Platino | ||||
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← Iridio | Oro → | ||||
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Apariencia de una sustancia simple. | ||||
Cristales de platino | ||||
Propiedades del átomo | ||||
Nombre, símbolo, número | Platino / Platino (Pt), 78 | |||
Masa atómica ( masa molar ) |
195,084(9) [1] a. m.e. ( g / mol ) | |||
Configuración electrónica | [Xe] 4f 14 5d 9 6s 1 | |||
Radio del átomo | 139 horas | |||
Propiedades químicas | ||||
radio covalente | 130 horas | |||
Radio de iones | (+4e) 65 (+2e) 80h | |||
Electronegatividad | 2.28 (escala de Pauling) | |||
Potencial de electrodo | Pt←Pt2 + 1,20 V | |||
Estados de oxidación | 4, 2, 0 | |||
Energía de ionización (primer electrón) |
868,1 (9,00) kJ / mol ( eV ) | |||
Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
Densidad (en n.a. ) | 21,09-21,45 [2] [3] g/cm³ | |||
Temperatura de fusión | 2041,4 K (1768,3 °C, 3214,9 °F) [2] | |||
Temperatura de ebullición | 4098K (3825°C, 6917°F) [2] | |||
Oud. calor de fusión | 21,76 kJ/mol | |||
Oud. calor de evaporacion | ~470 kJ/mol | |||
Capacidad calorífica molar | 25,85 [3] J/(K mol) | |||
Volumen molar | 9,10 cm³ / mol | |||
La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
Estructura de celosía |
cara cúbica centrada |
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Parámetros de celosía | 3.920 Å | |||
Debye temperatura | 230.00K _ | |||
Otras características | ||||
Conductividad térmica | (300 K) 71,6 W/(m·K) | |||
expansión térmica | (25°C) 8.8 | |||
El módulo de Young | 168 GPa | |||
Módulo de corte | 61 GPa | |||
Módulo de control de volumen | 230 GPa | |||
el coeficiente de Poisson | 0.38 | |||
Dureza de Mohs | 3.5 | |||
Dureza Vickers | 549MPa | |||
Dureza Brinell | 392MPa | |||
número CAS | 7440-06-4 |
78 | Platino |
punto195.084 | |
4f 14 5d 9 6s 1 |
El platino ( Pt del lat. Platino ) es un elemento químico del décimo grupo (según la clasificación obsoleta , un subgrupo lateral del octavo grupo), el sexto período del sistema periódico de elementos químicos , con número atómico 78; metal noble brillante de color blanco plateado.
En el Viejo Mundo , el platino no se conocía hasta mediados del siglo XVI , pero las civilizaciones andinas ( Inca y Chibcha ) lo extrajeron y utilizaron desde tiempos inmemoriales. Los primeros europeos que conocieron el platino a mediados del siglo XVI fueron los conquistadores . Se cree que Scaligero fue el primero en mencionar el platino en la literatura en el libro “Ejercicios Exotéricos en 15 Libros” publicado en 1557 , donde discutiendo con Cardano sobre el concepto de “metal”, hablaba de cierta sustancia de Honduras que no puede ser derretido Probablemente, esta sustancia era platino [4] [5] .
En 1735, el rey español emite un decreto que ordena que el platino ya no se importe a España. Al desarrollar placeres en Colombia, se ordenó separarlo cuidadosamente del oro y sumergirlo bajo la supervisión de funcionarios reales en los lugares profundos del río Pinto (un afluente del río San Juan ), que se conoció como Platino del Pinto. . Y se ordenó pública y solemnemente que se ahogara en el mar el platino que ya había sido traído a España. El real decreto fue anulado 40 años después, cuando las autoridades de Madrid ordenaron entregar platino a España para falsificar las propias monedas de oro y plata. En 1820, se entregaron a Europa de 3 a 7 toneladas de platino. Aquí la conocieron los alquimistas , quienes consideraban que el oro era el metal más pesado. El platino inusualmente denso resultó ser más pesado que el oro, por lo que los alquimistas lo consideraron un metal inutilizable y lo dotaron de características infernales. Más tarde, el platino encontró algún uso en Francia, cuando se hizo con él el patrón del metro , y más tarde el patrón del kilogramo [6] .
