Palladium

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 6. lokakuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .
Palladium
←  Rodium | Hopea  →
46 Ni
↑
Pd
↓
Pt		 Jaksollinen elementtijärjestelmä46 Pd
Yksinkertaisen aineen ulkonäkö
Palladium näyte
Atomin ominaisuudet
Nimi, symboli, numero Palladium / Palladium (Pd), 46
Ryhmä , jakso , lohko 10 (vanhentunut 8), 5,
d-elementti
Atomimassa
( moolimassa )		 106.42(1) [1]  a. e. m  ( g / mol )
Elektroninen konfigurointi [Kr] 4pv 10
Atomin säde klo 137
Kemiallisia ominaisuuksia
kovalenttinen säde klo 128 
Ionin säde (+4e) 65 (+2e) 80  pm
Elektronegatiivisuus 2,20 (Paulingin asteikko)
Elektrodin potentiaali +0,987
Hapetustilat 0, +1, +2, +3, +4
Ionisaatioenergia
(ensimmäinen elektroni)		 803,5 (8,33)  kJ / mol  ( eV )
Yksinkertaisen aineen termodynaamiset ominaisuudet
Tiheys ( n.a. ) 12,02 g/cm³
Sulamislämpötila 1554 °C
Kiehumislämpötila 2940 000 _
Oud. sulamisen lämpöä 17,24 kJ/mol
Oud. haihtumislämpö 372,4 kJ/mol
Molaarinen lämpökapasiteetti 25,8 [2]  J/(K mol)
Molaarinen tilavuus 8,9  cm³ / mol
Yksinkertaisen aineen kidehila
Hilarakenne Cubic
FCC
Hilan parametrit 3,890  Å
Debye lämpötila 274 000  _
Muut ominaisuudet
Lämmönjohtokyky (300 K) 71,8 W/(m K)
CAS-numero 7440-05-3
46 Palladium
Pd106.42
4p 10

Palladium ( kemiallinen symboli - Pd , lat.  Palladium ) on 10. ryhmän kemiallinen alkuaine ( vanhentuneen luokituksen mukaan - kahdeksannen ryhmän VIIIB sivualaryhmä), D. I.:n kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän viides jakso . Mendelejev , atominumero 46.

Yksinkertainen aine palladium ( normaaliolosuhteissa ) on platinaryhmän (kevyet platinoidit) siirtymäkauden jalometalli, jonka väri on hopeanvalkoinen .

Historia

Vuonna 1803 Forster, tunnettu Lontoon mineraalikauppias, sai nimettömän kirjeen, jossa häntä pyydettiin yrittämään myydä pieni määrä uutta kemiallista alkuainetta, "palladiumia", jonka harkko oli kirjeen mukana [3] . Salaperäinen metalli laitettiin myyntiin ja herätti kaikkien huomion [3] . Englantilaisten kemistien keskuudessa syntyi kiistoja siitä, oliko tämä metalli todella uusi kemiallinen alkuaine vai oliko se vain aiemmin tunnettujen metallien seos. Kemisti Richard Cheneviks , joka halusi paljastaa "vilpillisen väärennöksen", osti "palladiumia" [3] . Pian Chenevix piti esityksen Lontoon Royal Societyn jäsenille , jossa hän ilmoitti, että tämä metalli oli vain platinan ja elohopean seos . Royal Societyn sihteeri, kemisti William Hyde Wollaston , kyseenalaisti kuitenkin julkisesti Chenevixin havainnot. Muut kemistit eivät onnistuneet eristämään platinaa tai elohopeaa tästä "seoksesta". Kiista kärjistyi jälleen ja jatkui aktiivisena jonkin aikaa. Kun ne alkoivat laantua, Nicholson's Journal -tieteellisessä lehdessä ilmestyi anonyymi ilmoitus, että jokaiselle, joka pystyy tuottamaan keinotekoista palladiumia vuodessa, maksettaisiin 20 punnan palkkio [3] . Kiinnostus metallia kohtaan hyppäsi jälleen, mutta kukaan ei onnistunut selviytymään [3] .

