Platino

El platino es un metal blanco plateado, brillante, dúctil y maleable . ^{[ 18 ]} El platino es más dúctil que el oro , la plata o el cobre , siendo así el metal puro más dúctil. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Sus características físicas y estabilidad química lo hacen útil para aplicaciones industriales. ^{[ 21 ]} Su resistencia al desgaste y al deslustre es muy adecuada para su uso en joyería fina . ^{[ 22 ]}

El platino no se corroe , y el platino en estado sólido no se oxida en el aire a ninguna temperatura, pero los alambres metálicos calentados pierden peso más rápidamente en el aire o en el oxígeno que en el vacío. Se sugiere que el Pt forma una fina película superficial de _PtO₂ que se descompone al calentarse por encima de 500  °C. ^{[ 23 ]}

Los estados de oxidación más comunes del platino son +2 y +4. Los estados de oxidación +1 y +3 son menos comunes y a menudo se estabilizan mediante enlaces metálicos en especies bimetálicas (o polimetálicas). Los compuestos de platino(II) tetracoordinados tienden a adoptar geometrías planas cuadradas de 16 electrones . Aunque el platino elemental es generalmente poco reactivo, es atacado por cloro , bromo , yodo y azufre . Reacciona vigorosamente con flúor a 500 °C (932 °F) para formar tetrafluoruro de platino . ^{[ 24 ]} El platino es insoluble en ácido clorhídrico y nítrico , pero se disuelve en agua regia caliente (una mezcla de ácidos nítrico e hidroclorhídrico) para formar ácido cloroplatínico acuoso , H ₂ PtCl ₆ : ^{[ 25 ] [ 26 ]}  

Pt + 4 HNO₃ + ₆ HCl → _H₂PtCl₆ + _{4 NO₂} + 4 _H₂O

Como ácido blando , el ion Pt²⁺ tiene una gran afinidad por ^los ligandos de sulfuro y azufre. Se han descrito numerosos complejos de DMSO y se presta especial atención a la elección de los disolventes de reacción. ^{[ 27 ]}

En 2007, el científico alemán Gerhard Ertl ganó el Premio Nobel de Química por determinar los mecanismos moleculares detallados de la oxidación catalítica del monóxido de carbono sobre platino ( convertidor catalítico ). ^{[ 28 ]}

El platino tiene seis isótopos que se encuentran en la naturaleza : ¹⁹⁰Pt , ¹⁹²Pt , ¹⁹⁴Pt , ¹⁹⁵Pt , ¹⁹⁶Pt y ¹⁹⁸Pt . El más abundante de estos es ¹⁹⁵Pt , que comprende el 33,83% de todo el platino; es el único isótopo estable con un espín distinto _de cero , de ^1/2 , y es favorable para su uso en ¹⁹⁵RMN de Pt . Debido a su espín y gran abundancia, ¹⁹⁵Los picos satélite de Pt también se observan con frecuencia en ¹H y ³¹Espectroscopia de RMN de P ( por ejemplo, para complejos de Pt-fosfina y Pt-alquilo). El isótopo radiactivo ¹⁹⁰El Pt es el menos abundante de estos, con solo un 0,012%; sufre desintegración alfa con una vida media de 4,83 × 10¹¹  años, causando una actividad muy baja de 16,8 Bq /kg de platino natural. ^{[ 29 ]} La desintegración de este isótopo tiene cierta utilidad en la geología isotópica , aunque no directamente para la datación. ^{[ 30 ]}

Los demás isótopos naturales también son teóricamente capaces de desintegrarse alfa , pero esto nunca se ha observado y, por lo tanto, se consideran estables. ^{[ 31 ]} El platino también tiene 38 isótopos sintéticos con masas atómicas que van desde 165 hasta 208, lo que hace que el número total de isótopos conocidos sea 44. El más estable de estos radioisótopos es ^{el 193}Pt , con una vida media de 50  años. La mayoría de los isótopos de platino se desintegran mediante una combinación de desintegración beta y (en el lado rico en protones) desintegración alfa. ¹⁸⁸Pt , ¹⁹¹Pt y ¹⁹³El Pt se desintegra únicamente por captura electrónica (aparte de la rama alfa muy pequeña de la primera). ¹⁹⁰Pt y ¹⁹⁸Se predice que el Pt tiene vías de desintegración beta doble energéticamente favorables . ^{[ 29 ]}

