Absztrakt: Palládium előállítása, tulajdonságai és alkalmazásai. Nagy olaj- és gázlexikon

A palládiumot (lat. Palládium) a periódusos rendszerben a Pd szimbólum jelöli - egy 46-os rendszámú és 106,42 atomtömegű kémiai elem. Ez egy másodlagos alcsoport második triádjának (platina fémek) eleme, Dmitrij Ivanovics Mengyelejev periódusos rendszerének ötödik átmeneti időszakának nyolcadik csoportja. A palládium az ezüsthöz hasonló megjelenésű, ezüstös-fehér nemesfém, de hasonlóságuk ezzel nem ér véget, mert a platinafémek közül a negyvenhatodik elem a legkönnyebb. Sűrűségét tekintve (12,02 g/cm3) a palládium közelebb áll az ezüsthöz (10,49 g/cm3), mint a rokon platinához (21,5 g/cm3). A palládium nehéz, tűzálló, képlékeny, képlékeny fém, amely könnyen fóliába tekerhető és vékony huzalba húzható.

A természetes palládium hat stabil izotópból áll: 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), 108Pd (26,46%) és 110Pd (11,7%). A leghosszabb élettartamú mesterséges radioaktív izotóp a 107Pd, felezési ideje hétmillió év. A palládium számos izotópja viszonylag kis mennyiségben képződik az urán- és plutóniummagok hasadása során. A modern atomreaktorokban 1 tonna 3%-os égési arányú nukleáris üzemanyag körülbelül 1,5 kg palládiumot tartalmaz.

A palládiumot William Wollaston angol orvos és vegyész fedezte fel 1803-ban a Dél-Amerikából hozott nyers platina tanulmányozása során, a vízben oldódó részén. Az érc feloldása után Wollaston a savat NaOH oldattal semlegesítette, majd ammónium-klorid NH4Cl hatására platinát csapott ki az oldatból (ammónium-klórplatinát csapadék). Ezután higany-cianidot adtunk az oldathoz, amely palládium-cianidot képez. A tiszta palládiumot melegítéssel izoláltuk a cianidból. Csak egy évvel később Wollaston arról számolt be a Royal Societynek, hogy palládiumot és egy másik új nemesfémet, a ródiumot fedezte fel a nyers platinában. Wollaston az új elem, a palládium nevét a Pallas kis bolygó nevéből származtatta, amelyet Olbers német csillagász nem sokkal korábban (1801) fedezett fel.

A negyvenhatodik elem számos figyelemre méltó fizikai és kémiai tulajdonsága miatt a tudomány és az élet számos területén széles körben alkalmazható. Így bizonyos típusú laboratóriumi üvegedények palládiumból készülnek, valamint a hidrogénizotópok elválasztására szolgáló berendezések alkatrészei. A palládium és más fémek ötvözetei nagyon értékes alkalmazási területeket találnak. Például a negyvenhatodik elem ötvözeteit ezüsttel használják kommunikációs berendezésekben (érintkezők létrehozása). A hőmérsékletszabályozók és a hőelemek palládium ötvözeteit használják arannyal, platinával és ródiummal. Bizonyos palládiumötvözeteket ékszerekben, fogorvosi rendelőben (fogsor) használnak, sőt pacemakerek alkatrészeit is használják.

Porcelánra, azbesztre és más hordozókra alkalmazva a palládium számos redoxreakció katalizátoraként szolgál, amelyet széles körben alkalmaznak számos szerves vegyület szintézisében. A palládiumkatalizátort a hidrogén tisztítására használják az oxigén nyomaitól, valamint az oxigént a hidrogén nyomaitól. A palládium-klorid oldat kiválóan jelzi a szén-monoxid jelenlétét a levegőben. Palládium bevonatokat használnak az elektromos érintkezőkön, hogy megakadályozzák a szikraképződést és növeljék a korrózióállóságukat (palladizálás).

Az ékszerekben a palládiumot ötvözetek összetevőjeként és önmagában is használják. Ezen túlmenően az Oroszországi Bank nagyon korlátozott mennyiségben ver emlékérméket palládiumból. Kis mennyiségű palládiumot gyógyászati ​​célokra - citosztatikus gyógyszerek előállítására - használnak fel komplex vegyületek formájában, hasonlóan a cisz-platinához.

Biológiai tulajdonságok

A palládiumnak az élő szervezetekben betöltött biológiai szerepéről a tudósok határozottan nem tudnak mit mondani, talán a platina tulajdonságainak további vizsgálata felfedi jelentőségét bizonyos biológiai folyamatokban.

Ennek az elemnek az orvostudományban betöltött szerepe azonban meglehetősen nagy. Így egyes országokban (beleértve Oroszországot is) bizonyos mennyiségű palládiumot használnak fel citosztatikus gyógyszerek előállítására - komplex vegyületek formájában, hasonlóan a cisz-platinához. Közvetlenül azután, hogy Rosenberg felfedezte a platina citosztatikus hatását, a tudósok világszerte elkezdték tanulmányozni ezt a jelenséget, és egyre hatékonyabb és biztonságosabb platinavegyületeket szintetizálni gyógyászati ​​célokra. Az elmúlt években a világ vezető orvosi intézetei és nagyvállalatai próbáltak bioaktív gyógyszereket találni más platinacsoportú vegyületek, köztük a palládium között. Ez a nemesfém elpusztítja és lelassítja a rákos sejteket nem rosszabbul, mint a platina, de majdnem tízszer kevésbé mérgező. A palládium alapú daganatellenes szerek a legújabb klinikai vizsgálatokon esnek át, és hamarosan az onkológusok is alkalmazhatják őket.

A palládium és ötvözeteinek egy másik nagyon fontos célja ennek a fémnek a magas biológiai kompatibilitásához kapcsolódik - orvosi műszerek, pacemakerek és műfogsorok gyártása. A hagyományos, kobalt-, nikkel- és krómalapú, nem nemesfém ötvözetek ortopédiai fogászatban való felhasználása már most is jelentősen csökkent, mivel számos, nem nemesfémek hatására érzékeny betegnél gyakoriak a mellékhatások.

Mi váltja fel az elavult anyagokat? A válasz nyilvánvaló - nemesfémötvözetek, beleértve a platinoidokat és különösen a palládiumot. Az egyik ilyen ötvözet a palladent („Superpal”), amely 60% palládiumot és 10% aranyat tartalmaz. Az ötvözet gyönyörű ezüstszürke fémes színű, megbízható szilárdsági jellemzőkkel rendelkezik, és biológiailag kompatibilis. A maxillofacialis sebészetben kiterjesztett hidak gyártására használják. Egy másik palládiumot tartalmazó ötvözet a plagodent ("Super KM"). 98%-ban nemesfémekből áll (kivéve a palládiumot, aranyat és platinát tartalmaz), világossárga színű, tömör fogsorok, inlay-k, félkoronák, hidak készítésére szolgál, főleg kerámiával vagy üvegkerámiával. bevonat.

A palládiumot az élelmiszeripar is felhasználja. Miután számos országban világossá vált, hogy a nikkel okozza az allergiák megugrását a lakosság körében, sokan az ebből az anyagból készült ételeket hibáztatták. A későbbi vizsgálatok azonban megcáfolták ezt a hipotézist, és megállapították az allergiás reakció valódi okát – nikkelt találtak az élelmiszerekben, pontosabban a növényi olajból készült margarinban. Az a tény, hogy a technológiai eljárás szerint az olajnak meg kell szilárdítania, hogy ezt hidrogénezzük, azaz a molekulákat katalizátorral telítjük. Nikkel sokáig játszotta ezt a szerepet. A folyamat fokozása érdekében a katalizátorport magas hőmérsékleten intenzíven keverik növényi olajjal, majd a katalizátort szűréssel eltávolítják, azonban a nikkelt nem távolítják el teljesen, és ha meghibásodás következik be a folyamatban, akkor ebből meglehetősen nagy mennyiséget. allergén kerül a végtermékbe.

Ezt a problémát az A.V. nevét viselő Petrolkémiai Intézet tudósai fejlesztéseinek köszönhetően sikerült megoldani. Topchieva. Sikerült egy alumínium-oxid hordozós palládium alapú katalizátort létrehozniuk. Ez a bevezetés lehetővé tette több probléma egyidejű megoldását: a palládium közömbös és biztonságos az ember számára, ráadásul sokszor hatékonyabb, mint a nikkel, ami azt jelenti, hogy több ezerszer kevesebb kell rá. A palládiumkatalizátornak további előnyei is vannak - könnyebben eltávolítható a végtermékből, és ez utóbbi molekuláinak szerkezetét a szervezet könnyebben „megfejti”, mint a nikkel katalizátor esetében, tehát a „palládium” margarin könnyebben emészthető.

Ismeretes, hogy a palládiumot az ékszerészek gyakran használják más nemesfémekkel alkotott ötvözetekben. Így az 583 és 750 minta ötvözetei, amelyeket „fehér aranynak” neveznek, tíz százalék vagy több palládiumot tartalmazhatnak. Hazánkban a kormány hivatalosan is megállapította az 500-as és 850-es palládium fémjeleket. Ezek a fémjelek a leggyakoribbak az ékszerekben.

Egy másik népszerű palládium szabvány a 950. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a jegygyűrűk ebből a fémből készülnek a ródium bevonatú fehérarany gyűrűk alternatívájaként. Az tény, hogy a ródium elég gyorsan lekopik a gyűrű felületéről, és nem mindenki tudja majd évente felújítani a drága bevonatot. A palládium gyűrűk megjelenése pontosan megegyezik az arany gyűrűkkel, de nem igényelnek éves felújítást. A szokásos palládiumötvözetek mellett az ékszergyártásban néha palládium és indium dekoratív vegyületeit használják, amelyek széles színválasztékot alkotnak az aranytól a liláig. Az ilyen ötvözetből készült termékek azonban nagyon ritkák.

1988-ban vertek először 25 rubeles érméket palládiumból a „Az ókori orosz pénzverés, irodalom, építészet és Rusz megkeresztelkedésének 1000. évfordulója” sorozatban. A legmagasabb, 999-es szabványnak megfelelő 31,1 grammos érme Vlagyimir Szvjatoszlavovics herceg kijevi emlékművét ábrázolja. Bázelben, a Nemzetközi Numizmatikai Kiállításon ezt a sorozatot az év legjobb programjaként ismerték el, és első díjat kapott a kivitelezés minőségéért.

Az ilyen érmék kiadása korlátozott volt, és nem tartott sokáig, ezért az érméknek magas gyűjthető értéke van. A legértékesebb két érmesorozat (1993-1994): „Az első orosz utazás a világ körül. 1803-1806" - "Nadezhda sloop" I. F. Krusenstern portréjával, "Néva sloop (Yu.F. Lisyansky)." Második sorozat „Az első orosz antarktiszi expedíció. 1819-1821" - "Sloop "Mirny" (M.P. Lazarev)", "Sloop "Vostok" (F.F. Bellingshausen)". Szintén bemutatják az „Oroszország és a világkultúra” sorozat érméit - „A. Rubljov", "M. P. Muszorgszkij”, az „Orosz balett” sorozat érméi és az orosz uralkodóknak ajánlották.

