Sign in to follow this  
Followers 0

мир без платины


16 posts in this topic

Posted (edited)

Приветствую!
Дано: мир, похожий на наш, с одним отличием: месторождения платины, пригодные для промышленной разработки, отсутствуют.
В Европу платина попала с конкистадорами, и то этот светлый металл, цветом похожий на серебро, а весом на золото, порой топили в реках. Так что до уровня техники XX века различия будут минимальны.
Развилка аукнется в эпоху крупнотоннажной химии. Без производства азотных удобрений много людей не прокормить. Получить аммиак - трудно, но возможно (цианамид, процесс Габера). Сложнее его окислить.

Процесс Оствальда в нашем мире запатентован в 1902 г. с указанием на то, что смесь газообразного азота с воздухом переходит в высшие окислы азота с прохождением через обыкновенную или губчатую платину. Даже сейчас, когда металлы платиновой группы выросли в цене, найти полноценный  заменитель не удается (оксидные катализаторы используются только как вторая ступень, первая - это платиновая сетка).

В мире без платины такой возможности не будет. Собственно, вопрос: будет ли в том мире использован некий альтернативный катализатор (оксид железа или хрома) или появление нитратов и бездымного пороха в промышленных количествах отменяется? В принципе, есть вариант электродуги, но это очень плохо выглядит с точки зрения расхода электроэнергии.

Чтобы уточнить, примем технологический уровень равным уровню 1920 года в развитых странах Европы и США.

Edited by Книжный червь

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)


Это первое, что приходит в голову. Нефтепереработка тоже довольно сильно завязана на этот металл (каталитический риформинг), равно как производство силиконов.
 

Edited by Книжный червь

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Ну там эфективность металов платиновой группы не шибко выше в роли катализатора. Проблема в том что те же оксиды  метталов используемые в качестве катализаторов потребуется больше и их менять время от времени надо  (на порядок чаще первый контур чем ту же платиновую сетку ). Короче геммороя больше, цена химии на десяток процентов выше.  Хотя по идее всякие радиоактивные отходы можно использовать , они вроде еще лучше в качестве катализаторов чем металы платиновой группы .

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Хотя по идее всякие радиоактивные отходы можно использовать , они вроде еще лучше в качестве катализаторов чем металы платиновой группы .

Нельзя, радиационное загрязнение мешает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Ну, первое, чего не будет - "водородного огнива". Которое само по себе не столь важно, но подтолкнуло к исследованиям катализаторов. То есть химия замедлится в развитии, но не фатально.

Процесс Габера платины не требует, так что с удобрениями не так плохо. Аммиачная вода, фосфат и сульфат аммония, мочевина - всё доступно. Проблема лишь в производстве азотной кислоты. Окисление аммиака (не азота!) на катализаторе, известное, как "процесс Оствальда", может происходить и не на платиново-родиевом катализаторе, медь и никель также годны. Платина лучший катализатор, и в целом, несмотря на её стоимость, процесс с ней выходит дешевле. Но не настолько, чтобы вовсе не использовать данный процесс. То есть на выделку пороха повлияет слабо и ПМВ не прекратит. В сельском хозяйстве нитратные удобрения будут несколько дороже, поэтому будет больше использоваться мочевина, аммиачная вода и т.п. аммонийные. Вероятно, цианамид отчасти сохранит свой употребление, как удобрения, не только дефолианта.

Но радикальных изменений не будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Но радикальных изменений не будет.

Как это? У лысой обезьяны будет меньше повода для понтов - платиновые часы, которые точно такие же, как золотые, но платиновые.

А так, вопрос, как появилась платина?

В технике

С первой четверти XIX века применялась в России в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей.
Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни — тонкого порошка платины, получаемой восстановлением её соединений).
Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле.
Из платины изготавливают сосуды и мешалки, используемые при варке оптических стёкол.
Для изготовления стойкой химически и к сильному нагреву лабораторной посуды (тигли, ложки и др.).
Для изготовления постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью (сплав трёх частей платины и одной части кобальта ПлК-78).
Специальные зеркала для лазерной техники.
Для изготовления долговечных и стабильных электрических контактов в виде сплавов с иридием, например, контактов электромагнитных реле (сплавы ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30).
Гальванические покрытия.
Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты, получение хлорной кислоты.
Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически использование платины обуславливает все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода).
Нерастворимые аноды в гальванотехнике.
Нагревательные элементы печей сопротивления.
Изготовление термометров сопротивления.
Покрытия для элементов СВЧ-техники (волноводы, аттенюаторы, элементы резонаторов).

