Michał Karliński: Skarby uwięzione

Srebro, platyna i ruten

Zachwyt nieskazitelnym blaskiem metali i kamieni szlachetnych towarzyszy ludzkości od pradziejów. Kojarzy się z uwięzieniem w szlachetnym materiale życiodajnych promieni słonecznych. Nic dziwnego, że nietracące blasku metale od wieków są tak pożądane. 

 



Skąd się wzięło pojęcie metali szlachetnych?

złoto platyna
Szereg elektrochemiczny, fot. www.naukowiec.org

Szlachetne są te metale, które pod wpływem czynników atmosferycznych nie tracą swojego pierwotnego blasku. Nie traci go też część metali aktywnych, np. glin (choć jest aktywny chemicznie, chroni go szczelna powłoka tlenkowa). Aktywność metali wynika z ich potencjału elektrochemicznego.
Aktywność wiąże się z potencjałem elektrochemicznym, opisuje ją równanie Nernsta. By jednak nie wgłębiać się w zagadnienia elektrodyki, dla uproszczenia, metale aktywne określmy jako te, które wypierają wodór z kwasu solnego – metale bierne nie reagują z kwasem solnym. Granicznym pierwiastkiem jest wodór (a właściwie układ znany jako elektroda wodorowa). Wszystkie metale powyżej są aktywne, poniżej pasywne.
Choć pasywnych pierwiastków jest więcej, to w tym tekście zajmiemy się tymi, które szczególnie zapracowały na swoją szlachetność.



 

Srebro (Ag)
Znane od czasów starożytnych. Występuje w postaci rodzimej oraz jako pierwiastek towarzyszący rudom miedzi, ołowiu i innych metali. Uzyskiwane jest podczas rafinacji miedzi m.in. w Kanadzie, Meksyku, Polsce i USA. Nazwa srebro prawdopodobnie pochodzi od gockiego Silbur, łacińska nazwa Argentum dała symbol pierwiaskowi, hiszpańska La Plata nie bez powodu kojarzyć się może z platerowaniem, czyli posrebrzaniem.

złoto platyna
fot. Jurii, wikimedia commons

Ten srebrzystobiały metal, o temperaturze topnienia 961 st. C, jest najlepszym przewodnikiem prądu i ciepła. Używany był m.in. do produkcji cewek w Projekcie Manhattan, jednak nie ze względu na swoje właściwości, ale na brak miedzi. Powszechnie srebro stosuje się w jubilerstwie i metaloplastyce. Stopy o niskiej zawartości srebra (poniżej 75%) są bezużyteczne ze względu na kruchość. Użycie w energetyce ogranicza nie tylko cena metalu, ale przede wszystkim fakt, że srebro na powietrzu ulega korozji od związków siarki – czernieje, podobnie wyroby jubilerskie i metaloplastyczne (W zastosowaniach energetycznych i telekomunikacyjnych często spotyka się styki srebrne, o zwiększonej odporności na korozję w środowisku siarkowym, co uzyskuje się poprzez zastosowanie stopów z kadmem). Warto dodać, że przechowywanie precjozów w jedwabnych lub wełnianych woreczkach też spowoduje czernienie, gdyż materiały te są pochodzenia białkowego, więc zawierają siarkę. Powstający siarczek srebra ogranicza kontakt na powierzchni styku. Istnieje prosty sposób przywrócenia blasku wyrobom srebrnym, bez konieczności tracenia nawet minimalnych ilości metalu, jak ma to miejsce podczas polerowania. Wystarczy srebrny przedmiot umieścić w naczyniu aluminiowym (techniczny glin) i zalać całość roztworem sody (Na2CO3), w ostateczności zwykłą solanką, a później opłukać wodą.

Srebro jest miękkim metalem, ciągliwym (bardziej ciągliwe jest jedynie złoto). By zwiększyć jego twardość, do wyrobu biżuterii stosowane są dodatki innych metali, zazwyczaj miedzi lub niklu. Niestety, nie każdy wyrób jubilerski posiada wystarczającą twardość. Biżuteria pochodząca z Indii nie zawiera dodatku miedzi, tylko cynę, co sprawa, że jest dość miękka. Srebro ma właściwości bakteriobójcze, jednak należy być ostrożnym, bo jest metalem ciężkim, który może wywołać srebrzycę.
Metal ten sosowany jest do produkcji luster (w tym weneckich), ozdób choinkowych, precyzyjnej aparatury i elektrod pH-metrycznych. Do niedawna związki srebra (głównie chlorek i bromek) znajdowały powszechne zastosowanie w fotografii, ze względu na swoją światłoczułość. Choć obecnie fotografia analogowa wyparta została przez techniki cyfrowe, to w rentgenografii nadal spotykane są klisze pokrywane materiałem światłoczułym.
W tym miejscu pozwolę sobie na odrobinę prywaty. Chętnie podejmę się utylizacji zużytych kąpieli utrwalających i bielących z fotografii czarno-białej i kolorowej.

złoto platyna
Tabletki srebrne produkcji własnej. Nie jest to produkt leczniczy, wyrób medyczny czy suplement diety! )Dłoni użyczyła żona autora

 