A világon számos díjat és díjat ítélnek oda kiváló tudósoknak. Van egy William Hyde Wollastonról elnevezett érem, tiszta palládiumból. Ezt a díjat csaknem két évszázaddal ezelőtt (1831) alapította a Londoni Geológiai Társaság, és eredetileg aranyból készült. Csak 1846-ban a híres angol kohász, Johnson vont ki tiszta palládiumot a brazil palládiumaranyból, amelyet kizárólag ennek az éremnek a gyártására szántak. A Wollaston-éremmel kitüntetettek között volt Charles Darwin is, 1943-ban pedig Alekszandr Jevgenyevics Fersman szovjet tudós akadémikus kapta meg kiemelkedő ásványtani és geokémiai kutatásaiért. Ezt az érmet jelenleg az Állami Történeti Múzeumban őrzik.

Azonban nem ez az egyetlen palládiumérem. A másodikat, amelyet az elektrokémia és a korróziós folyamatok elmélete terén végzett kiemelkedő munkáért ítéltek oda, az American Electrochemical Society hozta létre. 1957-ben ezzel a díjjal a legnagyobb szovjet elektrokémikus, A. I. Frumkin akadémikus munkáit ismerték el.

William Wollaston érdemei közé tartozik nemcsak a palládium (1803) és a ródium (1804) felfedezése, az első tiszta platina előállítása (1803), hanem az ultraibolya sugárzás felfedezése is, I. Rittertől függetlenül. Ezen kívül Wollaston tervezett egy refraktométert (1802) és egy goniométert (1809).

A palládiumipar Oroszországban viszonylag későn jelent meg. Az Állami Finomító csak 1922-ben állította elő az első adag orosz finomított palládiumot. Ezzel megkezdődött hazánkban a palládium ipari termelése.

Ismeretes, hogy a palládium még az olyan fémek korróziógátló tulajdonságait is fokozhatja, amelyek ellenállnak az agresszív környezetnek, mint a titán. A mindössze 1%-os palládium hozzáadása növeli a titán kén- és sósavval szembeni ellenállását. Így egy évnyi sósavnak való kitettség során az új ötvözetből készült lemez mindössze 0,1 millimétert veszít vastagságából, míg a tiszta titán 19 millimétert vékonyodik ugyanebben az időszakban. A kalcium-klorid oldat egyáltalán nincs hatással az ötvözetre, míg a titán évente akár két millimétert is veszít agresszív környezetben. Mi a titka egy ilyen ötvözetnek? Az a tény, hogy a sav elsősorban a palládiummal lép kölcsönhatásba, és az ötvözet második komponensének felületét azonnal vékony oxidfilm borítja - az alkatrész védőköpenyt visel. Ezt a jelenséget a tudósok a fémek önpasszivációjának (önvédelemnek) nevezték.

Történet

A palládium felfedezésének megtiszteltetése az angol William Hyde Wollastont illeti, aki 1803-ban dél-amerikai bányákban izolálta az új fémet a nyers platinából. Ki ez az ember, akinek a nevét a Londoni Geológiai Társaság által évente odaítélt tiszta palládium érem kapta?

A tizennyolcadik század végén William Wollaston egyike volt annak a sok ismeretlen londoni orvosnak, akik szegény munkásosztálybeli területeken praktizáltak. Egy intelligens és vállalkozó szellemű fiatalembernek nem felelhet meg az a munka, amely nem termel jövedelmet. Akkoriban az orvosnak nemcsak az orvosi, hanem a gyógyszerészi ismeretekkel is rendelkeznie kellett, ami viszont kiváló kémiai ismereteket feltételezett. W.H. Wollaston kiváló vegyésznek bizonyult - a platina tanulmányozása közben új módszert talált ki a platina edények készítésére, és létrehozta annak gyártását. Érdemes megemlíteni, hogy ezekben az években szükség volt a platina üvegedényekre a kémiai laboratóriumok számára, mert a tudományos felfedezések körül ugyanolyan volt az izgalom, mint az alkimisták idején a bölcsek köve körül. Nem véletlen, hogy a 18. és 19. század fordulóján. Körülbelül 20 új kémiai elemet fedeztek fel!

Nem meglepő, hogy az angol új vállalkozása jelentős bevételt hozott neki, ami elég volt ahhoz, hogy elhagyja kilátástalan orvosi gyakorlatát. A Wollaston által gyártott termékekre a Foggy Albion határain túl is volt kereslet, így az angolok új kémiai kutatásokba bocsátkozhattak anélkül, hogy a pénz miatt aggódnának. A platina szennyeződésektől való finomításának és tisztításának technikájának javítása közben a vegyész arra a gondolatra jutott, hogy lehetséges a platinaszerű fémek létezése.

A platina, amellyel Wollastonnak dolgoznia kellett, a távoli Kolumbiai Köztársaság aranytartalmú homokjainak mosásából származó melléktermék volt. Az aranyon kívül higanyszennyeződéseket is tartalmazott, amitől meg kellett szabadulni. A nyers platinát aqua regiában oldotta fel, majd csak platinát csapott ki az oldatból - különösen tiszta ammóniával NH4Cl. Ekkor vette észre Wollaston, hogy a kivált oldat rózsaszín árnyalatú, amit az olyan szennyeződések, mint az arany és a higany nem adhatnak. A színes oldathoz cinket adva a vegyész fekete csapadékot kapott, amelyet megszárított, majd vízben feloldott. Kiderült, hogy a fekete pornak csak egy része oldódott fel. A koncentrátum vízzel való hígítása után Wollaston kálium-cianidot adott hozzá, aminek eredményeként bőséges narancssárga csapadék képződik, amely melegítéskor szürkévé vált. A szürke üledék olyan fémmé olvadt össze, amelynek fajsúlya kisebb volt, mint a higanyé. A kapott fém salétromsavban való feloldásával Wollaston kapott egy oldható részt, amely palládium volt, és egy oldhatatlan részt, amelyből egy másik platinát - ródiumot - izolált.

A ródium nevét a görög „rózsaszín” szóból kapta, mivel a ródiumsók rózsaszínűt adnak az oldatnak. Ami a palládiumot illeti, Wollaston egy korábban történt csillagászati ​​felfedezés tiszteletére nevezte el. Nem sokkal a palládium és a ródium felfedezése előtt (1802-ben) Olbers német csillagász felfedezett egy kis bolygót a Naprendszerben, és Pallasnak nevezte el az ókori görög bölcsesség istennője, Athéné Pallas tiszteletére.

Mit tett Wollaston az új elem felfedezése után? Ezt nem jelentette be azonnal, hanem névtelen hirdetést terjesztett az új palládium fém eladásáról a Forster ásványkereskedő üzletében. Az új nemesfém - „új ezüst” üzenete sokakat érdekelt, köztük Richard Chenevix vegyészt is. A tipikus hősies és fékezhetetlen ír karakterrel rendelkező Chenevix le akarta leplezni a „csalás trükkjét”, és a magas árat figyelmen kívül hagyva vett egy palládiumrudat, és elemezni kezdte.

Hamarosan az ír azt javasolta, hogy a fém egyáltalán nem új elem, hanem platinából készült, higannyal ötvözve, A. A. Musin-Puskin orosz tudós módszere szerint. Chenevix sietett kifejteni ezt a véleményét – először a Londoni Királyi Társaság tagjai előtt felolvasott jelentésben, majd a szélesebb sajtóban. A hirdetés névtelen szerzője erre reagálva bejelentette, hogy kész 20 fontot fizetni annak, aki a Chenevix által javasolt módszerrel mesterségesen elő tud készíteni egy új fémet. Más vegyészek és maga Chenevix azonban minden erőfeszítésük ellenére sem higanyt, sem platinát nem találtak a palládiumban...

Csak valamivel később Wollaston hivatalosan bejelentette, hogy ő volt a palládium felfedezésének szerzője, és leírta a nyers platinából való kinyerésének módját. Ugyanakkor bejelentette egy másik platinafém - a ródium - felfedezését és tulajdonságait. Emellett elmondta, hogy ő volt az új fém névtelen eladója, aki prémiumot szabott ki annak mesterséges előkészítésére.

Ilyen érdekes és rendkívüli ember volt William Hyde Wollaston - egy kevéssé ismert londoni orvos és világhírű kémikus - a palládium és a ródium felfedezője.

A természetben lenni

A palládium az egyik legritkább fém, átlagos koncentrációja a földkéregben 1∙10-6 tömegszázalék, de ez kétszer annyi, mint a földkéregben található arany (5∙10-7%). William Wollastonnak palládiumot kellett kivonnia a kolumbiai őshonos platina szeméből – az egyetlen akkoriban ismert palládiumot tartalmazó ásványból. Napjainkban a geokémikusok körülbelül 30 olyan ásványt tudnak megnevezni, amelyek tartalmazzák ezt a nemesfémet.

A platinához hasonlóan a negyvenhatodik elem is natív formában található (a többi platinoidtól eltérően), és tartalmazhat más fémek szennyeződéseit: platina, arany, ezüst és irídium. Megjelenésében meglehetősen nehéz megkülönböztetni a natív platinától, de sokkal könnyebb és puhább nála. Elég gyakran maga a palládium a natív arany vagy platina szennyeződése. Így Norilszk érceiben 40% palládiumot tartalmazó palládium-platinát fedeztek fel, Brazíliában (Minas Gerais állam) pedig az őshonos arany egy nagyon ritka és kevéssé tanulmányozott változatát - a palládiumaranyat vagy porpecitot. Ezt az ásványt nagyon nehéz megkülönböztetni a tiszta aranytól, mert csak 10% palládiumot tartalmaz.

A palládiumot tartalmazó ásványok mintegy harmadát kevéssé tanulmányozták, némelyiknek még neve sincs, ennek az az oka, hogy az összes platinafém ásványai az ércekben mikrozárványokat képeznek, és nehezen hozzáférhetők a kutatás számára. Az egyik ilyen ásvány az allopalládium. Ez az ezüstfehér, fémes fényű ásvány nagyon ritka. Ennek az ásványnak az összes összetevőjét még nem azonosították teljesen, de a spektrális elemzés kimutatta a higany-, platina-, ruténium- és réztartalmat. A leghíresebb palládium ásványok a palladit PdO, stannopalladit Pd3Sn2, stibiopalladit Pd3Sb (PtAs2 szennyeződéseket tartalmaz), braggit (Pd, Pt, Ni) S (16-20% palládium), potarit PdHg. Az utolsó ásványt 1925-ben találták meg Brit-Guinea gyémántlelőhelyeiben. Összetételét hagyományos kémiai elemzéssel állapították meg: 34,8% Pd és 65,2% Hg.