Vuonna 1804 William Wollaston raportoi Royal Societylle, että hän oli löytänyt uusia aiemmin tuntemattomia metalleja, palladiumia ja rodiumia , Etelä-Amerikan platinamalmista [3] . Pyrkiessään puhdistamaan malmista eristetty "raaka" platina kullan ja elohopean epäpuhtauksista , hän liuotti sen aqua regiaan ja saosti sen sitten liuoksesta ammoniakilla [3] . Jäljellä oleva liuos oli vaaleanpunainen, jota ei voitu selittää kullan ja elohopean läsnäololla [3] . Sitten tähän liuokseen lisättiin sinkkiä , mikä johti mustan sakan saostumiseen [3] . Wollaston havaitsi, että jos yrität liuottaa tätä kuivattua sakkaa Aqua Regialla, osa siitä liukenee ja osa ei [3] . Liuoksen vedellä laimentamisen jälkeen Wollaston lisäsi siihen kaliumsyanidia , mikä johti runsaaseen, jo oranssin värin saostumiseen, joka kuumennettaessa sai ensin harmaan värin ja fuusioitui sitten metalli-palladiumpisaraksi, joka ominaispainoltaan kevyempi kuin elohopea . Mustan sedimentin jäljellä olevasta liukenemattomasta osasta hän eristi toisen metallin - rodiumin [3] .

Vasta helmikuussa 1805 Wollastonin avoin kirje julkaistiin Nicholson's Journalissa , jossa hän myönsi, että palladiumskandaali oli hänen työnsä [3] . Hän laittoi uuden metallin markkinoille, ja hän antoi myös nimettömän ilmoituksen, jossa luvattiin bonusta sen keinotekoisesta tuotannosta, jolla oli jo todisteita, että palladium oli uusi metalli [3] .

Nimen alkuperä

Se on nimetty Pallas-asteroidin mukaan, jonka saksalainen tähtitieteilijä Olbers löysi vuonna 1802, eli vähän ennen palladiumin löytämistä. Asteroidi puolestaan ​​on nimetty antiikin kreikkalaisen mytologian Pallas Athenen mukaan . Palladium tai Palladium on legendaarinen taivaalta pudonnut puinen kuva Pallas Athenesta; Helenin ( Priamin pojan ) profetian mukaan Troija pysyy tuhoutumattomana niin kauan kuin tämä talismani pysyy seinien sisällä. Legendan mukaan tämä linnoitus kaatui vasta sen jälkeen, kun jumalattaren suosikit - Odysseus ja Diomedes - yöretken aikana varastivat Palladiumin.

Luonnossa oleminen

Yksi harvinaisimmista alkuaineista maankuoressa; sen Clarken luku on 1,10 −6  %. Esiintyy luonnollisessa muodossa ( allopalladium ), metallien välisten mineraalien ( platina palladium , stannopalladiniitti Pd 3 Sn 2 jne.) ja muiden yhdisteiden muodossa ( palladiitti PdO, braggiitti (Pd, Pt, Ni)S jne.). Palladiummineraaleja tunnetaan noin 30 . Se on muiden platinametallien mukana, sen pitoisuus platinoidien seoksessa eri kerrostumissa vaihtelee 25-60 % [2] . Golshmidtin alkuaineiden geokemiallisen luokituksen mukaan se, kuten kaikki platinoidit, kuuluu siderofiileihin, eli sillä on affiniteettia rautaa kohtaan ja se on keskittynyt Maan ytimeen [4] . Tällä hetkellä Venäjän suurin (ei kehitetty) palladiumesiintymä sijaitsee Murmanskin alueella (Fedorovo-Pansky-tunkeutuva massiivi).

Haetaan

Palladiumia saadaan pääasiassa nikkeli- , hopea- ja kuparisulfidimalmien käsittelystä . Osa maailman tuotannosta (noin 10 %) saadaan uuttamalla uusioraaka-aineista [2] .

Jalometallien seoksen liuoksesta aqua regiassa kullan ja platinan saostamisen jälkeen saostetaan diklooridiamiinipalladium Pd(NH 3 ) 2 Cl 2 , puhdistetaan uudelleenkiteyttämällä HCl:n ammoniakkiliuoksesta, hajotetaan jauhemaiseksi palladiumiksi kalsinoimalla pelkistävä ilmakehä, palladiumjauhe sulatetaan uudelleen [2] .

Pelkistämällä palladiumsuolojen liuoksia saadaan palladiummusta - hienojakoinen palladiumjauhe [2] .

Kompaktia metallista palladiumia saadaan myös sähkösaostuksella happamista nitriitti- ja fosfaattielektrolyyteistä, esimerkiksi käyttämällä Na 2 [Pd(NO 2 ) 4 ] [2] .

Tuotantoluvut

Suurin palladiumesiintymä sijaitsee Venäjällä (Norilsk, Talnakh ). Talletukset tunnetaan myös Transvaalissa (Etelä-Afrikka), Kanadassa, Alaskassa, Australiassa ja Kolumbiassa [5] .