Según algunas fuentes, el matemático y navegante español A. de Ulloa trajo muestras de platino a Londres en 1744 [7] :210 , colocó una descripción del platino en su informe sobre un viaje a América del Sur , publicado en 1748 [8] . En 1789 A. Lavoisier incluyó el platino en la lista de sustancias simples [7] :210 [9] . Por primera vez, el químico inglés W. Wollaston obtuvo platino puro a partir de minerales en 1803 .
En Rusia, allá por 1819, en oro aluvial extraído en los Urales , se descubrió un “nuevo metal siberiano”, que primero se denominó oro blanco. Se encontró platino en Verkh-Isetsky, y luego en las minas Nevyansk y Bilimbaevsky . Ricos placeres de platino fueron descubiertos en la segunda mitad de 1824 , y al año siguiente, comenzó su extracción en Rusia [10] . En 1826, P. G. Sobolevsky y V. V. Lyubarsky inventaron un método para producir platino maleable presionando y luego manteniéndolo en un estado al rojo vivo [7] :210 [11] .
El nombre de platino se lo dieron los conquistadores españoles , quienes a mediados del siglo XVI. Se reunió por primera vez en América del Sur (en el territorio de la actual Colombia ) con un nuevo metal que parece plata ( plata española ). La palabra literalmente significa "pequeña plata", "plata". Un nombre tan desdeñoso se explica por la excepcional refractariedad del platino, que no se podía volver a fundir, no encontró aplicación durante mucho tiempo y se valoraba la mitad que la plata. Actualmente, su valor relativo a la plata es unas 42 veces superior.
El platino es uno de los metales más raros: su contenido medio en la corteza terrestre ( clarke ) es del 5⋅10 −7 % en masa [3] . Incluso el llamado platino nativo es una aleación que contiene de 75 a 92 por ciento de platino, hasta 20 por ciento de hierro , así como iridio , paladio , rodio , osmio , con menos frecuencia cobre y níquel [7] :207 .
La mayor parte de los depósitos de platino (más del 90%) se encuentra en las entrañas de cinco países. Estos países incluyen Sudáfrica ( complejo Bushveld ), EE . UU ., Rusia , Zimbabue , China .
En Rusia, los principales yacimientos de metales del grupo del platino son: los yacimientos de sulfuro-cobre-níquel de Oktyabrskoye , Talnakhskoye y Norilsk-1 en el Territorio de Krasnoyarsk en la región de Norilsk (más del 99% del explorado y más del 94% del ruso estimado). reservas), Fedorova Tundra (área de Bolshoy Ikhtegipakhk) sulfuro-cobre-níquel en la región de Murmansk , así como el placer Kondyor en el territorio de Khabarovsk , Levtyrinyvayam en el territorio de Kamchatka , los ríos Lobva y Vyysko-Isovskoe en la región de Sverdlovsk [12] . La pepita de platino más grande encontrada en Rusia es el "Gigante Ural" que pesa 7860,5 g , descubierta en 1904 en la mina Isovsky ; actualmente en el Diamond Fund .
El platino nativo se extrae en las minas (ver detalles en el artículo Metales preciosos ), los depósitos de placer de platino son menos ricos, que se exploran principalmente por el método de muestreo schlich .
La producción de platino en forma de polvo comenzó en 1805 por el científico inglés W. H. Wollaston a partir del mineral sudamericano.
Hoy en día, el platino se obtiene a partir de un concentrado de metales de platino. El concentrado se disuelve en agua regia , después de lo cual se agrega etanol y jarabe de azúcar para eliminar el exceso de HNO 3 . En este caso, el iridio y el paladio se reducen a Ir 3+ y Pd 2+ . El hexacloroplatinato de amonio (IV) (NH 4 ) 2 PtCl 6 se aísla mediante la adición posterior de cloruro de amonio . El precipitado seco se calcina a 800–1000 °C:
El platino esponjoso así obtenido se somete a una purificación adicional mediante la redisolución en agua regia , la precipitación de (NH 4 ) 2 PtCl 6 y la calcinación del residuo. El platino esponjoso purificado luego se funde en lingotes. Al reducir soluciones de sales de platino por un método químico o electroquímico, se obtiene platino finamente disperso: negro de platino .