A platinafémek (beleértve a palládiumot is) legnagyobb lerakódásai Oroszországban - az Urálban találhatók. További palládiumban gazdag országok közé tartozik az Egyesült Államok (Alaska), Kolumbia és Ausztrália.

A negyvenhatodik elem fő szállítója azonban a nikkel- és réz-szulfid-ércek lelőhelyei voltak, amelyekben a palládium a feldolgozás mellékterméke. Végül is az ilyen ércekben lévő tartalma háromszor nagyobb, mint maga a platina, nem beszélve a többi műholdjáról. Az ilyen ércek nagy lelőhelyei Afrikában (Transvaal) és Kanadában találhatók. Hazánkban a réz-nikkel ércek leggazdagabb lelőhelyei az Északi-sarkvidéken találhatók (Norilsk, Talnakh).

A palládium nemcsak bolygónk mélyén található, amint azt az űrbeli „vendégek” kémiai elemzése bizonyítja. Így a vasmeteoritokban legfeljebb 7,7 gramm palládium van tonnánként, a kőmeteoritokban pedig legfeljebb 3,5 gramm. És 1868-ban fedezték fel a Napon a héliummal egyidejűleg.

Nem meglepő, hogy a platina fémércek leggazdagabb készleteivel rendelkező Oroszország a világ egyik legnagyobb palládium-, valamint platina-, nikkel- és réztermelője és exportőre. Ezen a területen az orosz vállalatok közül a vezető szerepet az MMC Norilsk Nickel birtokolja. A cég tulajdonában lévő vállalkozások értékes fémeket bányásznak a Tajmír és a Kola-félszigeten. A Krasznojarszki Terület lelőhelyeinek fejlesztése folyamatban van. Úgy tartják, hogy a Tajmír-félsziget lelőhelye a szulfidércek palládiumtartalmát tekintve az egyik leggazdagabb a világon. Emiatt a Norilsk Nickel cég a világ legnagyobb palládiumkészletének tulajdonosa.

Alkalmazás

A palládium másik nagyon értékes tulajdonsága a viszonylag alacsony ára. Tehát a múlt század hatvanas éveinek végén körülbelül ötször kevesebbe került, mint a platina. Idővel a negyvenhatodik elem ára emelkedett, de a többi nemesfém ára is emelkedett. A palládium ezen minősége teszi a legígéretesebb platinafémek közé, kiterjesztve felhasználási körét.

A palládium, más platinafémekhez hasonlóan, kiváló katalizátor. Jelenlétében számos gyakorlatilag fontos reakció indul meg és megy végbe alacsony hőmérsékleten, például a zsírok hidrogénezése és az olaj megrepedése. A palládium sokkal jobban felgyorsítja számos szerves termék hidrogénezési folyamatát, mint egy bevált katalizátor, például a nikkel. A negyvenhatodik elemet katalizátorként használják acetilén, számos gyógyszer, kénsav, salétromsav, ecetsav, műtrágyák, robbanóanyagok, ammónia, klór, marónátron és más szerves szintézistermékek előállításánál.

A vegyszergyártó berendezésekben a palládiumkatalizátort leggyakrabban „fekete” formában (finoman diszpergált állapotban a palládium, mint minden platinafém fekete színt kap) vagy PdO-oxid formájában (hidrogénező készülékekben) használják. . A 20. század hetvenes évei óta az autóipar aktívan használja a palládiumot kipufogógáz-utóégető katalizátorokban (semlegesítőkben). A semlegesítőkre egyébként nemcsak az autók kipufogógázainak tisztítására van szükség, hanem az esetleges gázkibocsátások tisztítására is, például a hőerőművekben. Erre a célra ipari létesítményeket használnak az USA-ban, egyes EU-országokban és Japánban.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy a hidrogén aktívan diffundál a palládiumon keresztül, az utóbbit a hidrogén mély tisztítására használják. Enyhe nyomás alatt a gázt az egyik oldalon lezárt palládiumcsöveken vezetik át, 600 ° C-ra melegítik. A hidrogén gyorsan áthalad a palládiumon, és a szennyeződések (vízgőz, szénhidrogének, oxigén, nitrogén) visszamaradnak a csövekben. Az eljárás költségeinek csökkentése érdekében nem tiszta palládiumot használnak, hanem annak más fémekkel (ezüst, ittrium) alkotott ötvözeteit.

A palládiumot és ötvözeteit széles körben használják az elektronikában szulfidálló bevonatok készítésére. Ennek a fémnek egy bizonyos mennyiségét nagy pontosságú precíziós ellenállási fluxus húrok (repülési és katonai felszerelések) előállítására használják, beleértve a volfrámötvözet (például PdV-20M) formájában. Tiszta formájában a palládium a nagy hőmérsékleti stabilitású kerámia kondenzátorok része, amelyeket személyhívók, mobiltelefonok, számítógépek, széles képernyős TV-k és egyéb elektronikus eszközök gyártásához használnak. A palládium-klorid PdCl2-t aktiváló anyagként használják dielektrikumok galvanikus fémezésénél - különösen a réz rétegelt felületekre történő leválasztásánál az elektronikai nyomtatott áramköri lapok gyártásánál.

A negyvenhatodik elemre az ékszerekben is szükség van, ötvözetek alkotóelemeként és önmagában is. Például a „fehér arany” jól ismert fogalma arany, palládium és néhány más elem ötvözetére utal. Például az 583-as szabványú „fehér arany” 13% palládiumot tartalmaz, a 750-es fehér nemesfém pedig a következő összetételű: Au – 75%, Ag – 4%, Pd – 21% (ennél a mintánál az összetétel változhat) . A „tiszta” palládium ékszerek 5% ruténium adalékanyagot tartalmaznak.

A palládiumot speciális vegyi edények (például fluorsav előállítására) - desztillációs kockák, edények, szivattyúalkatrészek, retorták - gyártására használják. A fém egy részét nagy pontosságú mérőműszerek korrózióálló alkatrészeinek gyártására fordítják.

Az üvegiparban a palládiumötvözeteket üvegolvasztó tégelyekben, valamint műselyem és viszkózszálak előállítására szolgáló szerszámokban használják.

A palládiumot és ötvözeteit a gyógyászatban is használják - orvosi műszerek, pacemaker-alkatrészek és műfogsorok gyártásában. Egyes országokban kis mennyiségű palládiumot használnak citosztatikus gyógyszerek előállítására - a ciszplatinhoz hasonlóan összetett vegyületek formájában.

Termelés

Tudjuk, hogy William Hyde Wollaston izolálta a palládiumot, miközben a platina finomításának legújabb módszereit tanulmányozta. A nyers platinát aqua regiában oldva, és ammóniával csak tiszta nemesfémet csaptak ki az oldatból, a vegyész felfigyelt az oldat szokatlan rózsaszín színére. Az ilyen szín nem magyarázható a nyers platinában lévő ismert szennyeződések jelenlétével, ebből Wollaston arra a következtetésre jutott, hogy az általa vizsgált ércmintákban bizonyos platinafémek találhatók.

Miután a kapott szokatlan színű oldatot cinkkel kezelték, az angol vegyész fekete csapadékot kapott, amelyet megszárított, és megpróbálta újra feloldani a vízben. Azonban nem oldódott fel minden por. Ezt az oldatot vízzel hígítva és kálium-cianid hozzáadásával (hogy elkerüljük az oldatban maradó kis mennyiségű platina kicsapódását), William Wollaston narancssárga csapadékot kapott, amely hevítéskor szürkés színűvé vált, majd összeolvadáskor fémcseppké változott. amelyet a tudós salétromsavban próbált feloldani. Az oldható rész palládium volt.

Maga a tudós is ilyen összetett és homályos nyelvezeten írta le egy új fém felfedezését. A tiszta palládium természetes nyersanyagokból történő előállításának modern módszerei, amelyek a platinafémek kémiai vegyületeinek elválasztásán alapulnak, nagyon összetettek és időigényesek. A legtöbb finomítással foglalkozó vállalat és vállalat nem hajlandó megosztani termelési titkait. Csak annyit mondhatunk, hogy a palládium előállítása a nyers platina feldolgozásának és a platinafémek előállításának egyik állomása. A fémet a következő séma szerint nyerjük: az (NH4)2 kicsapása után visszamaradt szűrletből finomítás eredményeként a nehezen oldódó komplex diklór-diamin-palládium Cl2 vegyületet kapjuk, amelyet átkristályosítással megtisztítunk más fémek szennyeződéseitől. NH4Cl oldatból. Ezt a vegyületet redukáló hidrogénatmoszférában kalcinálva palládiumot kapunk szivacs formájában:

Cl2 + H2 → Pd + 2NH3 + 2HCl

A palládium szivacsot nagyfrekvenciás vákuum elektromos kemencében olvasztják. A palládiumsók oldatainak redukálásával finom kristályos palládiumot kapunk - palládiumfeketét. A palládium elektromos leválasztását nitritből és foszfátsavas elektrolitokból, különösen Na2 felhasználásával hajtják végre.

Más finomítási módszereket is alkalmaznak, különösen azokat, amelyek ioncserélők alkalmazásán alapulnak.

Ismeretes, hogy a múlt század nyolcvanas éveinek közepén a palládium éves bányászata és termelése a nyugati és a fejlődő országokban körülbelül 25-30 tonna volt. A palládium legfeljebb tíz százalékát nyerték újrahasznosított anyagokból. Ugyanakkor a Szovjetunió a világ teljes nemesfémtermelésének kétharmadát tette ki. Korunkban (2007 szerint) a palládium termelése 267 tonna volt, amelyből Oroszország 141 tonnát, Dél-Afrika - 86 tonnát, az USA és Kanada - 31 tonnát, más országok - 9 tonnát. Ezekből a statisztikákból jól látható, hogy a termelés, valamint a negyvenhatodik elem kitermelése növekszik, és a vezető szerep továbbra is hazánkban marad.

A palládiumtermékeket főként bélyegzéssel és hideghengerléssel állítják elő. Ebből a fémből meglehetősen könnyű beszerezni a szükséges hosszúságú és átmérőjű varrat nélküli csöveket. Ezenkívül a palládiumot 3000-3500 grammos rúdokban, valamint szalagok, szalagok, fólia, huzal és egyéb félkész termékek formájában állítják elő.

A fémkereskedelmi piacon gyorsan növekszik a palládium iránti kereslet. Lehetséges, hogy hamarosan a piacon meglévő kínálat már nem lesz elegendő a fém iránti növekvő kereslet kielégítésére, aminek következtében a palládium ára még magasabbra fog emelkedni. Így a palládium a legjobb befektetés a nemesfémek között.

Fizikai tulajdonságok

A palládium ezüstfehér színű nemes platina fém, amelynek felülete középpontjában a rézhez hasonló köbös rács található (a = 0,38902 nm, z = 4). A platinacsoportba tartozó fémek első hármasának részeként a palládium megjelenésében még mindig jobban hasonlít az ezüstre, mint a platinára. Ugyanakkor mindhárom fém megjelenésében nagyon hasonló, de a sűrűségükről ez nem mondható el. Ebből a szempontból a palládium (sűrűsége 12,02 g/cm3) sokkal közelebb áll az ezüsthöz (10,49 g/cm3), mint a platinához (21,5 g/cm3).

