Palládium | ||||
---|---|---|---|---|
← Ródium | Ezüst → | ||||
| ||||
Egy egyszerű anyag megjelenése | ||||
Palládium minta | ||||
Az atom tulajdonságai | ||||
Név, szimbólum, szám | Palládium / Palládium (Pd), 46 | |||
Csoport , időszak , blokk |
10 (elavult 8), 5, d-elem |
|||
Atomtömeg ( moláris tömeg ) |
106.42. (1) [1] a. e.m. ( g / mol ) | |||
Elektronikus konfiguráció | [Kr] 4d 10 | |||
Atom sugara | 137 óra | |||
Kémiai tulajdonságok | ||||
kovalens sugár | 128 óra | |||
Ion sugara | (+4e) 65 (+2e) 80 óra | |||
Elektronegativitás | 2,20 (Pauling skála) | |||
Elektróda potenciál | +0,987 | |||
Oxidációs állapotok | 0, +1, +2, +3, +4 | |||
Ionizációs energia (első elektron) |
803,5 (8,33) kJ / mol ( eV ) | |||
Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai | ||||
Sűrűség ( n.a. ) | 12,02 g/cm³ | |||
Olvadási hőmérséklet | 1554 °C | |||
Forráshőmérséklet | 2940 ezer _ | |||
Oud. fúzió hője | 17,24 kJ/mol | |||
Oud. párolgási hő | 372,4 kJ/mol | |||
Moláris hőkapacitás | 25,8 [2] J/(K mol) | |||
Moláris térfogat | 8,9 cm³ / mol | |||
Egy egyszerű anyag kristályrácsa | ||||
Rácsszerkezet |
Cubic FCC |
|||
Rács paraméterei | 3,890 Å | |||
Debye hőmérséklet | 274 ezer _ | |||
Egyéb jellemzők | ||||
Hővezető | (300 K) 71,8 W/(m K) | |||
CAS szám | 7440-05-3 |
46 | Palládium |
Pd106.42 | |
4d 10 |
A palládium ( vegyjele - Pd , lat. Palládium ) a 10. csoport kémiai eleme (az elavult besorolás szerint - a nyolcadik csoport, a VIIIB oldalsó alcsoportja), a D. I. kémiai elemei periodikus rendszerének ötödik periódusa . Mengyelejev 46 -os rendszámmal .
Az egyszerű anyag a palládium ( normál körülmények között ) a platinacsoportba (könnyű platinoidok) tartozó átmeneti nemesfém, ezüstös - fehér színű.
1803-ban Forster, egy jól ismert londoni ásványkereskedő kapott egy névtelen levelet, amelyben arra kérték, hogy próbáljon meg kis mennyiségben eladni egy új kémiai elemet, a "palládiumot", amelynek egy tuskóját mellékelték a levélhez [3] . A titokzatos fémet eladásra bocsátották, és mindenki figyelmét felkeltette [3] . Az angol kémikusok között viták törtek ki, hogy ez a fém valóban új kémiai elem-e, vagy csak korábban ismert fémek ötvözete. Richard Cheneviks vegyész , aki fel akarta leplezni a "csalásos hamisítást", vett egy rúd "palládiumot" [3] . Hamarosan Chenevix előadást tartott a Londoni Királyi Társaság tagjainak , ahol bejelentette, hogy ez a fém csak platina és higany ötvözete . A Royal Society titkára, William Hyde Wollaston vegyész azonban nyilvánosan megkérdőjelezte Chenevix megállapításait. Más vegyészeknek nem sikerült sem platinát, sem higanyt elkülöníteni ebben az „ötvözetben”. A vita ismét kiéleződött, és egy ideig aktívan folytatódott. Amikor elkezdtek alábbhagyni, a Nicholson's Journal tudományos folyóiratban egy névtelen bejelentés jelent meg, miszerint aki egy éven belül mesterséges palládiumot tud előállítani, 20 font sterling jutalmat kap [3] . A fém iránti érdeklődés ismét megugrott, de senkinek sem sikerült elérnie [3] .
