத்திறன் மற்றும் அரிமான எதிர்ப்புத் தன்மை காரணமாக மின் தொடர்புகள், மின்முனைகள், தெர்மோகப்பிள்கள் மற்றும் ஹார்ட் டிஸ்க் பூச்சுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
4. ஆய்வக உபகரணங்கள்: பிளாட்டினம் மூசைகள், மின்முனைகள் மற்றும் தட்டுகள் வேதியியல் ஆய்வகங்களில் அவற்றின் மந்தத்தன்மை மற்றும் அதிக உருகுநிலை காரணமாக அதிக வெப்பநிலைப் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
5. மருத்துவம் மற்றும் பல் மருத்துவம்: இதயமுடுக்கிகள், பல் நிரப்பிகள் மற்றும் சில மருத்துவ சாதனங்களில் மின்முனைப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உயிரியல் முக்கியத்துவம்

1. கீமோதெரபி மருந்துகள்: பல பிளாட்டினம் அடிப்படையிலான அணைவுச் சேர்மங்கள் சக்திவாய்ந்த புற்றுநோய் எதிர்ப்பு முகவர்களாகும். குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டு சிஸ்பிளாட்டின் (சிஸ்-டையமின்டைகுளோரோபிளாட்டினம்(II), cis-[Pt(NH₃)₂Cl₂]), இது வேகமாகப் பிரிவடையும் புற்றுநோய் செல்களில் DNA நகலெடுப்பதைத் தடுக்கிறது.
2. உயிரியல் மந்தத்தன்மை: அதன் உலோக வடிவத்தில், பிளாட்டினம் பெரும்பாலும் உயிரியல் ரீதியாக மந்தமானது மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்றது, இது உள்வைப்புகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. இருப்பினும், சில பிளாட்டினம் சேர்மங்கள் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவையாகவோ அல்லது ஒவ்வாமை எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்தக்கூடியவையாகவோ இருக்கலாம்.