Metal dúctil blanco grisáceo , puntos de fusión y ebullición: 2041,4 K ( 1768,3 °C ) y 4098 K ( 3825 °C ) [2] , respectivamente, resistividad eléctrica : 0,098 μOhm m (a 0 °C ). El platino es uno de los metales más pesados (densidad 21,09-21,45 g/cm³ [2] [3] ; densidad atómica 6,62⋅1022 at/cm³ ) . Dureza Brinell - 50 kgf/mm2 ( 3,5 según Mohs [13] ).
La red cristalina es cúbica centrada en las caras, a = 0,392 nm , Z = 4 , grupo espacial Fm 3 m [3] .
El platino es resistente al vacío y se puede utilizar en tecnología espacial [14] .
Isótopos conocidos de platino con números de masa de 166 a 204 (número de protones 78, neutrones de 88 a 126) y 18 isómeros nucleares .
El platino natural se presenta como una mezcla de seis isótopos , las concentraciones atómicas se indican entre paréntesis: 190 Pt (0,014 %), 192 Pt (0,782 %), 194 Pt (32,967 %), 195 Pt (33,832 %), 196 Pt (25,242 %). ) , 198 puntos (7,163%). Uno de ellos es débilmente radiactivo ( 190 Pt, decaimiento alfa en 186 Os, vida media 6.5⋅10 11 años ). En teoría, se predice una radiactividad muy débil de otros dos isótopos naturales del platino: desintegración alfa 192 Pt → 188 Os y desintegración doble beta 198 Pt → 198 Hg; sin embargo, estas desintegraciones aún no se han registrado experimentalmente; sólo se ha establecido que las vidas medias superan los 4,7×10 16 años y los 3,2×10 14 años, respectivamente .
En términos de propiedades químicas, el platino es similar al paladio , pero exhibe una mayor resistencia química. A temperatura ambiente, reacciona con agua regia para formar óxido nítrico incoloro (II) y hexacloroplatinato de hidrógeno (IV) de color amarillo anaranjado :
El platino se disuelve lentamente en ácido sulfúrico concentrado caliente y bromo líquido . No interactúa con otros ácidos minerales y orgánicos. Cuando se calienta, reacciona con álcalis y peróxido de sodio, halógenos (especialmente en presencia de haluros de metales alcalinos):
Cuando se calienta, el platino reacciona con azufre, selenio, telurio, carbono y silicio. Al igual que el paladio , el platino puede disolver el hidrógeno molecular, pero la cantidad de hidrógeno absorbido y la capacidad de desprenderse cuando se calienta es menor para el platino.
Cuando se calienta, el platino reacciona con el oxígeno para formar óxidos volátiles. Se han identificado los siguientes óxidos de platino: PtO negro , PtO 2 marrón , PtO 3 marrón rojizo , así como Pt 2 O 3 y Pt 3 O 4 mixto , en los que el platino presenta estados de oxidación II y IV.
Para el platino, se conocen los hidróxidos Pt(OH) 2 y Pt(OH) 4 . Se obtienen por hidrólisis alcalina de los cloroplatinatos correspondientes, por ejemplo:
Estos hidróxidos presentan propiedades anfóteras :
El hexafluoruro de platino PtF 6 es uno de los agentes oxidantes más fuertes entre todos los compuestos químicos conocidos, capaz de oxidar moléculas de oxígeno y xenón:
El compuesto O 2 + [PtF 6 ] − ( dioxygenyl hexafluoroplatinate(V) ) es volátil y se descompone con agua en fluoroplatinato(IV), una pequeña cantidad de dióxido de platino hidratado y oxígeno con una mezcla de ozono [15] .
Con la ayuda del hexafluoruro de platino, en particular, el químico canadiense Neil Bartlett obtuvo en 1962 el primer compuesto químico real de xenón Xe[PtF 6 ] .
A partir de la interacción entre Xe y PtF 6 descubierta por N. Bartlett , que condujo a la formación de Xe[PtF 6 ], comenzó la química de los gases inertes. El PtF 6 se obtiene por fluoración del platino a 1000 °C bajo presión.