El platino es un metal extremadamente raro en la Tierra , ^{[ 32 ]} presente en una concentración de tan solo 0,005 ppm en la corteza terrestre . ^{[ 33 ] [ 34 ]} El platino se encuentra a menudo químicamente no combinado como platino nativo y como aleación con otros metales del grupo del platino, principalmente. El platino nativo se encuentra con mayor frecuencia en depósitos secundarios entre depósitos aluviales . Los depósitos aluviales utilizados por los pueblos precolombinos en el departamento del Chocó , Colombia, siguen siendo una fuente de metales del grupo del platino. Otro gran depósito aluvial se encuentra en los montes Urales , Rusia, y aún se explota. ^{[ 26 ]}

En los depósitos de níquel y cobre , los metales del grupo del platino se presentan como sulfuros (p. ej., (Pt,Pd)S) , telururos (p. ej., _PtBiTe ) , antimonuros ( _PdSb ) y arseniuros (p. ej. , PtAs₂ ), y como aleaciones terminales con níquel o cobre. El arseniuro de platino, esperrilita ( PtAs₂ ), es una fuente importante de platino asociada con los minerales de níquel en el depósito de la cuenca de Sudbury en Ontario , Canadá . En Platinum, Alaska , se extrajeron aproximadamente 17 000 kg (550 000 onzas t) entre 1927 y 1975. La mina cesó sus operaciones en 1990. ^{[ 35 ]} El raro mineral de sulfuro cooperita , (Pt,Pd,Ni)S , contiene platino junto con paladio y níquel. La cooperita se encuentra en el arrecife Merensky dentro del complejo Bushveld , Gauteng , Sudáfrica . ^{[ 36 ]}  

En 1865, se identificaron cromitas en la región de Bushveld de Sudáfrica, seguidas por el descubrimiento de platino en 1906. ^{[ 37 ]} En 1924, el geólogo Hans Merensky descubrió una gran reserva de platino en el Complejo Ígneo de Bushveld en Sudáfrica. La capa específica que encontró, llamada Arrecife Merensky , contiene alrededor del 75% del platino conocido en el mundo. ^{[ 38 ] [ 39 ]} Los grandes depósitos de cobre-níquel cerca de Norilsk en Rusia , y la Cuenca de Sudbury , Canadá , son los otros dos grandes depósitos. En la Cuenca de Sudbury, las enormes cantidades de mineral de níquel procesado compensan el hecho de que el platino está presente como solo 0,5 ppm en el mineral. Se pueden encontrar reservas más pequeñas en los Estados Unidos, ^{[ 39 ]} por ejemplo en la Cordillera Absaroka en Montana . ^{[ 40 ]} En 2010, Sudáfrica fue el principal productor de platino, con una participación de casi el 77%, seguida de Rusia con el 13%; la producción mundial en 2010 fue de 192.000 kg (423.000 lb) . ^{[ 41 ]}  

Técnicas avanzadas para encontrar depósitos de platino mediante el estudio de aguas subterráneas hallaron algunas evidencias de nuevos depósitos en el estado de Tamil Nadu , India . ^{[ 42 ]}

El platino se encuentra en cantidades algo mayores en la Luna y en los meteoritos. De igual modo, se halla en abundancias ligeramente mayores en los lugares de impacto de bólidos en la Tierra, asociados al vulcanismo posterior al impacto, y que pueden ser explotados económicamente; la cuenca de Sudbury es un ejemplo de ello. ^{[ 43 ]}

El ácido hexacloroplatínico mencionado anteriormente es probablemente el compuesto de platino más importante, ya que sirve como precursor de muchos otros compuestos de platino. Por sí mismo, tiene diversas aplicaciones en fotografía, grabado de zinc, tinta indeleble , galvanoplastia, espejos, coloración de porcelana y como catalizador. ^{[ 44 ]}

