Negro de platino

El negro de platino ( Pt black ) es un polvo fino de platino con buenas propiedades catalíticas . Su nombre se debe a su color negro. Se utiliza de diversas maneras: como electrodo de película delgada, catalizador de membrana para pilas de combustible o como catalizador de ignición de gases inflamables para lámparas de gas, hornos y quemadores de estufas con encendido automático.

El polvo negro de platino se puede fabricar a partir de cloroplatinato de amonio calentándolo a 500 °C en nitrato de sodio  fundido durante 30 minutos, seguido de verter el fundido en agua, hervirlo, lavarlo y reducir el polvo marrón (que se cree que es dióxido de platino) con hidrógeno gaseoso para obtener negro de platino. ^{[ 1 ]}

Antes de la platinización, la superficie de platino se limpia mediante inmersión en agua regia (solución al 50%, es decir, 3 volúmenes  de HCl 12 mol/kg, 1 volumen de  HNO₃ 16 mol/kg _, 4 volúmenes de agua). ^{[ 2 ]}

La platinización se realiza frecuentemente a partir de una solución acuosa de 0,072  mol/kg de ácido cloroplatínico y 0,00013  mol/kg de acetato de plomo , con una densidad de corriente de 30 mA/cm² ^durante un máximo de 10 minutos. El proceso genera cloro en el ánodo; la interacción del cloro con el cátodo se evita mediante una separación adecuada (por ejemplo, una frita de vidrio ). ^{[ 2 ]}

Otro autor ^{[ 1 ]} recomienda la galvanoplastia con una densidad de corriente de 5 mA/cm ² mientras se invierte la polaridad cada 30 segundos durante 15 minutos.

Tras la platinización, el electrodo debe enjuagarse y almacenarse en agua destilada. El electrodo pierde sus propiedades catalíticas al exponerse al aire durante un tiempo prolongado.

El proceso de electrodeposición de negro de platino sobre platino fue inventado por Lummer y Kurlbaum cuando no pudieron reproducir las láminas de platino recubiertas de negro de humo de Langley para bolómetros . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} Cuando el negro de platino no se adhería al cátodo, descubrieron que añadir alrededor del 1 % de sulfato de cobre al ácido cloroplatínico en el electrolito mejoraba los resultados. Posteriormente, encontraron que una proporción mucho menor de acetato de plomo funcionaba mejor que el sulfato de cobre.

La esponja de platino es una forma porosa de platino de color negro grisáceo que puede adsorber grandes cantidades de gas, como hidrógeno u oxígeno, lo que permite su uso como catalizador en diversas reacciones gaseosas, como la oxidación del amonio. También se utiliza para la ignición de gases combustibles. Es materia prima para instrumentos electrónicos, la industria química y aleaciones de precisión. Además, puede emplearse como agente tensioactivo . Es soluble en agua regia y se forma a partir de una masa de partículas metálicas.

Está compuesta por una masa de partículas de platino con las siguientes características:

• Contenido de platino (Pt): ≥99,9%
• Contenido de hierro (Fe): ≤0,005%
• Superficie específica: 40–60 m² ^/ g
• Tamaño de partícula: <10  nm
• Código peligroso: F
• Nivel de peligro: R11
• Nivel de seguridad: S16
• Números de la ONU: 3089

Se prepara sumergiendo amianto en ácido cloroplatínico o cloroplatinato de amonio . Posteriormente, la sustancia se quema para producir esponja de platino. Alternativamente, puede fabricarse calentando intensamente cloroplatinato de amonio . Sus propiedades catalíticas varían según las características del proceso de fabricación. ^{[ 1 ]}

En ácido clorhídrico saturado con hidrógeno , se observa que el electrodo de platino brillante adquiere un potencial positivo con respecto al del negro de platino a corriente neta cero (+340  mV a temperatura ambiente). Al aumentar la temperatura a 70  °C, la diferencia de potenciales se redujo a cero. ^{[ 7 ]} La razón de este fenómeno no está del todo clara, aunque se han propuesto varias explicaciones.

• Electrodo estándar de hidrógeno
• Sobrepotencial
• Catalizador de Adams (dióxido de platino)
• Níquel Raney (catalizador)