Palladiumin toimitukset maailmassa vuonna 2007 olivat 267 tonnia (mukaan lukien Venäjä - 141 tonnia, Etelä-Afrikka - 86 tonnia, Yhdysvallat ja Kanada - 31 tonnia, muut maat - 9 tonnia). Palladiumin kulutus vuonna 2007 oli 107 tonnia autoteollisuudessa, 40 tonnia elektroniikkateollisuudessa ja 12 tonnia kemianteollisuudessa [6] .

Lontoon tutkimusyhtiö GFMS:n mukaan vuonna 2009 Venäjän federaatio myi noin 1,1 miljoonaa unssia palladiumia, vuonna 2010 - 800 tuhatta unssia, vuonna 2011 vientimäärä on sama [7] .

Joulukuussa 2019 palladiumin pörssihinnat ylittivät ensimmäistä kertaa 1900 dollarin tason troyunssilta (samaan aikaan ylitettiin myös vuonna 2011 saavutettu kullan hinnan enimmäistaso) [8] ; vain neljässä vuodessa tämän metallin vaihtohinnat nelinkertaistuivat - 510 dollarista 2064 dollariin troy unssilta (vertailun vuoksi: kullan hinta samana ajanjaksona nousi vain puolitoista kertaa - 1060 dollarista 1573 dollariin), tämä helpotti palladiumkatalyyttien massiivisella käytöllä [9] [10]
27. helmikuuta 2020 palladiumin maailmanmarkkinahinnat saavuttivat maksimissaan 2 795 dollaria/oz [11] (sen jälkeen seurasi jyrkkä lasku, mutta kasvu jatkui) [12] .

Fysikaaliset ominaisuudet

Palladiumatomin täydellinen elektroninen konfiguraatio on: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10

Palladium on siirtymämetalli . Normaaliolosuhteissa se muodostaa hopeanvalkoisia kiteitä kuutiosyngoniaan , avaruusryhmä Fm 3 m , soluparametrit  a = 0,38902 nm , Z = 4 , rakenteellinen kupari .

Palladium on muovia , nikkelin , koboltin , rodiumin tai ruteniumin mikrolisäaineet parantavat palladiumin mekaanisia ominaisuuksia ja lisäävät sen kovuutta .

Ei liukene veteen. Tiheys - 12 020 kg / m³ (20 ° C:ssa); muodostaa erityisolosuhteissa kolloidista palladiumia ja palladiummustaa . Sulamispiste - 1554 °C (muissa lähteissä 1552 °C); kiehumispiste noin 2940 °C. Sulamislämpö on 16,7 kJ/mol, höyrystymislämpö 353 kJ/mol. Ominaislämpö 20 °C:ssa - 25,8 J/(mol K); ominaissähkövastus 25 ° C:ssa - 9,96 μ Ohm / cm; lämmönjohtavuus - 75,3 W / (m K). Vickers-kovuus 37…39 [2] . Brinell-kovuus 52 kgf/ mm2 .

Lineaarilaajenemisen lämpötilakerroin on 1,17·10 −5 K −1 (alueella 0…100 °С) [2] .

Nestemäisen palladiumin pintajännityskerroin sulamispisteessä on 0,015 N/cm [2] .

Palladium on paramagneettinen ; sen magneettinen susceptibiliteetti on +5.231·10 −6 (20 °C:ssa) [2] .

Imee aktiivisesti vetyä muodostaen kiinteitä liuoksia (jopa 900 tilavuutta H2 per tilavuus Pd), kun taas hilavakio kasvaa. Vety poistetaan palladiumista kuumentamalla 100 °C:seen tyhjiössä [2] .

Isotoopit

Luonnonpalladium koostuu kuudesta stabiilista isotoopista : 102 Pd (1,00 %), 104 Pd (11,14 %), 105 Pd (22,33 %), 106 Pd (27,33 %), 108 Pd (26,46 %) ja 110 Pd (11,7 %).

Pisin elinikäinen keinotekoinen radioaktiivinen isotooppi on 107 Pd ( T 1/2 7·10 6 vuotta). Joitakin palladiumin isotooppeja tuotetaan aktiivisesti uraanin ja plutoniumin fissiokappaleina ; Siten nykyaikaisten ydinreaktorien säteilytetty polttoaine, jonka ydinpolttoaineen palaminen on 3 %, sisältää 0,15 % palladiumia [2] .