Amellett, hogy a negyvenhatodik elem a legkönnyebb a platinafémek közül, egyben a legolvadékonyabb is - a Pd olvadáspontja 1552 °C, míg a platina (Pt) 1769 °C. C, a ródium (Rh) olvadáspontja 1960 °C, a ruténium (Ru) olvadáspontja 2250 °C, az irídium (Ir) olvadáspontja 2410 °C, az ozmium (Os) olvadáspontja meghaladja a 3000 °C. Ugyanez a helyzet a platinafémek forráspontjával - a legalacsonyabb a palládium (3980 °C), a ródium és a platina körülbelül 4500 °C, a ruténium körülbelül 4900 °C, az irídium (5300 °C) és az ozmium esetében. (5500 °C) az összes platinoid legmagasabb forráspontja.

A negyvenhatodik elem egyéb hőmérsékleti jellemzői: hőkapacitás (0 °C hőmérsékleten) 0,058 cal/(g∙°C) vagy 0,243 kJ/(kg∙K); hővezető képessége 0,17 cal/(cm∙sec∙°C) vagy 71 W/(m∙K). A lineáris hőtágulási együttható 0 °C-on 11,67∙10-6.

A palládium megjelenésének hasonlósága ezüsttel és platinával, jól polírozhatósága, korrózióállósága és ennek következtében a foltosság hiánya – mindezek a tulajdonságok a negyvenhatodik elemet az ékszerfémek közé tették. Palládium keretben a drágakövek hatékonyan kiemelkednek. A fehérarany tokban lévő órák nagyon népszerűek. Úgy tűnik, mi köze a palládiumnak ehhez? A tény az, hogy az óratokok „fehér aranya” az az arany, amelyet palládium hozzáadásával fehérítettek. A palládium nagy mennyiségű aranyat „fehérítő” képessége jól ismert. A palládium más fémekre is jótékony hatással van. Így a titánhoz való hozzáadásával (kevesebb mint 1%) ez a fém ötvözetgé alakítható, amely abszolút ellenáll az agresszív környezetnek. A tiszta titán ellenáll a vízivíznek és a salétromsavnak, de instabil a tömény sósavval és kénsavval szemben. A palládiummal ötvözött titán nyugodtan ellenáll a hatásuknak.

A platinához hasonlóan a palládium is képlékeny és alakítható fém, amely szobahőmérsékleten is könnyen hegeszthető, hengerelhető, húzható, bélyegzhető és húzható. A fűtött palládium esetében ezek a tulajdonságok javulnak, így a legvékonyabb lemezeket, huzalokat és varrat nélküli csöveket lehet előállítani belőle. Brinell keménység 49 kgf/mm2. A negyvenhatodik elem normál rugalmassági modulusa 12600 kgf/mm2. Szakadási nyúlás 24-30%. Szakítószilárdság 18,5 kgf/mm2. Figyelemre méltó, hogy a palládium mechanikai jellemzői nem állandóak, ami a technológia szempontjából fontos. Tehát a hideg megmunkálás után ennek a fémnek a keménysége 2-2,5-szeresére nő, de izzítás után csökken. A rokon fémek hozzáadása a palládium tulajdonságait is befolyásolja: 4% ruténium és 1% ródium hozzáadása megduplázza a szakítószilárdságot!

Mint minden platinafém, a palládium is paramágneses, mágneses szuszceptibilitása χs∙10-6 (18 °C hőmérsékleten) 5,4 elektromágneses egység. Az elektromos ellenállás 0 °C-on 10 Ohm∙cm∙10-6. A palládium egyedülálló hidrogénfelvételi képességgel rendelkezik: normál körülmények között több mint nyolcszáz térfogatnyi hidrogén oldódik fel egy térfogat palládiumban. Ebben az esetben az elem megőrzi fémes megjelenését, de megreped és törékennyé válik.

Kémiai tulajdonságok

A palládium kémiai tulajdonságainak ismertetése előtt szükséges megemlíteni, hogy ez az egyetlen elem, amelynek külső elektronhéja rendkívül tele van: a palládiumatom külső pályáján 18 elektron található. Mi ennek a ténynek a jelentősége? Az a tény, hogy egy ilyen szerkezettel egy atom egyszerűen nem rendelkezik a legmagasabb kémiai ellenállással. Ezért normál körülmények között még a mindent pusztító fluor sem hat a palládiumra. A vegyületekben a palládium lehet két-, három- és négyértékű, leggyakrabban kétértékű. Ugyanakkor a platinafémek közül a negyvenhatodik elem a legaktívabb, kémiai tulajdonságaiban közel áll a platinához. Levegőben a palládium 300-350 °C hőmérsékletig stabil, majd oxigénnel oxidálódni kezd, és palládium-oxid PdO tompa filmet képez a felületen:

2Pd + O2 → 2PdO

Érdekes módon a 850 °C-os küszöböt „átlépve” a palládium-oxid PdO fémre és oxigénre bomlik, és ezen a hőmérsékleten a fémes palládium ismét ellenállóvá válik az oxidációval szemben.

A palládium nem lép reakcióba vízzel, híg savakkal, lúgokkal vagy ammónia-hidráttal. Ez azzal magyarázható, hogy a standard potenciálok sorában a negyvenhatodik elem a hidrogéntől jobbra helyezkedik el. De a palládium kölcsönhatásba lép a koncentrált kén- és salétromsavval, és feloldódik a vízben:

Pd + 2H2SO4 → PdSO4 + SO2 + 2H2O

Pd + 4HNO3 → Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O

3Pd + 4HNO3 + 18HCl → 3H2 + 4NO + 8H2O,

és sósavban anódos feloldásra is feloldódik. Aqua regia-ban oldva a palládium hexaklór-palládium (IV) H2-savat képez, amely forraláskor H2-vé és Cl2-vé bomlik.

Szobahőmérsékleten a palládium reakcióba lép nedves brómmal és klórral:

Pd + Cl2 → PdCl2

Palládium-diklorid PdCl2 - vörös kristályok, vízben és sósavban könnyen oldódnak. Ezenkívül az utolsó reakció eredményeként H2 tetraklór-palládium(II)-savat kapunk.

500 °C feletti hőmérsékleten a negyvenhatodik elem kölcsönhatásba léphet fluorral és más erős oxidálószerekkel, valamint kénnel, szelénnel, tellúrral, arzénnel és szilíciummal.

A palládium és a hidrogén kölcsönhatása nagyon érdekes - a fém nagy mennyiségben képes elnyelni ezt a gázt (szobahőmérsékleten egy térfogat palládium akár 950 térfogat hidrogént is elnyel), mivel szilárd oldatok képződnek, és megnövekszik a gáz mennyisége. kristályrács paraméter. A hidrogén a fémben atomi formában található, és nagy kémiai aktivitással rendelkezik. A nagy mennyiségű hidrogén felszívódása nem hagy nyomot a palládiumon - a fém megduzzad, megduzzad, megreped. Az abszorbeált gáz könnyen eltávolítható a palládiumból, ha vákuumban 100 °C-ra melegítjük.

Amellett, hogy elnyeli a hidrogént, a palládiumnak megvan az a tulajdonsága, hogy ezt a gázt önmagán keresztül vezeti át. Tehát, ha nyomás alatt hidrogént pumpálnak egy palládiumból készült edénybe, majd a lezárt edényt felmelegítik, akkor a hidrogén a palládiumtartályból a falakon keresztül „kiáramlik”, mint a víz a szitán. 240 °C-on egy milliméter vastag palládiumlemez minden négyzetcentiméterén egy perc alatt 40 köbcentiméter hidrogén halad át, és a hőmérséklet emelkedésével a fém permeabilitása még jelentősebbé válik.

Mint minden platinafém, a palládium is sok összetett vegyületet képez. A kétértékű palládium aminokkal, oximokkal, tiokarbamiddal és sok más szerves vegyülettel alkotott komplexei lapos, négyzet alakú szerkezetűek, és ez különbözik más platinoidok összetett vegyületeitől. Szinte mindig terjedelmes oktaéder komplexeket alkotnak. A modern tudomány több mint ezer palládiumkomplex vegyületet ismer. Némelyikük gyakorlati előnyökkel jár – legalábbis magában a palládium előállításában.

A palládium (lat. Palládium) a D.I. Mengyelejev-féle kémiai elemek periódusos rendszerének ötödik periódusa nyolcadik csoportjának mellékcsoportja, 46-os atomszámú. Jelölve: Pd, CAS-szám: 7440-05-. 3. A platinacsoport nemesfémje. A név a Pallas aszteroidáról származik, amelyet röviddel a kémiai elem előtt fedeztek fel. Az aszteroidát viszont Pallasz Athénéről, az ókori görög istennőről nevezték el.

A palládium képlékeny, ezüstös-fehér, átmeneti nemesfém. Külsőleg ezüstre emlékeztet. 1803-ban „új ezüstnek” nevezték. Meglehetősen nehéz megkülönböztetni a natív platinától, de sokkal könnyebb és lágyabb. Úgy gondolják, hogy külső tulajdonságaiban jobban hasonlít az ezüstre, mint a platinára.

A palládium számos egyedi tulajdonsággal rendelkezik, amelyek miatt széles körben használják a különböző iparágakban. Rendkívül képlékeny, könnyen fóliába tekerhető és vékony huzalba húzható. Hosszú ideig nem veszíti el fényét, nem okoz allergiát, és nem képződnek különböző repedések és karcolások formájában jelentkező hibák a felületén.

A palládium az egyik legritkább fém, átlagos koncentrációja a földkéregben 1 10 -6 tömegszázalék, de ez kétszer annyi, mint a földkéregben található arany. A geokémikusok körülbelül 30 olyan ásványt tudnak megnevezni, amelyek tartalmazzák ezt a nemesfémet.

A palládium natív formájában is megtalálható (más platinoidokkal ellentétben), és más fémek szennyeződéseit is tartalmazhatja: platina, arany, ezüst és irídium. De a natív palládium rendkívül ritka. Elég gyakran maga a natív arany vagy platina szennyeződése.

A palládiumot főként nikkel- és réz-szulfidércek feldolgozásából nyerik. Ez egy olyan értékes melléktermék, amelynek előállítása technológiailag igen összetett és munkaigényes folyamat.

A palládiumot William Hyde Wollaston angol orvos és vegyész fedezte fel 1803-ban, és izolálta a Dél-Amerikából hozott platinaércből.