El tratamiento del ácido hexacloroplatínico con una sal de amonio, como el cloruro de amonio , produce hexacloroplatinato de amonio , ^{[ 25 ]} que es relativamente insoluble en soluciones de amonio. Calentar esta sal de amonio en presencia de hidrógeno la reduce a platino elemental. El hexacloroplatinato de potasio es igualmente insoluble, y el ácido hexacloroplatínico se ha utilizado en la determinación de iones potasio por gravimetría . ^{[ 45 ]}

Cuando se calienta el ácido hexacloroplatínico, se descompone a través del cloruro de platino(IV) y el cloruro de platino(II) hasta platino elemental, aunque las reacciones no ocurren por etapas: ^{[ 46 ]}

( _H₃O ) ₂PtCl₆ · _{nH₂O ⇌} PtCl₄ ₊ 2HCl + ₍ n + 2 ) _H₂O

PtCl₄ ⇌ _PtCl₂ + _Cl₂​

PtCl ₂ ⇌ Pt + Cl ₂

Las tres reacciones son reversibles. También se conocen los bromuros de platino(II) y platino(IV) . El hexafluoruro de platino es un oxidante fuerte capaz de oxidar el oxígeno .

El óxido de platino(IV) , PtO₂ , también conocido como " catalizador de Adams ", es un polvo negro soluble en soluciones de hidróxido de potasio (KOH) y ácidos concentrados. _[ 47 ^{] Tanto el} _PtO₂ como el menos común PtO se descomponen al calentarse. ^{[ 18 ]} _El óxido de platino(II,IV), Pt₃O₄ _, se forma en la siguiente reacción:

2 Pt ²⁺ + Pt ⁴⁺ + 4 O ²⁻ → Pt ₃ O ₄

A diferencia del acetato de paladio , el acetato de platino(II) no está disponible comercialmente. Cuando se requiere una base, los haluros se han utilizado junto con acetato de sodio . ^{[ 27 ]} También se ha informado del uso de acetilacetonato de platino(II). ^{[ 48 ]}

El platino presenta estados de oxidación negativos en superficies reducidas electroquímicamente, ^{[ 49 ]} y se han sintetizado varios "platinuros" en los que el platino presenta estados de oxidación que van desde −1 hasta −2. Los estados de oxidación negativos que presenta el platino son inusuales para los elementos metálicos y se atribuyen a la estabilización relativista de los orbitales 6s. ^{[ 50 ]} Los platinuros de bario incluyen BaPt, Ba₃ puntos₂ yBa₂ puntos. ^{[ 51 ]} Platinuro de cesio,CsSe ha demostrado que _{el 2} Pt, un compuesto cristalino transparente de color rojo oscuro ^{[ 52 ] , contiene Pt 2−}aniones. ^{[ 50 ]} El " grignard de platino " Pt(MgCl) ₂ · n THF contiene conjeturablemente también Pt ^{2 − . [ 53 ]}

Se predice que incluso el catión PtO ²⁺ ₄ en el que el platino existe en el estado de oxidación +10 puede ser alcanzable. ^{[ 54 ]}

La sal de Zeise , que contiene un ligando de etileno , fue uno de los primeros compuestos organometálicos descubiertos. El dicloro(cicloocta-1,5-dieno)platino(II) es un complejo de olefina disponible comercialmente , que contiene ligandos cod fácilmente desplazables ("cod" es la abreviatura de 1,5-ciclooctadieno). El complejo cod y los haluros son puntos de partida convenientes para la química del platino. ^{[ 27 ]}

El cisplatino , o cis -diamminodicloroplatino(II), es el primero de una serie de fármacos quimioterapéuticos que contienen platino(II) de geometría plano-cuadrada. ^{[ 55 ]} Otros incluyen carboplatino y oxaliplatino . Estos compuestos son capaces de entrecruzar el ADN y matar células por vías similares a las de los agentes quimioterapéuticos alquilantes . ^{[ 56 ]} (Los efectos secundarios del cisplatino incluyen náuseas y vómitos, caída del cabello, tinnitus, pérdida de audición y nefrotoxicidad). ^{[ 57 ] [ 58 ]}

Los compuestos organoplatínicos, como los agentes antitumorales mencionados anteriormente, así como los complejos de platino inorgánicos solubles, se caracterizan de forma rutinaria utilizando ¹⁹⁵Espectroscopia de resonancia magnética nuclear de Pt .