La fluoración del platino a presión normal y temperatura de 350-400 ° C da fluoruro de platino (IV) :
Los fluoruros de platino son higroscópicos y se descomponen con agua.
El tetracloruro de platino con agua forma hidratos PtCl 4 · n H 2 O, donde n = 1, 4, 5 y 7 . Al disolver PtCl 4 en ácido clorhídrico, se obtienen los ácidos cloroplatínicos H[PtCl 5 ] y H 2 [PtCl 6 ].
Se han sintetizado haluros de platino como PtBr 4 , PtCl 2 , PtCl 2 ·2PtCl 3 , PtBr 2 y PtI 2 .
El platino se caracteriza por la formación de compuestos complejos de composición [PtX 4 ] 2- y [PtX 6 ] 2- . Al estudiar los complejos de platino, A. Werner formuló la teoría de los compuestos complejos y explicó la naturaleza de la aparición de isómeros en los compuestos complejos.
El platino es uno de los metales más inertes. Es insoluble en ácidos y álcalis, a excepción del agua regia . El platino también reacciona directamente con el bromo , disolviéndose en él.
Cuando se calienta, el platino se vuelve más reactivo. Reacciona con los peróxidos y, al contacto con el oxígeno atmosférico, con los álcalis. El alambre delgado de platino se quema en flúor , liberando una gran cantidad de calor . Las reacciones con otros no metales ( cloro , azufre , fósforo ) son menos activas. Con un calentamiento más fuerte, el platino reacciona con el carbono y el silicio , formando soluciones sólidas, similares a los metales del grupo del hierro .
En sus compuestos, el platino exhibe casi todos los estados de oxidación de 0 a +6, de los cuales +2 y +4 son los más estables. El platino se caracteriza por la formación de numerosos compuestos complejos, de los cuales se conocen cientos. Muchos de ellos llevan los nombres de los químicos que los estudiaron (sales de Koss, Magnus, Peyronet, Zeise, Chugaev, etc.). El químico ruso L. A. Chugaev ( 1873-1922 ) , el primer director del Instituto para el Estudio del Platino , establecido en 1918 , hizo una gran contribución al estudio de tales compuestos .
El platino, especialmente en un estado finamente disperso, es un catalizador muy activo para muchas reacciones químicas, incluidas las que se utilizan a escala industrial. Por ejemplo, el platino cataliza la adición de hidrógeno a compuestos aromáticos incluso a temperatura ambiente y presión atmosférica de hidrógeno. Ya en 1821, el químico alemán I. V. Döbereiner descubrió que el platino negro facilita una serie de reacciones químicas; mientras que el platino en sí no sufrió cambios. Así, el platino negro oxidaba los vapores de alcohol vínico (etanol) a ácido acético ya a temperatura ordinaria. Dos años más tarde, Döbereiner descubrió la capacidad del platino esponjoso para encender hidrógeno a temperatura ambiente. Si una mezcla de hidrógeno y oxígeno ( gas explosivo ) se pone en contacto con platino negro o platino esponjoso, al principio se produce una reacción de combustión relativamente tranquila. Pero como esta reacción va acompañada de la liberación de una gran cantidad de calor, la esponja de platino se calienta y el gas explosivo explota. Basándose en su descubrimiento, Döbereiner construyó un " pedernal de hidrógeno ", un dispositivo que se usaba ampliamente para hacer fuego antes de la invención de los fósforos .
Hasta 1748 , el platino se extraía y producía sólo en América , y no se conocía en el Viejo Mundo .
Cuando se empezó a importar platino a Europa , su precio era la mitad que el de la plata . Los joyeros descubrieron muy rápidamente que el platino se combina bien con el oro , y dado que la densidad del platino es más alta que la del oro, las adiciones menores de platino hicieron posible hacer falsificaciones que no se podían distinguir de los artículos de oro. Tales falsificaciones estaban tan extendidas que el rey español[ ¿Qué? ] ordenó que se detuviera la importación de platino y que las existencias restantes se ahogaran en el mar. Esta ley duró hasta 1778 . Después de la derogación de la ley, la necesidad de platino era pequeña, se utilizó principalmente para la creación de equipos químicos, dispositivos y como catalizadores. El platino extraído en América era suficiente para estos fines. No hacía falta hablar de una producción industrial significativa.