Jak to ze srebrem na ziemiach polskich było

Początki działalności kopalni olkuskich datuje się na 700–400 r. p.n.e., wzmianki o nich pochodzą zaś z XI wieku. Ordynacja górnicza z 1374 roku, wydana za panowania Kazimierza III Wielkiego przez siostrę króla, Elżbietę Łokietkównę, ustalała zasady płacenia danin do skarbca królewskiego, jaką obciążeni zostali gwarkowie (dawna nazwa górników). (W tym akcie można się dopatrywać początków gwarkowych przywilejów w polskich kopalniach węgla kamiennego w XX i XXI wieku). W XV wieku zaczęto intensywnie poszukiwać surowców mineralnych. W roku 1448 Mikołaj Sobolewski z Kleparza i Mikołaj Siemion z Krakowa otrzymali od króla Kazimierza przywilej na poszukiwanie złota, srebra i miedzi. Później przywileje te dostali trzej Mikołajowie z Biecza, Dominik i Stanisław ze Żmigrodu (1456), Jan Turzo (1479) i Adam z Bochni (1496). Zatrzymajmy się na Turzonie. Ten pochodzący ze Spiszu kupiec zmonopolizował handel miedzią, ale i rozwinął wspomniane wcześniej kopalnie olkuskie. Zapewne były one potrzebne przy rafinacji czarnej miedzi, sprowadzanej z Węgier (Olkusz zapewniał dostęp do niezbędnego w tym procesie ołowiu).
Jako młodzieniec, w 1437 roku, udając upośledzonego umysłowo, Turzo zatrudnił się w zakładach metalurgicznych w Wenecji, gdzie poznał tajniki przetwórstwa miedzi i sposoby wydobycia srebra z surowej miedzi. Obecnie nazwalibyśmy to szpiegostwem przemysłowym. W Mogile pod Krakowem zbudował hutę miedzi. – Najpierw jął odganiać srebro od ołowiu przez miedź, z czego bardzo się wzbogacił z chudego pachołka – jak pisał Marcin Bielecki. Ten proces – wzbogacania surówki w srebro z zastosowaniem ołowiu – to likwacja. Uzyskany stop poddawano kupelacji – traktowano płomieniem w specjalnych, porowatych tygielkach, zwanych kupelami. Ogień utleniał nieszlachetne dodatki, które wsiąkały w pory kupeli. Pozostawał szlachetny metal. (Podobnie postępowano ze złotem). Opanowanie tej procedury stało się źródłem fortuny Turzona. Inną historyczną metodą było stapianie metali z mieszaniną 1:1 azotanu (V) sodu i azotanu (V) potasu.

złoto platyna
fot. zlotystok.salwach.pl

W XVII w. eksploatacja olkuskich sztolni nabrała dynamiki. Zaczęto fedrować pod osadami miejskimi, a nawet pod rynkiem. Kres przyniosła kurzawka, która pozalewała sztolnie. Szkody górnicze również przyczyniły się do upadku kopalni. W 1764 roku Stanisław August Poniatowski próbował przywrócić świetność Olkuszowi, jednak plany zniweczył II rozbiór Polski. Stanisław Staszic zamierzał odwadniać sztolnie przy użyciu maszyny parowej, też bez powodzenia. Po II wojnie światowej eksploatowano rudy cynku i ołowiu. Kres działalności przyniosły przemiany ustrojowe – olkuskie kopalnie postawiono w stan likwidacji.


 

Platyna (Pt)
W 1557 roku Juliusz Cezar Scaliger pisał o metalu, którego żaden ogień i żadna hiszpańska sztuczka nie jest w stanie upłynnić. Platyna została odkryta na terenie obecnej Kolumbii w 1735 roku podczas wyprawy francuskiej ekspedycji naukowej do Peru. Uczestniczący w niej delegat rządu hiszpańskiego Don Antonio de Ulloa wspomniał o tym metalu w 1748 roku, nazywając go pogardliwie sreberkiem (plata – srebro; platina – sreberko). Hiszpańscy poszukiwacze złota złorzeczyli, gdy trafili na trafiali na coś podobnego do srebra (szczególnie duże ilości znaleźli w prowincji Choco). Metal ten, jako wyjątkowo ciężki, zaczęto pokrywać złotem, by emitować fałszywki o masie i wyglądzie identycznymi ze złotem. W związku z tym nakazano zatopić w morzu całe transporty tego metalu. Aż do 1750 roku platyna była uznawana za gorszy gatunek srebra.

fot. Periodictableru, wikimedia commons

W 1741 roku metalurg Charles Wood przesłał jej próbki do zbadania profesorowi Williamowi Brownriggowi. Ten dziewięć lat później ogłosił w Philosolofical Transacions odkrycie nowego metalu. Henrik Scheffer wynalazł metodę rafinacji platyny – rozpuszczona w wodzie królewskiej i strącona rtęcią nie chciała ulec płomieniowi, dopiero udało się to w trakcie topienia z arszenikiem. W 1823 roku Johan Wolfgang Döbereiner wykazał, że czerń platynowa zapala strumień wodoru w temperaturze pokojowej. Jöns Jakob Berzelius badał właściwości gąbki platynowej na wzbudzanie powinowactwa różnych składników, które nie posiadały takowego wobec siebie bez udziału gąbki platynowej. W 1888 roku Wilhelm Ostwald opublikował pracę na temat katalizy i katalizatorów. Za badania nad katalizą otrzymał w 1909 roku Nagrodę Nobla. Obecnie 80% światowej produkcji platyny przypada RPA.

1
2