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  El ion hexacloroplatinato
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  El anión de la sal de Zeise
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  Dicloro(cicloocta-1,5-dieno)platino(II)
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  Cisplatino

La exposición al platino no ha mostrado efectos adversos en la vida animal, ya que es uno de los metales menos reactivos. ^{[ 59 ]}

Dado que el platino es un catalizador en la fabricación de los componentes de caucho de silicona y gel de varios tipos de implantes médicos (implantes mamarios, prótesis articulares, discos lumbares artificiales, puertos de acceso vascular, etc.), se ha estudiado la posibilidad de que el platino pueda ingresar al cuerpo y causar efectos adversos. La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y otras instituciones han revisado el tema y no han encontrado evidencia que sugiera toxicidad in vivo . ^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]}

Los arqueólogos han descubierto rastros de platino en el oro utilizado en los enterramientos del antiguo Egipto. Por ejemplo, se encontró una pequeña caja del enterramiento de Shepenupet II decorada con jeroglíficos de oro y platino. ^{[ 64 ]} Sin embargo, no está claro hasta qué punto los primeros egipcios conocían este metal. Es posible que no reconocieran la presencia de platino en su oro. ^{[ 65 ] [ 66 ]}

El metal era utilizado por los nativos americanos cerca de la actual Esmeraldas, Ecuador, para producir artefactos de una aleación de oro blanco y platino. Los arqueólogos suelen asociar la tradición del trabajo del platino en Sudamérica con la Cultura de La Tolita ( c. 600 a. C. – 200 d. C.), pero las fechas y ubicaciones precisas son difíciles, ya que la mayoría de los artefactos de platino de la zona se compraron de segunda mano a través del comercio de antigüedades en lugar de obtenerse mediante excavaciones arqueológicas directas. ^{[ 67 ]} Para trabajar el metal, combinaban polvos de oro y platino mediante sinterización . La aleación de oro y platino resultante era lo suficientemente blanda como para moldearla con herramientas. ^{[ 68 ] [ 69 ]} El platino utilizado en dichos objetos no era el elemento puro, sino una mezcla natural de metales del grupo del platino , con pequeñas cantidades de paladio, rodio e iridio. ^{[ 70 ]}

La primera referencia europea al platino aparece en 1557 en los escritos del humanista italiano Julio César Scaligero, donde describe un metal noble desconocido hallado entre Darién y México, «que ni el fuego ni ningún artificio español han podido licuar». ^{[ 71 ]} Desde sus primeros encuentros con el platino, los españoles generalmente lo consideraron una especie de impureza en el oro, y así lo trataron. A menudo, simplemente lo desechaban, y existía un decreto oficial que prohibía la adulteración del oro con impurezas de platino. ^{[ 70 ]}

En 1735, Antonio de Ulloa y Jorge Juan y Santacilia observaron a indígenas extrayendo platino mientras los españoles viajaban por Colombia y Perú durante ocho años. Ulloa y Juan encontraron minas con pepitas de metal blanquecino y las llevaron a España. Su relato histórico de la expedición incluía una descripción del platino como un metal que no se podía separar ni calcinar . Ulloa también anticipó el descubrimiento de minas de platino. Tras publicar el informe en 1748, Ulloa no continuó investigando el nuevo metal. En 1758, fue enviado a supervisar las operaciones mineras de mercurio en Huancavelica . ^{[ 71 ]}

En 1741, Charles Wood , ^{[ 72 ]} un metalúrgico británico , encontró varias muestras de platino colombiano en Jamaica, las cuales envió a William Brownrigg para una investigación más exhaustiva.