A palládium izolálására Wollaston feloldotta az ércet aqua regiában. Miután feloldotta az ércet, a savat NaOH-oldattal semlegesítette. Ezután ammónium-klorid NH4Cl hatására platinát csapott ki az oldatból (ammónium-klórplatinát kicsapódik). Ezután higany-cianidot adott az oldathoz, amely palládium-cianidot képez. A tiszta palládiumot melegítéssel izoláltuk a cianidból. Csak egy évvel később a tudós arról számolt be a Royal Societynek, hogy palládiumot és ródiumot izolált a nyers platinából.

A Brit Geológiai Társaság 1831 óta ítéli oda a Wollaston-éremmel, amelyet az általa felfedezett palládiumból készítettek.

A PALLÁDIUM FIZIKAI TULAJDONSÁGAI

A természetes palládium hat stabil izotópból áll: 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), 108Pd (26,46%) és 110Pd (11,7%). Ez egy jól hegeszthető, szobahőmérsékleten is hengerelhető, húzható, sajtolt és húzható képlékeny fém. Melegítéskor ezek a tulajdonságok javulnak, és a legvékonyabb lemezeket, huzalokat, varrat nélküli, szükséges hosszúságú és átmérőjű csöveket lehet belőle előállítani.

A palládium a következő fizikai tulajdonságokkal rendelkezik:
- sűrűsége 12,6 g/cm3;
- olvadáspont: 1554 °C;
- forráspontja 2940 °C;
- olvadáshő 37,8 cal/g;
- fajlagos hőkapacitás 20 °C-on 0,0586 cal/ (g.deg);
- elektromos ellenállás 25 °C-on 9,96 μOhm cm;
- hővezető képesség 0,161 cal/(cm.sec.deg);
- lineáris hőtágulási együttható 0 °C-on 11,67 10 -6;
- Brinell keménység 49 kgf/mm 2;
- normál rugalmassági modulus 12600 kgf/mm 2;
- relatív szakadási nyúlás 24 - 30%;
- szakítószilárdság 18,5 kgf/mm2.
Hidegen megmunkálás után a keménység 2-2,5-szeresére nő, de izzítás után csökken. A rokon fémek hozzáadása szintén befolyásolja a tulajdonságokat: 4% ruténium és 1% ródium hozzáadása megduplázza a palládium szakítószilárdságát.

A PALLÁDIUM KÉMIAI TULAJDONSÁGAI

A palládium az egyetlen olyan fém, amelynek külső elektronhéja rendkívül tele van, ami nagyon magas kémiai ellenállást biztosít. Nem lép reakcióba vízzel, híg savakkal, lúgokkal vagy ammónia-hidráttal.

Levegőben a palládium 300-350 °C hőmérsékletig stabil, majd oxigénnel oxidálódni kezd, és palládium-oxid PdO tompa filmet képez a felületen:
2Pd + O 2 > 2PdO.
A 850 °C-os vonalon „áthaladva” a PdO fémre és oxigénre bomlik, és ezen a hőmérsékleten a fémes palládium ismét ellenállóvá válik az oxidációval szemben.

A palládium tömény kénsavval és salétromsavval reagál, és feloldódik a vízben:
Pd + 2H 2 SO 4 > PdSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Pd + 4HNO 3 > Pd(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3Pd + 4HNO3 + 18HCl > 3H2 + 4NO + 8H2O
A vegyületekben a palládium leggyakrabban kétértékű, de lehet három- vagy négyértékű is.
Szobahőmérsékleten a palládium reakcióba lép nedves brómmal és klórral:
Pd + Cl 2 > PdCl 2
500 °C feletti hőmérsékleten reakcióba léphet fluorral és más erős oxidálószerekkel, valamint kénnel, szelénnel, tellúrral, arzénnel és szilíciummal.

A palládium még az agresszív környezettel szemben ellenálló titán korróziógátló tulajdonságait is fokozhatja. A mindössze 1%-os palládium hozzáadása növeli a titán kén- és sósavval szembeni ellenállását. Egy év leforgása alatt sósavban az új ötvözetből készült lemez mindössze 0,1 millimétert veszít vastagságából, míg a tiszta titán 19 millimétert vékonyodik ugyanebben az időszakban.

PALLÁDIUM MEGSZERZÉSE

A tiszta palládium természetes nyersanyagokból történő előállításának modern módszerei, amelyek a platinafémek kémiai vegyületeinek elválasztásán alapulnak, nagyon összetettek és időigényesek. A palládium előállítása a nyers platina feldolgozásának és a platinafémek előállításának egyik szakasza. A legtöbb finomítással foglalkozó vállalat és vállalat nem osztja meg termelési titkait. A fémet a következő séma szerint állítják elő:
1. A nyers platina és törmelék hosszan tartó melegítésének eredményeként porcelán üstökben aqua regiával, szinte az összes palládium H2 formájában, az összes platina, részben ródium, irídium, ruténium és a nem nemesfémek nagy része (vas, réz és mások) ) menjen a megoldásba.
2. A következő szakaszban a platina fő része üledékbe kerül. A platina műholdak és az alapszennyeződések nagy része oldatban marad.
3. A platina kicsapása után visszamaradt szűrletből a finomítás eredményeként a nehezen oldódó diklór-diamin-palládium Cl 2 komplexet NH 4 Cl-oldatból történő átkristályosítással tisztítják meg az egyéb fémek szennyeződéseitől.
4. Ezt a vegyületet redukáló hidrogénatmoszférában kalcinálva palládiumot kapunk szivacs formájában:
Cl 2 + H 2 > Pd + 2NH 3 + 2HCl
5. A palládium szivacsot nagyfrekvenciás vákuum elektromos kemencében olvasztják.

Palládium világpiac

A világ platinacsoport fémeit tartalmazó érckészleteinek szinte mindegyike Oroszországban és Dél-Afrikában található, ráadásul az orosz ércek több palládiumot, a dél-afrikai ércek pedig több platinát tartalmaznak. Kis mennyiségű palládiumot tartalmazó érc is található Kanada, az USA, Zimbabwe és Kína mélyén. A palládium legnagyobb bizonyított készletei az Északi-sarkkörön túl találhatók. A Norilsk Nickel cég szerint a Tajmír-félsziget lelőhelyeinek bizonyított és valószínű érckészletei 62 millió uncia palládiumot és 16 millió uncia platinát tartalmaznak.
Főbb gyártók:
- Dél-afrikai Anglo Platinum, Impala Platinum és Lonmil cégek;
- Amerikai Stillwater Mining Company;
- Orosz Norilsk Nickel.
Ők adják a világ palládiumtermelésének 90%-át.

Palládium előállítása és fogyasztása a világon, tonna*

Név	Évek
	2008	2009	2010	2011	2012
Teljes termelés	227,5	220,9	228,8	228,8	203,5
Másodlagos termelés	50,2	44,5	57,5	74,2	70,9
Teljes termelés	277,7	265,3	286,3	303,0	274,4
Autók	138,9	126,0	173,6	191,4	205,7
Vegyipar	10,9	10,1	11,5	13,7	16,5
Orvosi ipar	19,4	19,8	18,5	16,8	16,5
Elektrotechnika	42,6	42,6	43,9	42,8	37,3
Ékszeripar	30,6	24,1	18,5	15,7	13,8
Beruházások	13,1	19,4	34,1	17,6	14,6
Más	2,3	2,2	2,7	3,3	3,2
Teljes fogyasztás	257,8	244,2	302,8	266,2	307,7
Piaci egyensúly	19,9	21,2	-16,5	36,8	-33,3

*adatok Johnson Mattheytől (Platinum Today)

A palládium készletek a világon 2007-ben 267 tonnát tettek ki (beleértve Oroszországot - 141 tonna, Dél-Afrikát - 86 tonna, USA és Kanada - 31 tonna, más országok - 9 tonna).

A palládiumtartalékokat soha nem hozták nyilvánosságra. Az 1995. november 30-i elnöki rendelet értelmében a Gokhranban és a Bank of Russia-ban tárolt platinacsoportba tartozó fémekre (beleértve a palládiumot is) vonatkozó adatok szerepeltek az államtitoknak minősülő információk listáján.

A palládium nemesfém, amellyel tőzsdén és tőzsdén kívüli piacokon kereskednek. Egyes országokban, köztük Oroszországban, a jogszabályok lehetővé teszik magánszemélyek és jogi személyek számára, hogy palládiumban lévő „fémszámlákat” nyissanak a bankokban. A palládium 2000-ben érte el abszolút maximumát, amikor a globális értékesítés elérte a 300 tonnát. Ugyanakkor unciánként 1125 dollárban határozták meg az ár maximumát.

A PALLÁDIUM ALKALMAZÁSAI

A palládium nagyon értékes tulajdonsága a viszonylag alacsony ára. Ma az ára ötször alacsonyabb, mint a platinaé. A palládium ezen minősége teszi a legígéretesebb platinafémek közé, kiterjesztve felhasználási körét.

Ma palládiumot évente több tíz tonna mennyiségben állítanak elő. Más platinafémekhez képest könnyebben hozzáférhetővé vált, ami a technológiai felhasználásának növekedéséhez vezet. Most, amikor ez lehetséges, gyakran helyettesítik a platinát.

Nehéz elképzelni a modern ipart palládium nélkül. Széles körben használják az elektronikában és a vegyiparban, katalizátorként szolgál, vegyi üvegáru és egyéb ütésálló berendezések előállítására használják.

Használja katalizátorként

A palládium kiváló katalizátor. Jelenlétében számos gyakorlatilag fontos reakció indul meg és megy végbe alacsony hőmérsékleten, például a zsírok hidrogénezése és az olaj megrepedése. A palládium sokkal jobban felgyorsítja számos szerves termék hidrogénezési folyamatát, mint más tesztelt katalizátorok. Katalizátorként használják acetilén, számos gyógyszer, kénsav, salétromsav, ecetsav, műtrágyák, robbanóanyagok, marónátron, ammónia, klór és egyéb szerves szintézis termékek előállításánál.

A palládium-kloridot katalizátorként és mikro mennyiségű szén-monoxid kimutatására használják levegőben vagy gázelegyekben.

A vegyszergyártó berendezésekben a palládiumkatalizátort általában „fekete” formában (finom diszpergált állapotban a palládium, mint minden platinafém elfeketül) vagy PdO-oxid formájában (hidrogénező berendezésekben) használják.

A múlt század hetvenes évei óta a palládiumot az autóipar aktívan használta kipufogógáz-utóégető katalizátorokban (semlegesítőkben).

Alkalmazás galvanizálásban

A palládium-kloridot a galvanikus bevonatban aktiváló anyagként használják dielektrikumok galvanikus fémezésénél - különösen a réz rétegelt felületekre történő lerakódásakor az elektronikai nyomtatott áramköri lapok gyártása során.

