ప్లాటినం (Pt): JEE/NEET/CBSE కోసం సమగ్ర అధ్యయన మార్గదర్శి

పరిచయం: ప్లాటినం ఎందుకు ముఖ్యం

ప్లాటినం (Pt) ఒక అరుదైన, దట్టమైన, సాగే, సున్నితమైన, అత్యంత క్రియాశీలం కాని మరియు విలువైన లోహం. దాని అసాధారణ తుప్పు నిరోధకత, అధిక ద్రవీభవన స్థానం మరియు ఉత్ప్రేరక లక్షణాలు వివిధ అధిక-సాంకేతిక అనువర్తనాలలో దీనిని అనివార్యం చేస్తాయి. దీని ప్రాముఖ్యత కీలక పారిశ్రామిక ప్రక్రియల నుండి అధునాతన వైద్య చికిత్సలు మరియు విలాస వస్తువుల వరకు విస్తరించి ఉంది.

CBSE/JEE శీఘ్ర పునశ్చరణ నోట్స్

• గుర్తు: Pt
• పరమాణు సంఖ్య: 78
• పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 195.084 u
• గ్రూప్: 10 (గతంలో పాత వర్గీకరణలలో VIIIB)
• పీరియడ్: 6
• బ్లాక్: d-బ్లాక్
• వర్గీకరణ: ట్రాన్సిషన్ మెటల్, నోబెల్ మెటల్
• STP వద్ద భౌతిక స్థితి: ఘన
• రంగు: వెండి-తెలుపు
• సాంద్రత: 21.45 g/cm³ (అత్యంత దట్టమైన లోహాలలో ఒకటి)
• ద్రవీభవన స్థానం: 1768.3 °C
• మరుగు స్థానం: 3825 °C
• లక్షణం: తుప్పు, ఆక్సీకరణ మరియు రసాయన దాడికి అత్యంత నిరోధకత (జడత్వం).

ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ & బంధ ప్రవర్తన

• గ్రౌండ్ స్టేట్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹
  • గమనిక: ఈ కాన్ఫిగరేషన్ ఆఫ్‌బౌ సూత్రానికి మినహాయింపు, ఇక్కడ 6s ఆర్బిటాల్ నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్ 5d ఆర్బిటాల్‌కు ప్రోత్సహించబడుతుంది, తద్వారా మరింత స్థిరమైన ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్ (సూడో-ఫిల్డ్ d-సబ్‌షెల్) సాధించబడుతుంది.
• సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు:
  • +2: తరచుగా స్క్వేర్ ప్లేనార్ కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరుస్తుంది (ఉదా., [PtCl₄]²⁻).
  • +4: అత్యంత స్థిరమైన మరియు సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితి, అష్టభుజి కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరుస్తుంది (ఉదా., [PtCl₆]²⁻).
  • ఇతర ఆక్సీకరణ స్థితులు (+1, +3, +5, +6) అరుదుగా ఉంటాయి కానీ నిర్దిష్ట సమ్మేళనాలలో ఉంటాయి.
• బంధం: ప్లాటినం బలమైన సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. దాని ఖాళీ d-ఆర్బిటాల్స్ లిగాండ్స్ నుండి ఎలక్ట్రాన్ జతలను సులభంగా అంగీకరిస్తాయి, దీని వలన విస్తృతమైన సంక్లిష్ట నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది.

ముఖ్యమైన రసాయన ప్రతిచర్యలు

ప్లాటినం యొక్క అధిక జడత్వం అంటే ఇది చాలా తక్కువ కారకాలతో మాత్రమే చర్య జరుపుతుంది, ప్రధానంగా నిర్దిష్ట, తరచుగా కఠినమైన పరిస్థితులలో.

1. ఆక్వా రెజియాతో ప్రతిచర్య

ప్లాటినం సింగిల్ ఆమ్లాలతో (నైట్రిక్ ఆమ్లం లేదా హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం వంటివి) చర్య జరపదు, కానీ ఆక్వా రెజియాలో (గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం యొక్క మిశ్రమం, సాధారణంగా 1:3 మోలార్ నిష్పత్తిలో) కరుగుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య దాని శుద్ధి మరియు ప్రాసెసింగ్ కోసం కీలకం.

3Pt(s) + 4HNO₃(aq) + 18HCl(aq) → 3H₂[PtCl₆](aq) + 4NO(g) + 8H₂O(l) ఇక్కడ, నైట్రిక్ ఆమ్లం ఆక్సీకరణ కారకంగా పనిచేస్తుంది, మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం హెక్సాక్లోరోప్లాటినేట్(IV) సంక్లిష్ట అయాన్ [PtCl₆]²⁻ను ఏర్పరచడం ద్వారా Pt(IV) అయాన్‌లను స్థిరీకరిస్తుంది.