En 1750, después de estudiar el platino que le envió Wood, Brownrigg presentó un informe detallado del metal a la Royal Society , afirmando que no había visto ninguna mención del mismo en ningún informe anterior de minerales conocidos. ^{[ 73 ]} Brownrigg también señaló el punto de fusión extremadamente alto del platino y su refractariedad frente a varios fundentes metalúrgicos . ^{[ 71 ] : 391} Otros químicos de toda Europa pronto comenzaron a estudiar el platino, entre ellos Andreas Sigismund Marggraf , ^{[ 74 ]} Torbern Bergman , Jöns Jakob Berzelius , William Lewis y Pierre Macquer . En 1752, Henrik Scheffer publicó una descripción científica detallada del metal, al que se refirió como "oro blanco", incluyendo un informe de cómo logró fundir mineral de platino con la ayuda de arsénico . Scheffer describió el platino como menos maleable que el oro, pero con una resistencia similar a la corrosión. ^{[ 71 ]}

Karl von Sickingen investigó el platino exhaustivamente en 1772. Logró obtener platino maleable mediante aleación con oro, disolviendo la aleación en agua regia caliente , precipitando el platino con cloruro de amonio , encendiendo el cloroplatinato de amonio y martillando el platino resultante, finamente dividido, para que se compactara. Franz Karl Achard fabricó el primer crisol de platino en 1784. Trabajó con el platino fusionándolo con arsénico y, posteriormente, volatilizando el arsénico. ^{[ 71 ]}

En 1786, Carlos III de España proporcionó una biblioteca y un laboratorio a Pierre-François Chabaneau para ayudarle en su investigación sobre el platino. Chabaneau logró eliminar diversas impurezas del mineral, como oro, mercurio, plomo, cobre y hierro. Esto le hizo creer que trabajaba con un solo metal, pero en realidad el mineral aún contenía metales del grupo del platino todavía por descubrir. Esto provocó resultados inconsistentes en sus experimentos. A veces, el platino parecía maleable, pero al alearlo con iridio, se volvía mucho más quebradizo . En ocasiones, el metal era completamente incombustible, pero al alearlo con osmio, se volatilizaba. Tras varios meses, Chabaneau logró producir 23  kilogramos de platino puro y maleable martillando y comprimiendo la forma esponjosa mientras estaba al rojo vivo. Chabeneau se dio cuenta de que la infusibilidad del platino otorgaría valor a los objetos fabricados con él, por lo que inició un negocio con Joaquín Cabezas para producir lingotes y utensilios de platino. Esto dio comienzo a lo que se conoce como la "edad del platino" en España. ^{[ 71 ]}

El uso más común del platino es como catalizador en reacciones químicas, a menudo en forma de negro de platino . Se ha empleado como catalizador desde principios del siglo XIX, cuando el polvo de platino se utilizaba para catalizar la ignición del hidrógeno. En un convertidor catalítico de automóvil , completa la combustión de bajas concentraciones de hidrocarburos no quemados de los gases de escape en dióxido de carbono y vapor de agua. El platino también se utiliza en la industria petrolera como catalizador en varios procesos, pero especialmente en el reformado catalítico de naftas de destilación directa para obtener gasolina de mayor octanaje rica en compuestos aromáticos. _El PtO₂ , también conocido como catalizador de Adams , se utiliza como catalizador de hidrogenación, específicamente para aceites vegetales . ^{[ 44 ]} El platino también cataliza fuertemente la descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno ^{[ 84 ]} y se utiliza en pilas de combustible ^{[ 85 ]} como catalizador para la reducción de oxígeno . ^{[ 86 ]}

Como catalizador de celdas de combustible, el platino permite que las reacciones de hidrógeno y oxígeno se produzcan a una velocidad óptima. Se utiliza en tecnologías de membrana de intercambio de protones (PEM) basadas en platino , necesarias para la producción de hidrógeno verde , así como para la adopción de vehículos eléctricos con celda de combustible (FCEV) . ^{[ 87 ] [ 88 ]}

Desde 1889 hasta 1960, el metro se definió como la longitud de una barra de aleación de platino-iridio (90:10), conocida como el prototipo internacional del metro . La barra anterior era de platino y data de 1799. Hasta mayo de 2019, el kilogramo se definió como la masa del prototipo internacional del kilogramo , un cilindro de la misma aleación de platino-iridio fabricado en 1879. ^{[ 89 ]}

El termómetro de resistencia de platino estándar (SPRT) es uno de los cuatro tipos de termómetros utilizados para definir la Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90), el estándar internacional de calibración para mediciones de temperatura. El hilo resistivo del termómetro está hecho de platino puro (el NIST fabricó los hilos a partir de barras de platino con una pureza química del 99,999 % en peso). ^{[ 90 ] [ 91 ]} Además de sus usos en laboratorio, la termometría de resistencia de platino (PRT) también tiene numerosas aplicaciones industriales; entre las normas industriales se incluyen ASTM E1137 e IEC 60751.

