Палладий

Палладий
Атомный номер	46
Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	106,42 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	137 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	803,5(8,33) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10
Химические свойства
Ковалентный радиус	128 пм
Радиус иона	(+4e) 65 (+2e) 80 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	2,20
Электродный потенциал	0
Степени окисления	0, +1, +2 (наиболее часто), +3, +4 (часто), +5, +6 (очень редко)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	12,02 г/см³
Молярная теплоёмкость	25,8[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводность	71,8 Вт/(м·K)
Температура плавления	1827 K
Теплота плавления	17,24 кДж/моль
Температура кипения	2940 K
Теплота испарения	372,4 кДж/моль
Молярный объём	8,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	3,890 Å
Отношение c/a	—
Температура Дебая	274 K

Палладий — элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 46. Обозначается символом Pd (лат. Palladium). Простое вещество палладий (CAS-номер: 7440-05-3) — пластичный переходный металл серебристо-белого цвета. Благородный металл платиновой группы.

История

Открыт английским химиком Вильямом Волластоном (William Hyde Wollaston) в 1803 году. Волластон выделил его из платиновой руды привезённой из Южной Америки.

Для выделения элемента Волластон растворил руду в царской водке (aqua regia) нейтрализовал кислоту раствором NaOH, затем осадил платину из раствора действием хлорида аммония NH₄Cl (в осадок выпадает хлорплатинат аммония). Потом к раствору был добавлен цианид ртути, при этом образовался цианид палладия. Чистый палладий был выделен из цианида нагреванием.

Происхождение названия

Назван по имени астероида Паллада, открытого немецким астрономом Ольбертсом в 1802 году, то есть незадолго до открытия палладия. В свою очередь астероид назван в честь Паллады (Афины Паллады или её подруги Паллады) из древнегреческой мифологии. Палладий — легендарное деревянное изображение Афины Паллады, упавшее с неба. Было одним из условий несокрушимости Трои. Троя пала только после того, как любимцы богини, Одиссей и Диомед, во время ночной вылазки выкрали Палладий.

Получение

Главным образом, палладий получают при переработке сульфидных руд никеля, серебра и меди.

Физические свойства

Палладий — переходный металл серебристо-белого цвета с гранецентрированной кубической решёткой типа Cu (a = 3,8902 Å; z = 2; пространственная группа Fm3m).

Палладий пластичен, микродобавки никеля, кобальта, родия или рутения улучшают механические свойства Pd, повышают твёрдость.

Основные физические и механические свойства палладия:

Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: не растворим Плотность: 12,02 (20 °C, г/см3) В особых условиях образует коллоидный палладий и палладиевую чернь.

Атомная масса (в а.е.м.): 106,4

Плотность, г/см3 12,6

Температура, °С: плавления 1554; кипения ок. 2940

Теплота плавления, кал/г 37,8

Удельная теплоёмкость при 20 °C, кал/ (г.град) 0,0586

Удельное электросопротивление при 25 °C, мкОм см. 9,96

Теплопроводность, кал/(см.сек.град) 0,161

Химические свойства

Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», галогенами, серой. Окисляется при сплавлении с гидросульфатом калия: Pd + 2HCl(к)+ 2Cl₂= H₂[PdCl₆]; Pd + 2KCl + Cl₂ = K₂[PdCl₄]; Pd + 4HNO₃(к)= Pd(NO₃)₂↓+ 2NO₂↑ + 2H₂O

Применение

Катализаторы

Палладий часто применяется как катализатор, в основном в процессе гидрогенизации жиров и крекинге нефти.

Хлорид палладия используется как катализатор и для обнаружения микроколичеств угарного газа в воздухе или газовых смесях.

Очистка водорода

• так как водород очень хорошо диффундирует через палладий, палладий применяют для глубокой очистки водорода. Также, палладий способен исключительно эффективно обратимо аккумулировать водород. Для экономии дорогостоящего палладия при производстве мембран для очистки водорода и разделении изотопов водорода, разработаны сплавы его с другими металлами (наиболее эффективен и экономичен сплав палладия с иттрием).

Гальванотехника

Хлорид палладия применяется в качестве активирующего вещества при гальванической металлизации диэлектриков — в частности, осаждении меди на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в электронике.

Электрические контакты

Палладий и сплавы палладия используется в электронике — для покрытий, устойчивых к действию сульфидов (преимущество перед серебром).

В частности, палладий постоянно расходуется для производства реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности (военная и аэрокосмическая техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например ПдВ-20М). Применение в данных узлах обусловлено высокой износоустойчивостью палладия, что идеально подходит для его использования в контактных группах. К слову говоря, реохорды из палладиевой проволоки широко применялись и в аппаратуре гражданского назначения, а палладий в чистом виде применялся в контактах шаговых переключателей контрольно-самопишущих машин.

А также палладий входит в состав керамических конденсаторов, с высокими показателями температурной стабильности ёмкости.

В ювелирном деле

• в сплавах используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава золото-палладий — т. н. «белое золото»), в целом палладий даже в незначительном количестве (1 %) способен резко изменить цвет золота в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром в ювелирном деле имеют пробу 500 и 850 (наиболее технологичны и привлекательны).

Другие применения металлического палладия

• в различных прецизионных механических инструментах
• Палладий используется для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов.
• Из Pd и его сплавов изготовляют медицинские инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы, некоторые лекарственные средства.

(Некоторые серьёзные источники, в том числе из ФРГ, заявляют о вредности палладий-содержащих зубных протезов; приводят к нарушениям нервной системы, в том числе депрессии и аллергии.)

• Определённое количество палладия расходуется для изготовления химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды, перегонные кубы, детали насосов, реторты).
• Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические контакты для предотвращения искрения.

Банк России чеканит из палладия памятные монеты в очень ограниченном количестве.

Лекарственные препараты

В некоторых странах незначительное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов — в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине.

Особенности экспериментальной работы

Палладий и его соединения являются катализаторами химических процессов, поэтому требуют осторожного обращения.

Другие особенности

По утверждению некоторых исследователей используется в компонентах механизма для воспроизведения холодного термоядерного синтеза.

Палладий является драгоценным металлом и в последнее время активно торгуется на биржевом (в России на РТС) и внебиржевом рынках. В некоторых странах, в том числе в России, законодательство разрешает физическим и юридическим лицам открывать в банках металлические счета в палладии.

Показатели производства и потребления

Поставки палладия в мире в 2007 году составили 267 тонн (в том числе Россия — 141 тонна, ЮАР — 86 тонн, США и Канада — 31 тонна, прочие страны — 9 тонн). Потребление палладия в 2007 году составило в автомобильной промышленности 107 тонн, в производстве электроники — 40 тонн, в химической промышленности — 12 тонн

Дополнительная информация

• Металлы платиновой группы