2. హాలోజెన్‌లతో ప్రతిచర్య

ప్లాటినం హాలోజెన్‌లతో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చర్య జరిపి హాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

• క్లోరిన్‌తో: Pt(s) + 2Cl₂(g) → PtCl₄(s) (సుమారు 250-300 °C వద్ద)
• ఫ్లోరిన్‌తో: ప్లాటినం ఫ్లోరిన్‌తో తీవ్రంగా చర్య జరిపి ప్లాటినం ఫ్లోరైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది, తరచుగా అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులలో.

3. కరిగిన ఆల్కలీలు లేదా పెరాక్సైడ్‌లతో ప్రతిచర్య

తీవ్రమైన పరిస్థితులలో (కరిగిన ఆల్కలీలు లేదా ఆల్కలీ పెరాక్సైడ్‌లతో అధిక ఉష్ణోగ్రతలు), ప్లాటినం దాడికి గురవుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య సాధారణంగా ప్రామాణిక ఉన్నత పాఠశాల పాఠ్యప్రణాళికలలో వివరంగా ఎదురవదు, కానీ ప్లాటినం యొక్క అంతిమ క్రియాశీలత పరిమితిని సూచిస్తుంది.

పారిశ్రామిక మరియు జీవ ప్రాముఖ్యత

పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యత

1. ఉత్ప్రేరకం: ప్లాటినం ఒక ప్రధాన ఉత్ప్రేరకం.
   • ఆటోమోటివ్ ఉత్ప్రేరక కన్వర్టర్లు: హానికరమైన వాయువులను (CO, NOx, కాల్చని హైడ్రోకార్బన్‌లు) తక్కువ హానికరమైన పదార్థాలుగా (CO₂, N₂, H₂O) మారుస్తుంది.
   • రసాయన పరిశ్రమ: నైట్రిక్ ఆమ్లం (ఓస్వాల్డ్ ప్రక్రియ), సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం ఉత్పత్తిలో మరియు సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో హైడ్రోజనీకరణ/డిహైడ్రోజనీకరణ ప్రతిచర్యలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
   • పెట్రోలియం శుద్ధి: అధిక-ఆక్టేన్ గ్యాసోలిన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి క్రాకింగ్ మరియు రీఫార్మింగ్ ప్రక్రియలకు ఉత్ప్రేరకం.
2. ఆభరణాలు: దాని అరుదైన స్వభావం, సహజమైన తెల్లని మెరుపు, మన్నిక మరియు మసకబారకుండా ఉండే లక్షణాలకు విలువైనది.
3. ఎలక్ట్రానిక్స్: దాని అద్భుతమైన వాహకత్వం మరియు తుప్పు నిరోధకత కారణంగా ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్‌లు, ఎలక్ట్రోడ్‌లు, థర్మోకపుల్స్ మరియు హార్డ్ డిస్క్ కోటింగ్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.
4. ప్రయోగశాల పరికరాలు: ప్లాటినం క్రూసిబుల్స్, ఎలక్ట్రోడ్‌లు మరియు డిష్‌లు వాటి జడత్వం మరియు అధిక ద్రవీభవన స్థానం కారణంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనాల కోసం రసాయన ప్రయోగశాలలలో ఉపయోగించబడతాయి.
5. వైద్య & దంత: పేస్‌మేకర్‌లు, దంత పూరకాలు మరియు కొన్ని వైద్య పరికరాలలో ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

జీవ ప్రాముఖ్యత

1. కీమోథెరపీ మందులు: అనేక ప్లాటినం ఆధారిత సమన్వయ సమ్మేళనాలు శక్తివంతమైన క్యాన్సర్ నిరోధక కారకాలు. అత్యంత ముఖ్యమైన ఉదాహరణ సిస్ప్లాటిన్ (సిస్-డైఅమ్మైన్‌డైక్లోరోప్లాటినం(II), cis-[Pt(NH₃)₂Cl₂]), ఇది వేగంగా విభజించే క్యాన్సర్ కణాలలో DNA ప్రతికృతిని నిరోధిస్తుంది.
2. బయో-జడత్వం: దాని లోహ రూపంలో, ప్లాటినం చాలా వరకు బయో-జడత్వం కలిగి ఉంటుంది మరియు విషపూరితం కాదు, ఇది ఇంప్లాంట్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. అయితే, కొన్ని ప్లాటినం సమ్మేళనాలు విషపూరితమైనవి లేదా అలెర్జీ ప్రతిచర్యలకు కారణం కావచ్చు.