В медицине

Карбоплатин
Соединения платины (преимущественно, амминоплатинаты) применяются как цитостатики при терапии различных форм рака. Первым в клиническую практику был введён цисплатин (цис-дихлородиамминплатина(II)), однако в настоящее время применяются более эффективные карбоксилатные комплексы диамминплатины — карбоплатин и оксалиплатин.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Ну, отсутствие любого вида химсырья вред причинит, однако во всех названных случаях замена возможна. Как и для заданного частного вопроса о фиксации азота. Будет. Немного дороже и сложнее, но будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А платина не за что в живых организмах не отвечает?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

 

Окисление аммиака (не азота!) на катализаторе, известное, как "процесс Оствальда", может происходить и не на платиново-родиевом катализаторе, медь и никель также годны. Платина лучший катализатор, и в целом, несмотря на её стоимость, процесс с ней выходит дешевле. Но не настолько, чтобы вовсе не использовать данный процесс

Благодарю. В книжке 1987 года "Справочник азотчика" упоминается, что при температуре ок. 800 градусов по Цельсию и атмосферном давлении каталитическая активность оксидов металлов к реакции окисления аммиака уменьшается в следующем ряду:
Co3O4 > Co2O4 > Cr2O3 > Fe2O3 > Mn2O3 > Bi2O5 > CuO > Ag2O >CeO2 > PbO > NiO > La2O3 > Si2O3 > Y2O3 > V2O5 > ZnO > Al2O3 > WO3 > MoO3 > SiO2.

Если эти данные верны, то оксид железа даже активнее меди. В качестве дополнительного в промышленности используется железохромовый катализатор (совместно с платиновой сеткой).
В 1960 г. в Томском политехническом институте проводился эксперимент по совместному применению катализатора на основе оксида кобальта Co3O4 в качестве 1 ступени и железо - висмут - марганцевого катализатора под давлением 8 кг на квадратный см.  в диапазоне температур 320 - 400 градусов Цельсия. Максимальная степень окисления аммиака составила 84,5%, что было меньше, чем результаты, полученные на чистом оксиде кобальта (до 95%).

Edited by Книжный червь

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А платина не за что в живых организмах не отвечает?

На настоящий момент считается, что скорее нет, чем да.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически использование платины обуславливает все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода). Нерастворимые аноды в гальванотехнике.

За весь мир не скажу, но по состоянию на апрель 2020 большая часть пероксида водорода в СНГ производится жидкофазным окислением изопропилового спирта кислородом воздуха.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Хотя по идее всякие радиоактивные отходы можно использовать , они вроде еще лучше в качестве катализаторов чем металы платиновой группы .

Простите, а откуда такие сведения? Честно говоря, первый раз вижу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

За весь мир не скажу, но по состоянию на апрель 2020 большая часть пероксида водорода в СНГ производится жидкофазным окислением изопропилового спирта кислородом воздуха.

Возможно, не знаю. Как говорится, мопед не мой. Это из Википедии.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

За весь мир не скажу, но по состоянию на апрель 2020 большая часть пероксида водорода в СНГ производится жидкофазным окислением изопропилового спирта кислородом воздуха.

А Вы не путаете с получением окислением алкилантрагидрохинонов? Реакция окисления изопропилового спирта существует, но, АФАИК, промышленного значения не имеет, изопропиловый спирт не бесплатен (нашёл цену 150 р/литр, при цене технической перекиси водорода 37% 70 ру/кг рентабельность сомнительна)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А платина не за что в живых организмах не отвечает?

Насколько известно, нет. Напротив, её соединения довольно токсичны (собственно, на этом основано употребление их в онкологии - на надежде, что рак они убьют раньше, чем больного), а её пыль может вызывать аллергию.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

А Вы не путаете с получением окислением алкилантрагидрохинонов? Реакция окисления изопропилового спирта существует, но, АФАИК, промышленного значения не имеет, изопропиловый спирт не бесплатен (нашёл цену 150 р/литр, при цене технической перекиси водорода 37% 70 ру/кг рентабельность сомнительна)

Вот ссылка на 2017 год: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiYqZDJg7vpAhVKiIsKHeEBDREQFjABegQICxAF&url=https%3A%2F%2Fcyberleninka.ru%2Farticle%2Fn%2Fobzor-promyshlennyh-metodov-proizvodstva-peroksida-vodoroda&usg=AOvVaw0iwu4L2h8tjjZuX6CDWo7K

Там выводы в последнем абзаце - электричеством обеспечивается 3%

А вот на 2020 год:https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiC3InihLvpAhU8AhAIHWM9DuEQFjAAegQIAxAB&url=http%3A%2F%2Fwww.infomine.ru%2Ffiles%2Fcatalog%2F191%2Ffile_191_eng.pdf&usg=AOvVaw0To74ebCr2yCVqogXjeGAs

Обратите внимание на 13 страницу, там пишут, что в России окислением алкилантрагидрохинонов пероксид не производят.

Edited by Книжный червь

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now
Sign in to follow this  
Followers 0