Hidrogén tisztítás

Ha egy palládiumból készült edénybe nyomás alatt hidrogént pumpálnak, majd a lezárt edényt felmelegítik, akkor a hidrogén úgy „kiáramlik” a falakon keresztül az edényből, mint a víz a szitán. 240 °C-on 40 köbcentiméter hidrogén halad át egy milliméter vastag palládiumlemez minden négyzetcentiméterén egy perc alatt. A palládium ezen tulajdonságát széles körben használják hidrogéntisztításra. Alacsony nyomáson a gázt az egyik oldalon lezárt palládiumcsöveken vezetik át, és 600 °C-ra melegítik. A hidrogén gyorsan áthalad a palládiumon, és a szennyeződések visszamaradnak a csövekben. Az eredmény rendkívül tiszta hidrogén – 99,9999%-os koncentrációval. A hidrogén üzemanyagcella működtetéséhez pontosan erre az ultratiszta hidrogénre van szükség. Az eljárás költségeinek csökkentése érdekében nem tiszta palládiumot használnak, hanem annak más fémekkel (ezüst, ittrium) alkotott ötvözeteit.

Alkalmazás az orvostudományban

Néhány orvosi műszer palládiumból készül. Magas biológiai kompatibilitása miatt keresett a pacemakerek gyártásában. Itt különösen fontos, hogy a palládium ne okozzon allergiás reakciókat. Ezt a nemesfémet a fogászatban is használják: része a fogsor anyagaként szolgáló ötvözetek. A közelmúltban rákellenes gyógyszerek előállítására használták.

Alkalmazás az elektronikai iparban

A palládiumot és ötvözeteit széles körben használják az elektronikában szulfidálló bevonatok készítésére. Ezt a fémet nagy pontosságú ellenállási fluxus húrok előállítására használják. Tiszta formájában a palládium a nagy hőmérsékleti stabilitású kerámia kondenzátorok része, amelyeket mobiltelefonok, számítógépek, széles képernyős TV-k és egyéb elektronikus eszközök gyártásához használnak.

Alkalmazása az ékszeriparban

A palládiumot széles körben használják ékszerekben. Meglehetősen könnyen feldolgozható, jól políroz, nem korróziónak kitéve, és nem veszíti el természetes fényét nagyon sokáig. A drágakövek különösen lenyűgözőek a beállításában.

Az ékszerek gyártása során általában nem tiszta palládiumot használnak, hanem ötvözeteit különféle kémiai elemekkel, amelyek közül a leggyakoribb az ezüst, a nikkel, a kobalt és a ruténium. Az orosz kormány hivatalosan 500 és 850 palládiummintát hozott létre. Ezek a leggyakoribb fémjelek a legtöbb ékszeren. Nagyon népszerű a 950-es szabvány is, amelyből gyakran készítenek jegygyűrűt. A „tiszta” palládium ékszerek 5% ruténium adalékanyagot tartalmaznak.
A palládiumötvözet PdSrN 500 mintája a következő összetételű: Pd - 50%, Ag - 44,5-45,5%, a többi nikkel.
A palládiumötvözet PdSrN 850 minta összetétele a következő: Pd - 85%, Ag - 12,5-13,5%, a többi nikkel.

A palládiumot gyakran használják fehérarany előállítására. Már 1-2% is elegendő ahhoz, hogy az aranyötvözetek ezüstös-fehér árnyalatot kapjanak. Például a 14 karátos fehérarany 13% palládiumot tartalmaz. A 750. standard fehérarany összetétele a következő: Au – 75%, Ag – 4%, Pd – 21% (ennél a mintánál az összetétel változhat).

Könnyű súlyának és megfizethető árának köszönhetően a palládiumot mindenféle ékszer készítésére használják: nyakláncok, láncok, fülbevalók, különféle gyűrűk és egyszerűen divatcikkek készítésére.

Használd pénzként

A palládium lényegesen ritkább, mint az arany, a platina vagy az ezüst, de még mindig használják emlékérmék készítésére. 1988-ban vertek először 25 rubeles érméket palládiumból a „Az ókori orosz pénzverés, irodalom, építészet és Rusz megkeresztelkedésének 1000. évfordulója” sorozatban. 1989-1990 között „Az egyesült orosz állam 500. évfordulója” érmesorozatot bocsátottak ki, amely „III. Iván”, „Nagy Péter” és egyéb 25 rubel értékű, 999 finom palládiumból készült érméket tartalmazott. Az érmék kibocsátása nem tartott sokáig, így nagy gyűjtői értékkel bírnak.

Mr. Forster, a jól ismert londoni ásványkereskedő nem sok meglepetésnek adott hangot, amikor 1803 egyik latyakos őszi napján levelet kapott egy névtelenül megőrizni kívánó személytől.

Drága papíron, gyönyörű kézírással egy kérés hangzott el: próbáljon meg kis mennyiséget eladni az új fémpalládiumból, sem megjelenésében, sem tulajdonságaiban nem rosszabb, mint az értékes platina. A levélhez egy kicsi és nem túl nehéz rúd volt mellékelve.

Forster egyetértett – a fém valóban gyönyörű volt. Ráadásul semmi sem vonzza jobban az embereket, mint a szokatlan és titokzatos esetek... A kereskedő pedig profitálhat belőlük, ha sokat tud a reklámozásról. Hamarosan nyilvánosságra került a Forster üzletében árult palládium tuskáról szóló jelentés, és az új fém körül fellángoltak a szenvedélyek.

Mivel az új fém felfedezésének bejelentése (egy kereskedőn keresztül!) egyértelműen szokatlan volt, Angliában sok tudós trükköt gyanított. A palládium körüli vita egyre hevesebbé vált mind a tudományos közösségben, mind a vállalkozók körében.

Richard Chenevix abban az időben kiemelkedett az angol analitikus kémikusok közül, akiknek többsége hagyományosan prim vagy flegma volt. Született ír, gyors indulatú és veszekedős férfiú, különösen szívesen leleplezte a „csalás trükkjét”, és a magas árat figyelmen kívül hagyva vett egy palládiumrudat, és elemezni kezdte. Az előítéletek meghozták a hatásukat: a Chenevix hamarosan meggyőződött arról, hogy a palládiumnak nevezett fém „nem új elem, ahogy szégyenteljesen állították”, hanem csak platina és higany ötvözete. Chenevix azonnal kifejtette véleményét – először a Londoni Királyi Társaság tagjai előtt felolvasott jelentésben, majd nyomtatásban. Más kémikusok azonban minden erőfeszítésük ellenére sem higanyt, sem platinát nem találtak a palládiumban... A Royal Society titkára (amelyet még 1622-ben alapítottak és az Angol Tudományos Akadémiaként működött) abban az időben William Hyde Wollaston volt. A tudományban a rutin és a sablon szenvedélyes ellenfele, időről időre beleavatkozott egy-egy elhúzódó vitába, és ügyesen súlyosbította azt. A palládium iránti szenvedélyek vagy fellángoltak, vagy alábbhagytak, és amikor végre mindenki kezdett elege lenni az új elemből (vagy álelemből), egy névtelen hirdetés jelent meg Anglia leghíresebb tudományos folyóiratában, a Nicholsons Journalban. A kérelmező a szerkesztőn keresztül 20 font sterling jutalmat ajánlott fel annak, aki egy éven belül mesterséges palládiumot tud készíteni. Ismét megnőtt az érdeklődés az új fém iránt. De minden kísérlet a palládium mesterséges előállítására mindig kudarccal végződött.

Wollaston csak 1804-ben jelentette a Royal Society-nek, hogy palládiumot és egy másik új nemesfémet, a ródiumot fedezték fel a nyers platinában. 1805 februárjában pedig a Nicholsons Journalban megjelent nyílt levelében Wollaston elismerte, hogy a palládium körüli botrányos hírverés is az ő hibája volt. Ő hozta forgalomba az új fémet, majd prémiumot állapított meg a mesterséges előkészítésére. És ekkor már megcáfolhatatlan bizonyítékai voltak arra vonatkozóan, hogy a palládium és a ródium valóban új, platinaszerű fémek.

A palládium felfedezőjéről

William Hyde Wollaston élete egybeesett azokkal az évekkel, amikor Anglia a klasszikus kapitalizmus országává vált. Az ipari forradalom, amely itt kezdődött a 18. század 60-as éveiben, a termelés gyors növekedését eredményezte. A telepek lefoglalása soha nem látott méreteket öltött. A burzsoázia hihetetlenül meggazdagodott, és akik Anglia nagyságát megteremtették - a munkásnép - rettenetes körülmények között éltek. Wollaston londoni orvos munkásosztálybeli területeken praktizált. Nem panaszkodhatott a betegek hiányára (akiknek azonban nem volt mit fizetniük a vizitért) – számuk rohamosan nőtt. De mind az orvos művészete, mind a betegeknek nagylelkűen biztosított gyógyszerek gyakran tehetetlenek maradtak az éhséggel, a krónikus és foglalkozási megbetegedésekkel szemben.

Az orvosi gyakorlatból kiábrándult Wollaston örökre otthagyta az orvostudományt, és 1800-tól teljes egészében a platina kutatásának szentelte magát. Pénzre volt szükségünk a megélhetéshez és a laboratóriumhoz szükséges anyagok és felszerelések beszerzéséhez. A rendkívül tehetséges és vállalkozó szellemű Wollaston módszert dolgozott ki platina edények és berendezések készítésére: retorták a kénsav kondenzálására, edények ezüst és arany szétválasztására, mértékegységek stb. Ráadásul a mai nyelven ezt a módszert gyorsan a gyakorlatba is átültette. És pontosan ezekben az években váltak a platina edények szükségessé a kémiai laboratóriumok számára. Erről a kiváló német kémikus, Justus Liebig jól fog beszélni, bár kicsit később, „vegyes leveleiben”: „Platina nélkül sok esetben lehetetlen lenne ásványokat elemezni... A legtöbb ásvány összetétele ismeretlen lenne. ” És ez nem csak az ásványokról szól: a 19. század első negyede. - a nagy változások ideje a kémiában.

A flogisztonelmélet béklyóitól megszabadulva a kémia ugrásszerűen haladt előre. Nem véletlen, hogy a 18. és 19. század fordulóján. (±10 év) mintegy 20 új kémiai elemet fedeztek fel.

Wollaston üzlete virágzott; a műhelyéből kikerült termékekre sok országban nagy kereslet mutatkozott, versenyen felül álltak, és jelentős bevételt hoztak Wollaston vállalkozónak. A kereskedelemben elért siker azonban nem ment a fejébe. Az akkori néhány tudós közül Wollaston megértette és következetesen megvalósította a tudomány és a gyakorlat kölcsönösen gyümölcsöző kapcsolatának gondolatát.

Miközben a platina finomítási és feldolgozási módszereinek továbbfejlesztésén dolgozott, jutott eszébe a platinaszerű fémek létezésének lehetőségéről. A Wollaston által használt platina arannyal és higannyal szennyezett volt. A tisztább fém előállítása érdekében a Wollaston megszabadult ezektől és más szennyeződésektől. A nyers platinát aqua regiában oldotta fel, majd csak platinát csapott ki az oldatból - különösen tiszta ammóniával NH4Cl. Ekkor vette észre, hogy a platina lerakódása után visszamaradt oldat rózsaszínű. Ez a szín nem magyarázható ismert szennyeződésekkel (higany, arany).