1804-ben William Wollaston arról számolt be a Királyi Társaságnak, hogy új, korábban ismeretlen fémeket, a palládiumot és a ródiumot fedezte fel Dél-Amerikából származó platinaércben [3] . Annak érdekében, hogy az ércből izolált "nyers" platinát megtisztítsa az arany- és higanyszennyeződésektől , feloldotta aqua regiában , majd ammóniával kicsapta az oldatból [3] . A megmaradt oldat rózsaszín árnyalatú volt, ami nem magyarázható az arany és a higany jelenlétével [3] . Ezután ehhez az oldathoz cinket adtunk , ami fekete csapadék kiválásához vezetett [3] . Wollaston azt találta, hogy ha ezt a megszáradt csapadékot aqua regiával próbálják feloldani, akkor egy része feloldódik, és néhány nem [3] . Az oldat vízzel való hígítása után Wollaston kálium-cianidot adott hozzá , ami bőséges, már narancssárga színű csapadékot eredményezett, amely melegítés hatására először szürke színt kapott, majd egy csepp fém-palládiummá olvadt össze , fajsúlyában könnyebb a higanynál . A fekete üledék megmaradt feloldatlan részéből egy másik fémet - a ródiumot - izolált [3] .
Csak 1805 februárjában jelent meg Wollaston nyílt levele a Nicholson's Journalban , amelyben elismerte, hogy a palládiumbotrány az ő műve [3] . Ő volt az, aki forgalomba hozta az új fémet, és egy névtelen hirdetést is adott, amelyben bónuszt ígért a mesterséges előállításához, már bizonyítva, hogy a palládium új fém [3] .
Nevét a Pallas aszteroidáról kapta, amelyet Olbers német csillagász fedezett fel 1802-ben, vagyis röviddel a palládium felfedezése előtt. Az aszteroida pedig az ókori görög mitológiából származó Pallas Athénéről kapta a nevét . Palladium , vagy Palladium, Pallas Athéné legendás faképe, amely az égből hullott alá; Heléna (Priamus fia ) próféciája szerint Trója elpusztíthatatlan marad mindaddig, amíg ezt a talizmánt a falai között tartják. A legenda szerint csak miután az istennő kedvencei - Odüsszeusz és Diomédész - egy éjszakai kirándulás során ellopták a Palládiumot, ez az erődítmény esett el.
A földkéreg egyik legritkább eleme; Clarke-száma 1·10 −6 % . Natív formában ( allopalládium ), intermetallikus ásványok ( platina palládium , stannopalladinit Pd 3 Sn 2 stb.) és egyéb vegyületek ( palladit PdO, braggit (Pd, Pt, Ni)S stb.) formájában fordul elő. Körülbelül 30 palládium ásvány ismert . Más platinafémeket kísér, tartalma a különböző lerakódásokban lévő platinoidok keverékében 25-60% [2] . A Golshmidt-féle elemek geokémiai osztályozása szerint , mint minden platinoid, sziderofilek közé tartozik , azaz affinitása van a vashoz, és a Föld magjában koncentrálódik [4] . Jelenleg Oroszország legnagyobb (nem fejlett) palládium lelőhelye a Murmanszk régióban található (Fedorovo-Pansky intrusive masszívum).
A palládiumot főként nikkel- , ezüst- és réz -szulfidércek feldolgozásából nyerik . A világ termelésének egy részét (körülbelül 10%-át) másodlagos nyersanyagokból való kivonással nyerik [2] .
Nemesfémek keverékének aqua regiában készült oldatából arany és platina kicsapása után diklór-diamin-palládium Pd(NH 3 ) 2 Cl 2 válik ki , amelyet HCl ammóniás oldatából történő átkristályosítással tisztítanak, és kalcinációval porított palládiummá bontják. redukáló atmoszférában a palládiumport újraolvasztják [2] .
A palládiumsók oldatainak redukálásával palládiumfeketét kapunk - a palládium finoman kristályos porát [2] .
Kompakt fémes palládiumot nitritből és foszfátsavas elektrolitokból például Na 2 [Pd(NO 2 ) 4 ] [2] felhasználásával történő elektro-leválasztással is nyernek .
A palládium legnagyobb lelőhelye Oroszországban található (Norilsk, Talnakh ). A lelőhelyek ismertek még a Transvaalban (Dél-Afrika), Kanadában, Alaszkában, Ausztráliában, Kolumbiában [5] .