En 1819, el platino se descubrió por primera vez en los Urales , cerca de Ekaterimburgo , y en 1824 se descubrieron placeres de platino en el distrito de Nizhny Tagil. Las reservas exploradas de platino fueron tan grandes que Rusia ocupó casi de inmediato el primer lugar en el mundo en la extracción de este metal. Solo en 1828, se extrajeron 1,5 toneladas de platino en Rusia , más que en 100 años en América del Sur. Regiones enteras de extracción de platino aparecieron en los Urales, de las cuales Isovskaya y Tagilsky se convirtieron en las más importantes industrialmente [18] .
A fines del siglo XIX, se extraía 40 veces más platino en el Imperio Ruso que en todos los demás países del mundo. Además, también estuvo representado por pepitas muy pesadas. Por ejemplo, una de las pepitas encontradas en los Urales pesaba 9,639 kg y luego se fundió [19] .
A mediados del siglo XIX. en Inglaterra y Francia se llevó a cabo una amplia investigación sobre el refinado del platino. En 1859, el químico francés Henri Etienne Sainte-Clair Deville fue pionero en el proceso industrial para producir lingotes de platino puro. Desde entonces, casi todo el platino extraído en los Urales ha sido comprado por firmas británicas y francesas, en particular, Johnson , Matty and Co. Más tarde, empresas americanas y alemanas se sumaron a la compra de platino al imperio ruso.
Incluso después de importantes compras en el extranjero, la mayor parte del platino extraído por Rusia no encontró una aplicación digna. Por lo tanto, a partir de 1828 , por sugerencia del Ministro de Finanzas Yegor Kankrin , el Imperio Ruso comenzó a emitir monedas de platino en denominaciones de 3, 6 y 12 rublos [20] . Al mismo tiempo, una moneda de platino de 12 rublos tenía una masa de 41,41 g y una moneda de rublo de plata tenía 18 g de plata pura. Es decir, en términos del valor del metal, las monedas de platino eran 5,2 veces más caras que las de plata . De 1828 a 1845 _ Se emitieron 1.372.000 monedas de tres rublos, 17.582 monedas de seis rublos y 3.303 monedas de doce rublos con un peso total de 14,7 toneladas . El principal beneficio de la minería lo recibieron los propietarios de las minas, los Demidov . Solo en 1840 se extrajeron 3,4 toneladas de platino . En 1845 , ante la insistencia del nuevo Ministro de Hacienda Fyodor Vronchenko , se interrumpió la emisión de monedas de platino, y todas ellas fueron retiradas urgentemente de la circulación. La versión principal de un paso tan precipitado es el aumento de los precios europeos del platino, como resultado de lo cual las monedas comenzaron a costar más de su valor nominal. Después del cese de la acuñación, la extracción de platino en el Imperio Ruso se redujo 20 veces . Sin embargo, en 1915, Rusia representaba el 95% de la producción mundial de platino. El 5% restante de la producción lo realizó Colombia . Además, se exportó casi todo el platino ruso. Por ejemplo, en 1867 Inglaterra compró todas las existencias de platino ruso: más de 16 toneladas .
A finales del siglo XIX. El Imperio Ruso extraía 4,5 toneladas de platino al año.
Antes de la Primera Guerra Mundial , Colombia era el segundo país minero de platino más grande después del Imperio Ruso; desde la década de 1930 se convirtió en Canadá y, después de la Segunda Guerra Mundial , en Sudáfrica .
En 1952, Colombia extrajo 0,75 toneladas de platino, Estados Unidos - 0,88 toneladas , Canadá - 3,75 toneladas y la Unión Sudafricana - 7,2 toneladas . En la URSS, se clasificaron los datos sobre la extracción de platino.
En 2014 se extrajeron 161 toneladas de platino en el mundo. Las mejores selecciones fueron:
En 2017, el mercado del platino se estimó [22] en $ 27,4 mil millones, los principales proveedores (exportadores) fueron:
El líder en la extracción de platino en Rusia es MMC Norilsk Nickel .
