Palladium

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 6 oktober 2022; verifiering kräver 1 redigering .
Palladium
←  Rhodium | Silver  →
46 Ni
↑
Pd
↓
Pt		 Periodiska system av element46 Pd
Utseendet av en enkel substans
Palladiumprov
Atomegenskaper
Namn, symbol, nummer Palladium / Palladium (Pd), 46
Grupp , punkt , block 10 (föråldrad 8), 5,
d-element
Atommassa
( molmassa )		 106.42(1) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration [Kr] 4d 10
Atomradie 137 pm
Kemiska egenskaper
kovalent radie 128  pm
Jonradie (+4e) 65 (+2e) 80  pm
Elektronnegativitet 2,20 (Pauling-skala)
Elektrodpotential +0,987
Oxidationstillstånd 0, +1, +2, +3, +4
Joniseringsenergi
(första elektron)		 803,5(8,33)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiska egenskaper hos ett enkelt ämne
Densitet (vid ej ) 12,02 g/cm³
Smält temperatur 1554°C
Koktemperatur 2940K _
Oud. fusionsvärme 17,24 kJ/mol
Oud. avdunstningsvärme 372,4 kJ/mol
Molär värmekapacitet 25,8 [2]  J/(K mol)
Molar volym 8,9  cm³ / mol
Kristallgittret av en enkel substans
Gallerstruktur Kubisk
FCC
Gitterparametrar 3.890  Å
Debye temperatur 274K  _
Andra egenskaper
Värmeledningsförmåga (300 K) 71,8 W/(m K)
CAS-nummer 7440-05-3
46 Palladium
Pd106,42
4d 10

Palladium ( kemisk symbol - Pd , från lat.  Palladium ) är ett kemiskt element i den 10:e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - en sidoundergrupp av den åttonde gruppen, VIIIB), den femte perioden av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendelejev , med atomnummer 46.

Det enkla ämnet palladium (under normala förhållanden ) är en övergångsädelmetall av platinagruppen ( ljusa platinoider ) med en silvervit färg.

Historik

År 1803 fick Forster, en välkänd mineralhandlare i London, ett anonymt brev där han bad honom att försöka sälja en liten mängd av ett nytt kemiskt grundämne, "palladium", vars göt bifogades brevet [3] . Den mystiska metallen lades ut till försäljning och väckte allas uppmärksamhet [3] . Tvister utbröt bland engelska kemister om denna metall verkligen var ett nytt kemiskt grundämne eller om det bara var en legering av tidigare kända metaller. Kemisten Richard Cheneviks , som ville avslöja den "bedrägliga förfalskningen", köpte en bar av "palladium" [3] . Snart gjorde Chenevix en presentation för medlemmar av Royal Society of London , där han meddelade att denna metall bara var en legering av platina med kvicksilver . Sekreteraren för Royal Society, kemisten William Hyde Wollaston , ifrågasatte dock offentligt Chenevix fynd. Andra kemister misslyckades med att isolera varken platina eller kvicksilver i denna "legering". Kontroversen eskalerade igen och fortsatte aktivt under en tid. När de började avta dök ett anonymt tillkännagivande upp i den vetenskapliga tidskriften Nicholson's Journal att alla som kunde producera konstgjorda palladium inom ett år skulle få en belöning på 20 pund sterling [3] . Intresset för metallen steg igen, men ingen lyckades ta sig fram [3] .

År 1804 rapporterade William Wollaston till Royal Society att han hade upptäckt nya tidigare okända metaller, palladium och rodium , i platinamalm från Sydamerika [3] . I ett försök att rena den "rå" platina som isolerats från malmen från föroreningar av guld och kvicksilver löste han det i regenvatten och fällde sedan ut det från lösningen med ammoniak [3] . Den återstående lösningen hade en rosa nyans som inte kunde förklaras av förekomsten av guld och kvicksilver [3] . Sedan tillsattes zink till denna lösning , vilket ledde till utfällningen av en svart fällning [3] . Wollaston fann att om du försöker lösa upp denna torkade fällning med aqua regia så löses en del av den upp och en del inte [3] . Efter att ha spätt ut lösningen med vatten tillsatte Wollaston kaliumcyanid till den , vilket ledde till en riklig utfällning av en redan orange färg, som vid upphettning först fick en grå färg och sedan smälte samman till en droppe metall - palladium, som var lättare än kvicksilver i specifik vikt . Från den återstående oupplösta delen av det svarta sedimentet isolerade han en annan metall - rodium [3] .

Det var inte förrän i februari 1805 som ett öppet brev från Wollaston publicerades i Nicholson's Journal , där han medgav att palladiumskandalen var hans verk [3] . Det var han som släppte ut den nya metallen på marknaden, och han gav också en anonym annons som lovade en bonus för dess konstgjorda produktion, redan med bevis på att palladium var en ny metall [3] .