A palládium szállítása a világban 2007-ben 267 tonna volt (beleértve Oroszországot - 141 tonna, Dél-Afrikát - 86 tonna, USA és Kanada - 31 tonna, más országok - 9 tonna). A palládium-felhasználás 2007-ben az autóiparban 107 tonna, az elektronikai iparban 40 tonna, a vegyiparban 12 tonna volt [6] .
A londoni GFMS kutatócég szerint 2009-ben az Orosz Föderáció megközelítőleg 1,1 millió uncia palládiumot, 2010-ben 800 ezer unciát értékesített, 2011-ben az export volumene hasonló lesz [7] .
2019 decemberében a palládium tőzsdei ára először lépte túl az 1900 dolláros troy unciánkénti szintet (ugyanakkor az aranyár 2011-ben elért maximális szintjét is túllépték) [8] ; mindössze négy év alatt ennek a fémnek a tőzsdei ára megnégyszereződött - troy unciánként 510-ről 2064 dollárra (összehasonlításképpen: az arany ugyanebben az időszakban csak másfélszeresére drágult - 1060-ról 1573 dollárra), ezt elősegítették palládiumkatalizátorok tömeges használatával [9] [10]
2020. február 27-én a palládium világpiaci ára elérte a maximum 2795 USD/oz [11] (ezt követően erőteljes csökkenés következett, de további növekedéssel) [12] .
A palládium atom teljes elektronikus konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10
A palládium egy átmeneti fém . Normál körülmények között ezüstfehér színű kristályokat képez a köbös szingónia , Fm 3 m tércsoport , cellaparaméterek a = 0,38902 nm , Z = 4 , szerkezeti típusú réz .
A palládium műanyag , a nikkel , kobalt , ródium vagy ruténium mikroadalékai javítják a palládium mechanikai tulajdonságait és növelik a keménységét .
Vízben oldhatatlan. Sűrűség - 12 020 kg / m³ (20 ° C-on); különleges körülmények között kolloid palládiumot és palládiumfeketét képez . Olvadáspont - 1554 ° C ( más forrásokban 1552 ° C); forráspontja 2940 °C körül van. Az olvadáshő 16,7 kJ/mol, a párolgáshő 353 kJ/mol. Fajhő 20 °C-on - 25,8 J/(mol K); fajlagos elektromos ellenállás 25 ° C-on - 9,96 μ Ohm / cm; hővezető képesség - 75,3 W / (m K). Vickers keménység 37…39 [2] . Brinell keménység 52 kgf / mm 2 .
A lineáris tágulás hőmérsékleti együtthatója 1,17·10 −5 K −1 (0…100 °С tartományban) [2] .
A folyékony palládium felületi feszültség együtthatója az olvadásponton 0,015 N/cm [2] .
A palládium paramágneses ; mágneses szuszceptibilitása + 5.231 ·10 −6 (20 °C-on) [2] .
Aktívan felszívja a hidrogént , szilárd oldatokat képezve (akár 900 térfogat H2 per térfogatú Pd), miközben a rácsállandó növekszik. A hidrogént vákuumban 100 °C-ra melegítve távolítják el a palládiumból [2] .
A természetes palládium hat stabil izotópból áll : 102 Pd (1,00%), 104 Pd (11,14%), 105 Pd (22,33%), 106 Pd (27,33%), 108 Pd (26,46%) és 110 Pd (11.72%).
A leghosszabb élettartamú mesterséges radioaktív izotóp a 107 Pd ( T 1/2 7·10 6 év). A palládium egyes izotópjai aktívan termelődnek az urán és a plutónium hasadási töredékeiként ; Így a modern atomreaktorok besugárzott fűtőanyaga 3%-os nukleáris üzemanyag-égetéssel 0,15% palládiumot tartalmaz [2] .
A palládium a platinafémek közül a legreaktívabb . Nem lép reakcióba vízzel, híg savakkal, lúgokkal, ammónia oldattal . Reagál forró tömény kénsavval és salétromsavval, és más platinafémekkel ellentétben tömény perklórsavban oldódik, és elemi klórt képez:
(az összes többi platinafém +5-re redukálja a klórt).