Kemialliset ominaisuudet

Palladium on platinametalleista reaktiivisin . Ei reagoi veden, laimennettujen happojen, alkalien, ammoniakkiliuoksen kanssa . Reagoi kuumien väkevien rikki- ja typpihappojen kanssa, ja toisin kuin muut platinametallit, liukenee väkevään perkloorihappoon muodostaen alkuaineklooria:

(kaikki muut platinametallit vähentävät kloorin arvoon +5).

Voidaan saattaa liuokseen anodisella liuottamalla suolahappoon [2] :

Reagoi huoneenlämmössä aqua regian , märän kloorin ja bromin kanssa . Kuumennettaessa se reagoi fluorin , rikin , seleenin , telluurin , arseenin ja piin kanssa . Hapeutuu fuusioituessaan kaliumhydrosulfaatin KHSO 4 kanssa, on myös vuorovaikutuksessa natriumperoksidisulan kanssa [2] .

Ilmassa kuumennettaessa se on stabiili ~300 °C ja yli 850 °C; alueella 300 ... 850 °C, se haalistuu, koska pinnalle muodostuu palladiumoksidi -PdO-kalvo, joka hajoaa korkeammassa lämpötilassa [2] .

Sovellus

Katalyytit

Palladiumia käytetään usein katalyyttinä , pääasiassa rasvojen hydrausprosessissa , öljykrakkauksessa , orgaanisessa synteesissä (katso Lindlar-katalysaattori , palladiumkatalysoidut kytkentäreaktiot).

Palladiumkloridia PdCl 2 käytetään katalyyttinä ja havaitsemaan pieniä määriä hiilimonoksidia ilmassa tai kaasuseoksissa.

Vetyteknologiat

Koska vety diffundoituu erittäin hyvin palladiumin läpi, palladiumkalvoja käytetään ultrapuhtaan vedyn tuottamiseen [13] . Kalliin palladiumin säästämiseksi vedyn puhdistamiseen ja vetyisotooppien erottamiseen tarkoitettujen kalvojen valmistuksessa on kehitetty sen seoksia muiden metallien kanssa, tehokkain ja taloudellisin palladiumin ja yttriumiseos .

Palladium on myös erittäin tehokas palautuvasti vetyä keräävässä. Katso Palladiumhydridi.

Elektroniikka

Palladiumkloridia käytetään galvaanisessa pinnoituksessa, aktivointiaineena eristeiden galvaanisessa metalloinnissa - erityisesti kuparin kerrostumisessa laminoitujen muovien pinnalle piirilevyjen valmistuksessa .

Palladiumin käyttö sähkökontakteissa johtuu sen korkeasta kulutuskestävyydestä ja korroosionkestävyydestä. Palladiumia ja palladiumseoksia käytetään sulfidinkestävien koskettimien päällystämiseen. Palladiumia käytetään korkean tarkkuuden tarkkuusresistanssien valmistukseen , mukaan lukien volframilejeeringin muodossa (esimerkiksi PdV-20M) .

Palladium sisältyy myös keraamisten kondensaattoreiden (KM-tyyppi) koostumukseen, jonka kapasitanssin lämpötilastabiilisuus on korkea suurtaajuisissa lähetyslaitteissa, radioviestinnässä ja televisiossa [14] .