Namnets ursprung

Den är uppkallad efter asteroiden Pallas , upptäckt av den tyske astronomen Olbers 1802, det vill säga strax före upptäckten av palladium. I sin tur är asteroiden uppkallad efter Pallas Athena från den antika grekiska mytologin . Palladium , eller Palladium, är den legendariska träbilden av Pallas Athena som föll från himlen; enligt profetian av Helen (son till Priam ), kommer Troja att förbli oförstörbar så länge som denna talisman hålls inom dess väggar. Enligt legenden, först efter att gudinnans favoriter - Odysseus och Diomedes - under en nattutflykt stal Palladium, föll detta fäste.

Att vara i naturen

En av de mest sällsynta grundämnena i jordskorpan; dess Clarke-tal är 1·10 −6  %. Förekommer i naturlig form ( allopalladium ), i form av intermetalliska mineral ( platina palladium , stannopalladinit Pd 3 Sn 2 , etc.) och andra föreningar ( palladit PdO, braggit (Pd, Pt, Ni)S, etc.). Cirka 30 palladiummineraler är kända . Det följer med andra platinametaller, dess innehåll i en blandning av platinoider i olika avlagringar varierar från 25 till 60 % [2] . Enligt Golshmidts geokemiska klassificering av grundämnen , som alla platinoider, tillhör den siderofiler , det vill säga har en affinitet för järn och är koncentrerad i jordens kärna [4] . För närvarande är den största (ej utvecklade) palladiumfyndigheten i Ryssland belägen i Murmansk-regionen (Fedorovo-Pansky påträngande massiv).

Får

Palladium erhålls huvudsakligen från bearbetning av nickel- , silver- och kopparsulfidmalmer . En del av världsproduktionen (cirka 10 %) erhålls genom utvinning från sekundära råvaror [2] .

Ur en lösning av en blandning av ädelmetaller i aqua regia, efter utfällning av guld och platina, fälls diklordiaminpalladium Pd(NH 3 ) 2 Cl 2 ut , renad genom omkristallisation från en ammoniaklösning av HCl, sönderdelad till pulveriserat palladium genom kalcinering i en reducerande atmosfär smälts palladiumpulvret om [2] .

Genom att reducera lösningar av palladiumsalter erhålls palladiumsvart - ett finkristallint pulver av palladium [2] .

Kompakt metalliskt palladium erhålls också genom elektrolytisk utfällning från nitrit- och fosfatsyraelektrolyter, till exempel med användning av Na 2 [Pd(NO 2 ) 4 ] [2] .

Produktionssiffror

Den största fyndigheten av palladium finns i Ryssland (Norilsk, Talnakh ). Insättningar är också kända i Transvaal (Sydafrika), Kanada, Alaska, Australien, Columbia [5] .

Leveranser av palladium i världen 2007 uppgick till 267 ton (inklusive Ryssland - 141 ton, Sydafrika - 86 ton, USA och Kanada - 31 ton, andra länder - 9 ton). Palladiumförbrukningen 2007 var 107 ton inom bilindustrin, 40 ton inom elektronikindustrin och 12 ton inom den kemiska industrin [6] .

Enligt Londonforskningsföretaget GFMS sålde Ryska federationen 2009 cirka 1,1 miljoner uns palladium, 2010 - 800 tusen uns, 2011 kommer exportvolymen att vara liknande [7] .

I december 2019 översteg växlingspriserna för palladium för första gången nivån på 1900 dollar per troy ounce (samtidigt överskreds den maximala nivån för guldpriser som nåddes 2011) [8] ; på bara fyra år fyrdubblades utbytespriserna för denna metall - från 510 till 2064 dollar per troy ounce (som jämförelse: guld under samma period steg i pris endast en och en halv gånger - från 1060 till 1573 dollar), detta underlättades genom den massiva användningen av palladiumkatalysatorer [ 9] [10]
Den 27 februari 2020 nådde världspriserna på palladium maximalt 2 795 USD/oz [11] (efter det följde en kraftig nedgång, men med ytterligare tillväxt) [12] .

Fysiska egenskaper

Den fullständiga elektroniska konfigurationen av palladiumatomen är: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10

Palladium är en övergångsmetall . Under normala förhållanden bildar den kristaller av silvervit färg av den kubiska syngonin , rymdgrupp Fm 3 m ,  cellparametrar a = 0,38902 nm , Z = 4 , strukturell typ av koppar .

Palladium är plast , mikrotillsatser av nickel , kobolt , rodium eller rutenium förbättrar palladiums mekaniska egenskaper och ökar dess hårdhet .