El electrodo de hidrógeno estándar también utiliza un electrodo de platino platinizado debido a su resistencia a la corrosión y otros atributos. ^{[ 92 ]}

El platino es un metal precioso ; su lingote tiene el código de moneda ISO XPT. Se comercializan o coleccionan monedas, barras y lingotes. El platino se utiliza en joyería, donde se suele vender con una pureza de .999 o .9995. Se utiliza para este fin por su prestigio y su valor intrínseco como metal precioso. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

En la relojería, Rolex , ^{[ 95 ]} Vacheron Constantin , ^{[ 96 ]} Patek Philippe , ^{[ 97 ]} Breitling , ^{[ 98 ]} y otros maestros relojeros utilizan platino en relojes selectos. Los relojeros aprecian las propiedades únicas del platino, ya que es más duradero que el oro, pero igualmente no se empaña. ^{[ 99 ]}

Durante períodos de estabilidad y crecimiento económico sostenido, el precio del platino puede superar al del oro. ^{[ 100 ]} Como inversión, el platino es similar al oro en el sentido de que es una inversión de riesgo relativamente bajo, o un «refugio seguro», en tiempos de crisis económica. ^{[ 101 ]} Cuando el precio del oro ha superado al del platino, muchos compradores en los principales mercados, incluido el famoso « zoco del oro » de Dubái, han optado por comprar platino como inversión y para joyería. ^{[ 102 ]}

En el siglo XVIII, el rey Luis XV de Francia dijo del platino que era "el único metal digno de un rey", debido a su escasez, sus características y su valor intrínseco. ^{[ 103 ]}

A partir de 2024, la cadena multinacional estadounidense de clubes de almacenes, Costco , vende lingotes de platino en su sitio web. ^{[ 104 ]}

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  1.000 centímetros cúbicos de platino con una pureza del 99,9%, con un valor aproximado de 696.000 dólares estadounidenses al 29 de junio de 2016 ( 933.694 dólares estadounidenses ajustados por la inflación) ^{[ 105 ]}
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  Precio del platino 1970–2022

En el laboratorio, el alambre de platino se utiliza para electrodos; las bandejas y soportes de platino se utilizan en el análisis termogravimétrico debido a los estrictos requisitos de inercia química al calentarse a altas temperaturas (~1000  °C). El platino se utiliza como agente de aleación para diversos productos metálicos, incluidos alambres finos, recipientes de laboratorio no corrosivos, instrumentos médicos, prótesis dentales, contactos eléctricos y termopares. El platino- cobalto , una aleación de aproximadamente tres partes de platino y una de cobalto, se utiliza para fabricar imanes permanentes relativamente fuertes . ^{[ 44 ]} Los ánodos a base de platino se utilizan en barcos, oleoductos y muelles de acero. ^{[ 26 ]} Los fármacos de platino se utilizan para tratar una amplia variedad de cánceres, incluidos carcinomas testiculares y ováricos, melanoma, cáncer de pulmón de células pequeñas y no pequeñas, mielomas y linfomas. ^{[ 106 ]}

La rareza del platino como metal ha llevado a los anunciantes a asociarlo con la exclusividad y la riqueza. Las tarjetas de débito y crédito "platino" tienen mayores privilegios que las tarjetas " oro ". ^{[ 107 ]} Los " premios platino " suelen ser los más altos, o casi los más altos posibles, a menudo por encima del "oro", la " plata " y el " bronce ". En Estados Unidos, un álbum musical que ha vendido más de un  millón de copias se acredita como "platino". ^{[ 108 ]} Algunos productos, como licuadoras y vehículos, de color blanco plateado se identifican como "platino". El marco de la Corona de la Reina Isabel, la Reina Madre , fabricada para su coronación como consorte del Rey Jorge VI , está hecho de platino. Fue la primera corona británica hecha de este metal en particular. ^{[ 109 ]}