Además, la mina Konder está ubicada en el territorio del Territorio de Khabarovsk , que fue el depósito de placer de platino más grande del mundo [23] [24] ; su desarrollo lo lleva a cabo el Artel de buscadores "Amur" (parte del Grupo de Empresas de Platino Ruso ), según los resultados de 2011, se extrajeron alrededor de 3,7 toneladas de platino en la mina [25] .
Las reservas mundiales exploradas de metales del grupo del platino rondan las 80.000 toneladas y se distribuyen principalmente entre Sudáfrica (87,5 %), Rusia (8,3 %) y EE . UU . (2,5 %).
A partir del 2 de abril de 2021, el precio del platino es de 2.975,82 rublos/gramo o 92.558 rublos /onza [26] . El precio del platino en la primera mitad de 2021 fue de $1000-1100/oz, la demanda cayó a 125 mil onzas/media. [27]
Los compuestos de platino (principalmente aminoplatinatos) se utilizan como citostáticos en el tratamiento de diversas formas de cáncer . El primero que se introdujo en la práctica clínica fue el cisplatino ( cis - diclorodiaminoplatino (II) ), pero actualmente se utilizan complejos de carboxilato de diaminplatino más eficaces: carboplatino y oxaliplatino .
El platino y sus aleaciones se utilizan ampliamente para la producción de joyas .
Cada año, la industria mundial de la joyería consume alrededor de 50 toneladas de platino. Hasta 2001, la mayoría de las joyas de platino se consumían en Japón . Desde 2001, China ha representado aproximadamente el 50% de las ventas globales. En 1980, China consumía alrededor del 1% de las joyas de platino. Actualmente, se venden anualmente en China unos 10 millones de productos de platino con un peso total de unas 25 toneladas .
La demanda rusa de joyas de platino es el 0,1% del nivel mundial.
El platino, el oro y la plata son los principales metales que cumplen una función monetaria. Sin embargo, el platino comenzó a usarse para fabricar monedas varios milenios después que el oro y la plata.
Las primeras monedas de platino del mundo se emitieron y estuvieron en circulación en el Imperio Ruso desde 1828 hasta 1845 . La acuñación comenzó con billetes de tres rublos. En 1829, se establecieron los "duplones" de platino (billetes de seis rublos), y en 1830 , los "cuádruples" (billetes de doce rublos). Se acuñaron las siguientes denominaciones de monedas: en denominaciones de 3, 6 y 12 rublos . Se acuñaron monedas de tres rublos 1.371.691 piezas, billetes de seis rublos - 14.847 piezas. y doce rublos - 3474 piezas [10] .
En 1846, se interrumpió la acuñación de una moneda de platino, aunque para este año la extracción de platino Ural ascendió a unas 2000 libras o 32 000 kg , de los cuales 14 669 kg se acuñaron en la moneda. Una gran cantidad de platino, acumulado en la Casa de la Moneda de San Petersburgo, en parte en forma de moneda y en parte en bruto (según diversas fuentes, de 720 a 2000 libras), se vendió a la empresa inglesa Johnson, Matty y compañía Como resultado, Inglaterra, que no extrajo ni un solo gramo de platino, fue monopolista de esta industria durante mucho tiempo [29] .
En la Unión Soviética, se emitieron monedas conmemorativas de platino desde 1977 hasta 1991. En total, se emitieron 11 monedas diferentes con un valor nominal de 150 rublos. El primer número estuvo dedicado a las Olimpiadas de Moscú-80. Las monedas de platino emitidas actualmente por varios países son monedas de lingotes . En el período de 1992 a 1995 , el Banco de Rusia emitió monedas de platino de inversión en denominaciones de 25, 50 y 150 rublos .
El platino se usó en la fabricación de insignias por servicios destacados: se hizo una imagen de V. I. Lenin de platino en la Orden Soviética de Lenin ; la Orden de la Victoria soviética , la Orden de Suvorov de primera clase [7] : 221 y la Orden de Ushakov de primera clase se hicieron a partir de él.
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Serie de actividad electroquímica de los metales. | |
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Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , |
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