Olösligt i vatten. Densitet - 12 020 kg / m³ (vid 20 ° C); bildar under speciella förhållanden kolloidalt palladium och palladiumsvart . Smältpunkt - 1554 ° C (i andra källor 1552 ° C); kokpunkt runt 2940 °C. Smältvärmen är 16,7 kJ/mol, förångningsvärmen är 353 kJ/mol. Specifik värme vid 20 ° C - 25,8 J / (mol K); specifik elektrisk resistans vid 25 ° C - 9,96 μ Ohm / cm; värmeledningsförmåga - 75,3 W / (m K). Vickers hårdhet 37…39 [2] . Brinell hårdhet 52 kgf / mm 2 .

Temperaturkoefficienten för linjär expansion är 1,17·10 −5 K −1 (i intervallet 0…100 °С) [2] .

Ytspänningskoefficienten för flytande palladium vid smältpunkten är 0,015 N/cm [2] .

Palladium är paramagnetiskt ; dess magnetiska känslighet är +5,231·10 −6 (vid 20 °C) [2] .

Absorberar aktivt väte och bildar fasta lösningar (upp till 900 volymer H 2 per volym Pd), medan gitterkonstanten ökar. Väte avlägsnas från palladium genom upphettning till 100 °C i vakuum [2] .

Isotoper

Naturligt palladium består av sex stabila isotoper : 102 Pd (1,00 %), 104 Pd (11,14 %), 105 Pd (22,33 %), 106 Pd (27,33 %), 108 Pd (26,46 %) och 110 Pd (11,7 %).

Den längsta levande artificiella radioaktiva isotopen är 107 Pd ( T 1/2 7·10 6 år). Vissa isotoper av palladium produceras aktivt som klyvningsfragment av uran och plutonium ; Det bestrålade bränslet i moderna kärnreaktorer med en kärnbränsleutbränning på 3 % innehåller alltså 0,15 % palladium [2] .

Kemiska egenskaper

Palladium är den mest reaktiva av platinametallerna. Reagerar inte med vatten, utspädda syror, alkalier, ammoniaklösning . Reagerar med het koncentrerad svavelsyra och salpetersyra, och är till skillnad från andra platinametaller löslig i koncentrerad perklorsyra för att bilda elementärt klor:

(alla andra platinametaller reducerar klor till +5).

Kan sättas i lösning genom anodupplösning i saltsyra [2] :

Reagerar vid rumstemperatur med regenvatten , vått klor och brom . När den värms upp reagerar den med fluor , svavel , selen , tellur , arsenik och kisel . Oxiderar när den smälts samman med kaliumhydrosulfat KHSO 4 , interagerar också med en smälta av natriumperoxid [2] .

När den värms upp i luft är den stabil upp till ~300 °C och över 850 °C; i intervallet 300 ... 850 °C bleknar det på grund av bildandet av en film av palladiumoxid PdO på ytan, som sönderdelas vid en högre temperatur [2] .

Applikation

Katalysatorer

Palladium används ofta som en katalysator , främst i processen för hydrering av fetter , oljekrackning , organisk syntes (se Lindlar katalysator , Palladium-katalyserade kopplingsreaktioner).

Palladiumklorid PdCl 2 används som katalysator och för att detektera spårmängder av kolmonoxid i luft eller gasblandningar.

Vätgasteknologier

Eftersom väte diffunderar mycket bra genom palladium, används palladiummembran för att producera ultrarent väte [13] . För att spara dyrt palladium i produktionen av membran för vätgasrening och separation av väteisotoper har dess legeringar med andra metaller utvecklats, den mest effektiva och ekonomiska legeringen av palladium med yttrium .

Dessutom är palladium extremt effektivt för att reversibelt ackumulera väte. Se Palladiumhydrid.

Elektronik

Palladiumklorid används vid elektroplätering , som ett aktiverande medel vid galvanisk metallisering av dielektrikum - i synnerhet avsättning av koppar på ytan av laminerad plast vid tillverkning av tryckta kretskort .

Användningen av palladium i elektriska kontakter beror på dess höga slitstyrka och korrosionsbeständighet. Palladium och palladiumlegeringar används för att belägga sulfidresistenta kontakter. Palladium används för produktion av högprecisionsmotståndsreokorder , inklusive i form av en legering med volfram (till exempel PdV-20M).

Palladium ingår också i sammansättningen av keramiska kondensatorer (KM-typ), med hög temperaturstabilitet för kapacitansen i högfrekvent sändningsutrustning, radiokommunikation och TV [14] .

I smycken och mynt

I medicin

Andra användningsområden för palladium

Biologisk roll

Palladiums biologiska roll i kroppen har inte fastställts. I sig själv är palladiummetall icke-giftig, men vissa av dess föreningar, såsom palladium(II)klorid ) är mycket giftiga.