A Wollaston cinkkel reagált a színes oldaton: fekete csapadék képződik. Szárítás után Wollaston megpróbálta feloldani aqua regiában. A por egy része feloldódott, míg egy része feloldatlan maradt. További kutatásairól Wollaston a következőket írta: „Az oldatot vízzel hígítva, hogy elkerüljük az oldatban maradó kis mennyiségű platina kicsapódását, kálium-cianidot adtam hozzá - bőséges narancssárga csapadék képződik, amely melegítéskor szürkévé vált. ... Aztán ez a csapadék a higanynál kisebb fajsúlyú cseppté olvadt... Ennek a fémnek egy részét feloldották salétromsavban, és a palládium összes tulajdonságával rendelkezett. A másik oldhatatlan részből egy másik platinoidot, a ródiumot izoláltuk.

Miért nevezte Wollaston az első felfedezett műholdat platina-palládiumnak, a másodikat pedig ródiumnak? Ródium - a görög ροδοεις - „rózsaszín” szóból; A ródiumsók rózsaszínűt adnak az oldatnak. A második név nem kapcsolódik a kémiához. Wollaston érdeklődését mutatja más tudományok, különösen a csillagászat iránt. Nem sokkal a palládium és a ródium felfedezése előtt (1802-ben) Olbers német csillagász egy új aszteroidát fedezett fel a Naprendszerben, és Pallasnak nevezte el az ókori görög bölcsesség istennője, Athéné Pallas tiszteletére. Wollaston pedig ennek az aszteroidának, pontosabban ennek a csillagászati ​​felfedezésnek a tiszteletére nevezte el az egyik „ő” elemét.

A palládiumforrásokról - valódi, ígéretes és kilátástalan

Wollastonnak palládiumot kellett kivonnia nyers platinából, amelyet egyébként a távoli Kolumbiában aranytartalmú homok mosása során bányásztak. Abban az időben a natív platinaszemek voltak az egyetlen olyan ásványi anyag, amelyet az emberek ismertek, és amelyek palládiumot tartalmaztak. Körülbelül 30 ásványról ismert, hogy tartalmazza ezt az elemet.

Mint minden platinacsoportbeli fém, a palládium is meglehetősen ritka. Bár mihez hasonlítani! Becslések szerint a földkéregben 1·10-6%, i.e. körülbelül kétszer annyi, mint az arany. A platinafémek és így a palládium legnagyobb lerakódásai hazánkban (Ural), Kolumbiában, Alaszkában és Ausztráliában találhatók. A palládium kis nyomai gyakran megtalálhatók az aranyhomokban.

Ennek a fémnek a fő szállítója azonban a nikkel- és réz-szulfid-ércek lelőhelyei voltak. És természetesen az ilyen ércek feldolgozása során melléktermékként értékes palládiumot vonnak ki. Az ilyen ércek kiterjedt lelőhelyei Transvaalban (Afrika) és Kanadában találhatók.

Az elmúlt évtizedekben feltárt leggazdagabb réz-nikkel érclelőhelyek az Északi-sarkvidéken (Norilsk, Talnakh) remek lehetőségeket nyitottak a platinafémek és elsősorban a palládium termelésének további növelésére. Végül is az ilyen ércekben lévő tartalma háromszor nagyobb, mint maga a platina, nem beszélve a többi műholdjáról.

A tiszta palládium természetes nyersanyagokból történő előállításának módszerei, amelyek a platinafémek kémiai vegyületeinek elválasztásán alapulnak, nagyon összetettek és időigényesek. A finomítással foglalkozó külföldi cégek nem nagyon hajlandók megosztani termelési titkaikat. Természetesen mi is. És aligha van értelme harminc éves technológiát leírni. Ezért hagyjuk a technológiát félre, és beszéljünk részletesebben az ásványokról.

A hat platinafém közül magán a platinán kívül csak a palládium fordul elő natív állapotban. Megjelenésében meglehetősen nehéz megkülönböztetni a natív platinától, de sokkal könnyebb és puhább nála. A kémiai elemzés azt mutatja, hogy a natív palládium általában szennyeződéseket tartalmaz: elsősorban magát a platinát, és néha irídiumot, ezüstöt és aranyat is. De a natív palládium rendkívül ritka.

A 46. számú elemet tartalmazó ásványok ólommal, ónnal (intermetallikus vegyületek), arzénnel, kénnel, bizmuttal, tellúrral alkotott vegyületei. Ezen ásványok körülbelül egyharmadát még nem tanulmányozták kellőképpen, és még nevük sincs. Ez azzal magyarázható, hogy az összes platinafém ásványai mikrozárványokat képeznek az ércekben, és nehezen hozzáférhetők a kutatás számára. Egy kiváló eszköz, egy röntgen-mikroanalizátor segített megfejteni néhány ilyen mikrozárvány összetételét. Segítségével meghatározhatja a mindössze 10-14 g tömegű minták kémiai összetételét!

A 46-os számú elem egyik érdekes ásványa az allopládium, melynek természetét még vizsgálják. Ez az ezüstfehér, fémes fényű ásvány nagyon ritka. A spektrális elemzés kimutatta, hogy higanyt, platinát, ruténiumot és rezet tartalmaz. De ennek az ásványnak az összetételét még nem sikerült véglegesen megfejteni.

A palládium platinát Norilszk érceiben fedezték fel. Mikroanalizátorral azonosított összetétele 40% palládiumot tartalmaz.

1925-ben a potarit ásványt Brit-Guinea gyémántlelőhelyeiben találták meg. A PdHg összetételét hagyományos kémiai analízissel határoztuk meg: 34,8% Pd és 65,2% Hg. Azonban más palládiumvegyületek is előfordulhatnak higannyal, például Pd2Hg3.

Brazíliában, Minas Gerais államban egy nagyon ritka és még mindig nem kellően tanulmányozott natív aranyfajtát találtak - a palládium aranyat (vagy porpetit). Csak 8...11% palládiumot tartalmaz. Megjelenésében ezt az ásványt nehéz megkülönböztetni a tiszta aranytól.

Ezek a palládium ásványok egy része. Palládiumot egyébként meteoritokban is találtak: a vasmeteoritokban 1,2...7,7 g/t, a kőből pedig akár 3,5 g/t. És 1868-ban fedezték fel a Napon a héliummal egyidejűleg.

A legkönnyebb platinoidokról és a haladást felgyorsító „zsaruról”.

Az ezüstfehér palládium inkább ezüstre hasonlít, mint platinára. Valójában ez a három fém megközelítőleg egyformának tűnik, de sűrűségét (12,02 g/cm3) tekintve a palládium közelebb áll az ezüsthöz (10,49), mint a platinához (21,40). A palládium a legkönnyebb a platina elemek közül. És a leginkább olvadó - olvadáspontja 1552 ° C. A folyékony palládium csak 3980 °C-on forr. Olvadás előtt megpuhul. A felmelegített palládium könnyen kovácsolható és hegeszthető. És még szobahőmérsékleten is puha és könnyen feldolgozható.

A palládium a maga módján gyönyörű, tökéletesen políroz, nem szennyeződik és nem érzékeny a korrózióra. Palládium keretben a drágakövek hatékonyan kiemelkednek. A fehérarany tokban készült órák külföldön népszerűek. Itt a „fehér aranyat” a szó szó szerinti értelmében kell érteni: palládium hozzáadásával fehérített arany. A palládium csaknem hatszor annyi aranyat képes „kifehéríteni”.

A technológia szempontjából fontos a palládium alapvető mechanikai jellemzőinek változékonysága. Például keménysége meredeken - 2...2,5-szeresére - nő a hidegfeldolgozás után. A rokon fémek hozzáadása szintén nagyban befolyásolja tulajdonságait. A szakítószilárdsága jellemzően 18,5 kg/mm2. De ha a palládiumhoz 4% ruténiumot és 1% ródiumot adsz, a szakítószilárdság megduplázódik. Egyébként ezt az ötvözetet ékszerekben használják.

A palládium termékeket leggyakrabban bélyegzéssel és hideghengerléssel állítják elő. Ebből a fémből viszonylag könnyű a szükséges hosszúságú és átmérőjű varrat nélküli csöveket előállítani.

A 46. számú elem kémiai tulajdonságai nem kevésbé vonzóak. Először is, ez az egyetlen olyan fém, amelynek rendkívül kitöltött külső elektronhéja van: a palládiumatom külső pályáján 18 elektron található. Egy ilyen szerkezet mellett egy atom egyszerűen nem tud segíteni, de a legmagasabb kémiai ellenállással rendelkezik. Nem véletlen, hogy normál hőmérsékleten még a mindent pusztító fluor sem hat a palládiumra.

De a többi nemesfémhez hasonlóan a palládium „nemességének” is van határa: 500 °C-os és magasabb hőmérsékleten nemcsak fluorral, hanem más erős oxidálószerekkel is kölcsönhatásba léphet. A vegyületekben a palládium két-, három- és négyértékű, leggyakrabban kétértékű. Ezenkívül, mint minden platinafém, sok összetett vegyületet képez. A kétértékű palládium aminokkal, oximokkal, tiokarbamiddal és sok más szerves vegyülettel alkotott komplexei lapos, négyzet alakú szerkezetűek, és ez különbözik más platinafémek összetett vegyületeitől. Szinte mindig terjedelmes oktaéder komplexeket alkotnak.

Ma már sok ezer palládiumkomplex vegyület ismert. Némelyikük gyakorlati előnyökkel jár – legalábbis magában a palládium előállításában.

A palládium kémiájáról szólva még egy dolgot nem szabad megemlíteni. Mint minden platinafém, ez is kiváló katalizátor. Palládium jelenlétében sok gyakorlatilag fontos reakció indul meg és megy végbe alacsony hőmérsékleten. A palládium még jobban felgyorsítja számos szerves termék hidrogénezési folyamatát, mint egy bevált katalizátor, például a nikkel. A 46. számú elemet acetilén, számos gyógyszer és más szerves szintézistermék előállításához használják.

A vegyipari berendezésekben a palládiumot általában „fekete” formában (finom diszpergált állapotban a palládium, mint minden platinafém fekete színt kap) vagy PdO-oxid formájában (hidrogénező berendezésben) használják. A palládiumfeketét tartalmazó katalizátort a következőképpen állítjuk elő: egy porózus anyagot (faszén, habkő, kréta) palládium-klorid lúgos oldatával impregnálunk. Ezután hidrogénáramban hevítve a klorid fémmé redukálódik, és tiszta palládium rakódik le a hordozóra finom fekete formájában.

Miért különösen jó a palládium a hidrogénezési reakciók felgyorsításában? Úgy gondolják, hogy ennek az elemnek a katalitikus tulajdonságai elképesztő hidrogénfelvételi képességével járnak. Lehetséges, hogy a hidrogénatomok egy része palládiumhoz kapcsolódik, és ez a hidrogén átvivőjeként szolgál egyik molekulából a másikba.