Sósavban anódos oldással oldható [2] :
Szobahőmérsékleten reagál aqua regiával , nedves klórral és brómmal . Melegítéskor reakcióba lép fluorral , kénnel , szelénnel , tellúrral , arzénnal és szilíciummal . KHSO 4 kálium-hidroszulfáttal összeolvasztva oxidálódik , és kölcsönhatásba lép a nátrium-peroxid olvadékával is [2] .
Levegőn hevítve ~300 °C-ig és 850 °C felett stabil; 300 ... 850 °C tartományban elhalványul, mivel a felületen palládium-oxid PdO film képződik, amely magasabb hőmérsékleten lebomlik [2] .
A palládiumot gyakran használják katalizátorként , főként zsírok hidrogénezésénél, olajkrakkolásnál , szerves szintézisnél (lásd Lindlar katalizátor , palládiumkatalizált kapcsolási reakciók).
A palládium-klorid PdCl 2 katalizátorként és nyomokban lévő szén-monoxid kimutatására szolgál levegőben vagy gázelegyekben.
Mivel a hidrogén nagyon jól átdiffundál a palládiumon, palládiummembránokat használnak ultratiszta hidrogén előállítására [13] . A hidrogéntisztításra és a hidrogénizotópok szétválasztására szolgáló membránok gyártása során a drága palládium megtakarítása érdekében más fémekkel alkotott ötvözeteit fejlesztették ki, amely a palládium és ittrium leghatékonyabb és leggazdaságosabb ötvözete .
Ezenkívül a palládium rendkívül hatékony a hidrogén reverzibilis felhalmozódásában. Lásd: Palládium-hidrid.
A palládium-kloridot galvanizálásban használják aktiválószerként a dielektrikumok galvanikus fémezésénél – különösen a réz rétegelt műanyagok felületére történő leválasztásánál a nyomtatott áramköri lapok gyártásánál .
A palládium elektromos érintkezőkben való felhasználása nagy kopásállóságának és korrózióállóságának köszönhető. Palládiumot és palládiumötvözeteket használnak a szulfidálló érintkezők bevonására. A palládiumot nagy pontosságú, precíziós ellenállású reokordok előállítására használják , beleértve a volfrámötvözet (például PdV-20M) formájában.
A palládium a kerámia kondenzátorok (KM típusú) összetételében is megtalálható, nagyfrekvenciás műsorszóró berendezésekben, rádiókommunikációban és televízióban [14] .
A palládium biológiai szerepét a szervezetben nem állapították meg. A fém palládium önmagában nem mérgező, de egyes vegyületei, például a palládium(II)-klorid , erősen mérgezőek.
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Palládium vegyületek | |
---|---|
Palládium(II)-bromid (PdBr 2 ) Kálium-hexaklór-palladát (IV) (K 2 [PdCl 6 ]) Palládium(II)-hidroxid (Pd(OH) 2 ) Palládium(IV)-hidroxid (Pd(OH) 4 ) Diklór - bisz(dipiridil)palládium(IV ) -klorid ( [ Pd ( C10H8N2 ) 2Cl2 ] Cl2 ) Dipalládium-kalcium (CaPd 2 ) Diklór-diamin- palládium ([Pd(NH3 ) 2 ] Cl2 ) Palládium(II)-jodid (PdI 2 ) Palládium(II)-nitrát (Pd(NO 3 ) 2 ) Palládium(II)-oxid (PdO) Palládium ( III) -oxid ( Pd2O3 nH2O ) _ _ Palládium(IV)-oxid (PdO 2 ) Palládium(II) -szulfát (PdSO 4 ) Palládium(I)-szulfid ( Pd2S ) Palládium(II)-szulfid (PdS) Palládium(IV)-szulfid (PdS 2 ) Kálium-tetraklór-palladát(II) (K 2 [PdCl 4 ]) Palládium(II)-fluorid (PdF 2 ) Palládium( II ,IV) -fluorid (PdF3 ) Palládium(II)-klorid (PdCl 2 ) Palládium(II)-cianid (Pd(CN) 2 ) |
D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Fémek elektrokémiai tevékenységsorai | |
---|---|
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 , |
érme fémek | |
---|---|
Fémek | |
Ötvözetek |
|
Érmecsoportok | |
Fémcsoportok | |
Lásd még |
|