Se även

Anteckningar

  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. Grundämnenas atomvikter 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , nr. 5 . - P. 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 // Kemisk uppslagsverk  : i 5 volymer / Kap. ed. I. L. Knunyants . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Koppar - Polymer. - S. 440-441. — 639 sid. - 48 000 exemplar.  — ISBN 5-85270-039-8 .
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Populärt bibliotek med kemiska grundämnen. Bok ett "Väte - Palladium". Ed. 3:a. — M.: Nauka, 1983.
  4. ↑ Voitkevich V. G. Jordens ursprung och kemiska utveckling / ed. L. I. PRIKHODKO — M.: Nauka, 1973. — 168 sid.
  5. ↑ Norilsk metal - Vad vet vi om palladium? Arkiverad 18 september 2010 på Wayback Machine
  6. ↑ Bulletin för utländsk kommersiell information, nr 95, 2008-08-23, s.12.
  7. ↑ Thomson Reuters GFMS | Analys och innehåll för metallproffs Arkiverad 24 juli 2011 på Wayback Machine | Thomson Reuters Eikon
  8. ↑ Palladium överskred det historiska maxvärdet för guld
  9. ↑ Ekonomer hittade huvudboven i nedgången i global BNP Arkivkopia av 11 januari 2020 på Wayback Machine // RIA Novosti , 01/11/2020
  10. ↑ Priset på palladium nådde för första gången i historien 2 tusen dollar per uns. Penetrerande metall: palladium kommer att spela i händerna på Ryssland
  11. ↑ Metallledare: hur en rekordhöjning av palladiumpriserna kan påverka den ryska industrin Arkiverad 14 mars 2020 på Wayback Machine // RT, 28 februari 2020
  12. ↑ Diagram över palladiumpris mot amerikanska dollar på spotmarknaden Arkiverad 1 december 2020 på Wayback Machine på profinance.ru
  13. ↑ Leonova T. N. , Palladium, 1964 .
  14. ↑ "Metodik för att utföra arbete med omfattande användning av sekundära ädelmetaller från begagnad datorutrustning" (UTV. GOSTELECOM RF 19.10.1999)
  15. ↑ Sergey Kostin. Palladingold™ smyckeslegering baserad på ädelmetallen palladium 18 (2018).
  16. ↑ [1] // Sberbanks webbplats Arkiverad 31 december 2014 på Wayback Machine .
  17. ↑ Enligt artikel 1 i den federala lagen av den 26 mars 1998 nr 41-FZ "On Precious Metals and Precious Stones" Arkivexemplar av den 26 september 2018 på Wayback Machine .
  18. ↑ Enligt artikel 170.2 i den ryska federationens strafflag arkiverad 30 september 2018 på Wayback Machine .
  19. ↑ Enligt artikel 191 i Ryska federationens strafflag (otillgänglig länk) . Hämtad 28 januari 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2018. 

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Palladiumföreningar _
Palladium(II)bromid ( PdBr2 ) Kaliumhexaklorpalladat (IV) (K 2 [PdCl 6 ]) Palladium(II)hydroxid (Pd(OH) 2 ) Palladium(IV)hydroxid (Pd(OH) 4 ) Dikloro - bis- (dipyridyl)palladium(IV) klorid ( [ Pd ( C10H8N2 ) 2Cl2 ] Cl2 ) Dipalladiumkalcium (CaPd 2 ) Diklordiamminepalladium ([Pd( NH3 ) 2 ] Cl2 ) Palladium(II)jodid ( PdI2 ) Palladium(II)nitrat (Pd(NO 3 ) 2 ) Palladium(II)oxid (PdO) Palladium (III) oxid ( Pd2O3 nH2O ) _ _ Palladium(IV)oxid ( PdO2 ) Palladium(II) sulfat (PdSO4 ) Palladium(I)sulfid ( Pd2S ) Palladium(II)sulfid (PdS) Palladium(IV)sulfid (PdS 2 ) Kaliumtetrakloropalladat(II) (K 2 [PdCl 4 ]) Palladium(II)fluorid (PdF 2 ) Palladium(II,IV) fluorid (PdF 3 ) Palladium(II)klorid ( PdCl2 ) Palladium(II)cyanid (Pd(CN) 2 )
 Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev
  ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton
ett H   han
2 Li Vara   B C N O F Ne
3 Na mg   Al Si P S Cl Ar
fyra K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Som Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr Obs Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I sn Sb Te jag Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm sm Eu Gd Tb Dy Ho Eh Tm Yb Lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po På Rn
7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Am centimeter bk jfr Es fm md Nej lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller
lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser
 Elektrokemisk aktivitet serie av metaller

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 , H 2 ,
W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au