Koruissa ja kolikoissa

Lääketieteessä

Muut palladiumin käyttötarkoitukset

Biologinen rooli

Palladiumin biologista roolia elimistössä ei ole varmistettu. Palladiummetalli itsessään on myrkytön, mutta jotkut sen yhdisteistä, kuten palladium(II)kloridi ) ovat erittäin myrkyllisiä.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Alkuaineiden atomipainot 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , no. 5 . - s. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Palladium // Kemiallinen tietosanakirja  : 5 osassa / Ch. toim. I. L. Knunyants . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Kupari - Polymeeri. - S. 440-441. — 639 s. - 48 000 kappaletta.  — ISBN 5-85270-039-8 .
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Suosittu kemiallisten alkuaineiden kirjasto. Ensimmäinen kirja "Vedy - palladium". Ed. 3. - M.: Nauka, 1983.
  4. ↑ Voitkevich V. G. Maan alkuperä ja kemiallinen evoluutio / toim. L. I. PRIKHODKO - M.: Nauka, 1973. - 168 s.
  5. ↑ Norilsk metalli - Mitä tiedämme palladiumista? Arkistoitu 18. syyskuuta 2010 Wayback Machinessa
  6. ↑ Tiedote ulkomaisista kaupallisista tiedoista, nro 95, 23.8.2008, s. 12.
  7. ↑ Thomson Reuters GFMS | Analytiikka ja sisältö metallialan ammattilaisille Arkistoitu 24. heinäkuuta 2011 Wayback Machinessa | Thomson Reuters Eikon
  8. ↑ Palladium ylitti historiallisen kullan maksimiarvon _ _
  9. ↑ Ekonomistit löysivät pääsyyllisen maailmanlaajuisen BKT:n laskuun. Arkistokopio 11. tammikuuta 2020 Wayback Machinessa // RIA Novosti , 11.1.2020
  10. ↑ Palladiumin hinta saavutti ensimmäistä kertaa historiassa 2 tuhatta dollaria unssilta. Läpäisevä metalli : palladium pelaa Venäjän käsissä
  11. ↑ Metallijohtaja: kuinka ennätyksellinen palladiumin hintojen nousu voi vaikuttaa Venäjän teollisuuteen Arkistoitu 14. maaliskuuta 2020 Wayback Machinessa // RT, 28. helmikuuta 2020
  12. ↑ Kaavio palladiumin hinnasta suhteessa Yhdysvaltain dollareihin spot-markkinoilla Arkistoitu 1. joulukuuta 2020 Wayback Machinelle osoitteessa profinance.ru
  13. ↑ Leonova T. N. , Palladium, 1964 .
  14. ↑ "Metodologia käytetyistä tietokonelaitteista peräisin olevien sekundääristen jalometallien kokonaisvaltaiseen hyödyntämiseen liittyvien töiden suorittamiseksi" (UTV. GOSTELECOM RF 19.10.1999)
  15. ↑ Sergei Kostin. Palladingold™ koruseos, joka perustuu jalometalliin palladium 18 (2018).
  16. ↑ [1] // Sberbankin verkkosivusto Arkistoitu 31. joulukuuta 2014 Wayback Machinessa .
  17. ↑ Liittovaltion 26. maaliskuuta 1998 annetun lain nro 41-FZ "Jalometalleista ja jalokivistä" pykälän 1 mukaisesti. Arkistokopio 26. syyskuuta 2018 Wayback Machinessa .
  18. ↑ Venäjän federaation rikoslain pykälän 170.2 mukaisesti Arkistoitu 30. syyskuuta 2018 Wayback Machine -sovellukseen .
  19. ↑ Venäjän federaation rikoslain pykälän 191 mukaan (linkki ei saavutettavissa) . Haettu 28. tammikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2018. 

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
 Palladiumyhdisteet _
Palladium(II)bromidi ( PdBr2 ) Kaliumheksaklooripalladaatti (IV) (K 2 [PdCl 6 ]) Palladium(II)hydroksidi (Pd(OH) 2 ) Palladium(IV)hydroksidi (Pd(OH) 4 ) Diklooribis-(dipyridyyli)palladium( IV ) kloridi ( [ Pd ( C10H8N2 ) 2Cl2 ] Cl2 ) Dipalladiumkalsium (CaPd 2 ) Diklooridiamiinipalladium ([Pd ( NH3 ) 2 ] Cl2 ) Palladium(II)jodidi (PdI 2 ) Palladium(II)nitraatti (Pd(NO 3 ) 2 ) Palladium(II)oksidi (PdO) Palladium(III ) oksidi ( Pd2O3 nH2O ) _ _ Palladium(IV)oksidi (PdO 2 ) Palladium(II) sulfaatti (PdSO 4 ) Palladium(I)sulfidi ( Pd2S ) Palladium(II)sulfidi (PdS) Palladium(IV)sulfidi ( PdS2 ) Kaliumtetraklooripalladaatti(II) (K 2 [PdCl 4 ]) Palladium(II)fluoridi (PdF 2 ) Palladium(II,IV) fluoridi (PdF 3 ) Palladium(II)kloridi ( PdCl2 ) Palladium(II)syanidi (Pd(CN) 2 )
  D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä
  yksi 2                             3 neljä 5 6 7 kahdeksan 9 kymmenen yksitoista 12 13 neljätoista viisitoista 16 17 kahdeksantoista
yksi H   Hän
2 Li Olla   B C N O F Ne
3 Na mg   Al Si P S Cl Ar
neljä K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Kuten Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr Huom Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD Sisään sn Sb Te minä Xe
6 Cs Ba La Ce PR Nd pm sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po klo Rn
7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Olen cm bk vrt Es fm md ei lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
alkalimetallit maa-alkalimetallit Lantanidit aktinidit siirtymämetallit
kevyet metallit Puolimetallit ei-metallit Halogeenit jalokaasut
 Metallien sähkökemiallisen toiminnan sarja

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 ,
Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co _ Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H2 ,
W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au _