Szobahőmérsékleten egy térfogat palládium akár 950 térfogatrész hidrogént is elnyel. Ugyanakkor természetesen megduzzad és megreped. A palládium kifejezetten a hidrogént „célozza”, de más gázokat, például oxigént, rosszabbul nyel el, mint a platina. A fokozott gázelnyelés a platinafémek teljes osztályára jellemző.

És még egy nagyon értékes ingatlanról

Ez a „tulajdonság” a palládium relatív olcsósága. Századunk 60-as éveiben körülbelül ötször kevesebbe került, mint a platina (517 és 2665 dollár kilogrammonként). Ez a tulajdonság a palládiumot talán a legígéretesebb platinafémekké teszi. Már a palládium hozzáadása csökkenti egyes ötvözetek költségét, például a fogsorok készítéséhez használt egyik ötvözet (rezet, ezüstöt, aranyat és platinát is tartalmaz). És az a tény, hogy a palládium a platinafémek közül a leginkább hozzáférhetővé vált, egyre szélesebb utat nyit a technológia felé.

Már régen elmúlt az az idő, amikor a palládiumot kis mennyiségben csak a nyers platinából vonták ki. Most évente több tíz tonnában gyártják, és ahol csak lehetséges, egyre inkább felváltja a platinát. Manapság ennek a fémnek a fő fogyasztói az elektrotechnika és a kémia.

Wollastonról nevezték el

A világ kiemelkedő tudósainak munkáját elismerő jelvények között szerepel a tiszta palládiumból készült Wollaston-érem. Csaknem 150 éve alapította a Londoni Geológiai Társaság, és először aranyba verték; Aztán 1846-ban a híres kohász, Johnson tiszta palládiumot vont ki a brazil palládiumaranyból, amelyet kizárólag ennek az éremnek a gyártására szántak.

Charles Darwin volt a Wollaston-éremmel kitüntetettek között. 1943-ban az érmet Alekszandr Evgenievich Fersman akadémikus kapta kiemelkedő ásványtani és geokémiai kutatásaiért. Ezt az érmet jelenleg az Állami Történeti Múzeumban őrzik.

Palládium - hidrogén tisztító

Az asztrofizikusok számításai szerint több hidrogén van galaxisunkban, mint más elemek együttvéve. És a Földön kevesebb, mint 1% hidrogén van. Nehéz felsorolni ennek az elemnek az összes alkalmazását; Elég megjegyezni, hogy a hidrogén fontos rakéta-üzemanyag. De minden földi hidrogén meg van kötve; A gázok közül a legkönnyebbet a gyárakban kell előállítani: vagy metánból átalakítás útján, vagy vízből elektrolízissel. Abszolút tiszta hidrogén mindkét esetben nem nyerhető. A hidrogén tisztításához a palládium (vagy ezüstötvözete) továbbra is nélkülözhetetlen. A készülék kialakítása nem olyan bonyolult. A hidrogén egyedülálló képessége, hogy hatalmas sebességgel diffundáljon egy vékony (akár 0,1 mm-es) palládiumlemezen keresztül. Enyhe nyomás alatt a gázt az egyik oldalon lezárt palládiumcsöveken vezetik át, és 600 °C-ra melegítik. A hidrogén gyorsan áthalad a palládiumon, és a szennyeződések (vízgőz, szénhidrogének, O2, N2) visszamaradnak a csövekben.

Az 1827. évi Bányászati ​​Lapból

„1822-ben G. Bréant megbízást kapott a spanyol kormánytól, hogy tisztítsa meg és alakítsa tuskóba az Amerikában sok éven át gyűjtött platinát. Ebből az alkalomból több mint 61 font nyers platina feldolgozásával két és negyed font palládiumot választott el, egy fémet, amelyet Wollaston fedezett fel, és rendkívüli ritkasága miatt öt és félszer többre becsülik, mint az aranyat.

Az első szovjet palládium

Az Állami Finomító 1922-ben állította elő az első adag orosz finomított palládiumot. Ezzel megkezdődött hazánkban a palládium ipari termelése.

Hibabiztos riasztó

A szén-monoxid CO-t nem véletlenül hívják szén-monoxidnak. Ez a méreg kétszeresen veszélyes, mert nincs színe, nincs íze, nincs szaga. Palládium-klorid-oldattal megnedvesített papírdarabbal meghatározhatja a CO jelenlétét a levegőben. Ez egy hibamentes riasztás; Amint a levegő CO-tartalma meghaladja a megengedett szintet (0,02 mg/l), a papírdarab feketévé válik - a PdCl2 palládiumfeketévé redukálódik.

Tényleg titán!

A Titan szinte minden tulajdonságával megfelel a neki adott névnek. Tartós, hőálló és magas korrózióállósággal rendelkezik. Sem salétromsav, sem aqua regia, sem egyéb oxidálószerek nem befolyásolják. Sósav és kénsav hatására azonban korrodálódik. De egy nagyon kis mennyiségű palládium hozzáadása (akár 0,1%) a titánt H2SO4-nek és HCl-nek ellenálló fémmé teszi. A palládium adalékai (legfeljebb 1%) növelik egyes rozsdamentes és magas krómtartalmú acélok vegyszerállóságát is.

"Általános" reagens

A természetben a periódusos rendszer VIII. csoportjába tartozó fémek gyakran együtt találhatók. De mi van akkor, ha laboratóriumi körülmények között csak palládiumot kell izolálnia az oldatból (feltételezzük, hogy bármilyen ásványt képesek vagyunk oldatba juttatni)? A dimetil-glioxim, Chugaev jól ismert nikkelreagense, elválasztja a palládiumot az összes platinoidtól, valamint a vastól, réztől és még magától a nikkeltől is. Az összes átmeneti elem közül csak a nikkel és a palládium képez oldhatatlan intrakomplex vegyületeket a dimetil-glioximmal, de lúgos környezetben a nikkel, savas környezetben a palládium kivál. A palládiumkomplex sárga színű, kristályai tű alakúak.

Egy tévhit története

1926-ban a „Communications of the German Chemical Society” megjelentette F. Pannett és K. Peters cikkét „A hidrogén átalakítása héliummá”. Ez a cikk nem csak a héliumról és a hidrogénről szólt, hanem a palládiumról is. Pannett és Peters palládiumkatalizátor segítségével próbáltak meg termonukleáris reakciót végrehajtani, amely a csillagok energiájának alapja. Meg akartak próbálni héliumot előállítani hidrogénből, „ha azt megfelelő katalizátorral érintkeztetik”, és „előzetesen palládiumra telepednek”.

Amint azt ma már tudjuk, ez egyértelműen nem megfelelő eszközökkel tett kísérlet volt. Punett és Peters néhány kortársa, például Rutherford is tudta ezt. A tanulmány szerzői azonban úgy gondolták, hogy elérték céljukat. "Hélium képződés megy végbe a palládium felületén szobahőmérsékleten" - írták.

Mondanunk sem kell, hogy ezt az élményt senkinek sem sikerült megismételnie, és ennek emlékét az „érdekességek tárháza” őrizte.

Banki elemzők a palládium iránti kereslet elégtelen kielégítéséről írnak - de az értékes fémre az iparnak, az orvostudománynak és az ékszereknek van szüksége.

Eközben a tudósok szerint évente szinte palládiumzápor esik bolygónk felszínére. Na jó, talán nem is zápor, de hűséges hét kilogramm érkezik évente az űrből!

Honnan ez a gazdagság?

A csillagok gyermekei vagyunk...

...és szó szerinti értelemben és a test nagy részének. Nagyobb – mert az emberi és az égitesteket egyaránt alkotó kémiai elemek egy része a csillagokon kívül keletkezett. A palládium az Univerzumban végbemenő két folyamat „fia”. Egy része nagytömegű csillagokban végbemenő reakciókban szintetizálódik. A palládium egy része, csakúgy, mint a többi, szupernóva-robbanások során keletkezik.

A csillagközi térbe lökött fém előbb-utóbb egy gáz- és porfelhő részévé válik, amelynek tömegéből csillagok és bolygók kondenzálódnak. Az összeütköző és összeomló égitestek összetörnek – ezeket a töredékeket gyűjti össze a Föld a galaxis pályáin való utazása során. A feltüntetett hét kilogramm palládiumot évente kétezer tonna meteorit tartalmazza, amely bolygónkra esik...

Az atomerőművekből származó kiégett nukleáris üzemanyagban jelentős mennyiségű palládium koncentrálódik. Nyilvánvaló okokból lehetetlen semmilyen módon felhasználni az urán-plutónium salakból származó fémet. Tehát azonnal lehetetlen, de 10-15 millió év után (az Univerzum mércéje szerint eléggé) lehetséges!

Két évszázaddal a palládium felfedezése óta

A palládium felfedezésének megtiszteltetése egy nem túl szorgalmas angol orvost illet, aki figyelemre méltó kutatói rálátást és kiváló kereskedelmi ügyességet mutatott.

William Wollaston, aki ekkor már teljes jogú tagja volt a Londoni Királyi Természetismereti Társaságnak, a 18. század utolsó éveiben jövedelmező vállalkozásba kezdett platina edények gyártásával. Az ércmaradványokkal kísérletezve Wollaston új fémeket izolál, amelyek közül az egyiket a tudós „palládiumnak”, a másikat „ródiumnak” nevezi.

A palládium név meglehetősen véletlenszerű. Az 1800-as évek elején a görög Pallasz Athéné istennő népnévvé vált, amikor egy nemrég felfedezett aszteroidát neveztek el róla. 1803-ban, két évvel a jelentős esemény után, Wollaston a bölcs harcos divatos nevét adja az „új ezüstnek”.

Hitetlen Richárd

A 19. század elején a tudomány sok felvilágosult ember számára szolgált szórakozásul. Wollaston nem volt enyhe álhír nélkül. Az általa adott közleményben az állt: egy nemesfémet fedeztek fel, amely megjelenésében és tulajdonságaiban hasonlít a m. Megvásárolható...

Az ambiciózus ír vegyész, Richard Chenevix, aki éppen most kapta meg a Royal Society legmagasabb kitüntetését, úgy döntött, hogy sikerét diadalra fordítja, és nyilvánosan megígérte, hogy tiszta vízhez juttatja a csalót. Chenevix szerint az ismeretlen sarlatán egyszerűen a kevéssé ismert Musin-Puskin módszert alkalmazta, amely lehetővé tette a higany és a platina olvasztását.

Miután megvásárolta az eladott tuskót, Chenevix sietve kutatást végzett, és a tudományos tanács ülésén hamarosan beszámolt arról, hogy igaza volt. Már csak a hamisító leleplezése van hátra!

És ekkor megjelenik egy hirdetés az újságban: valaki megígéri, hogy 20 fontot fizet annak, aki a platinát higannyal olvasztja össze, hogy „új ezüstöt” kapjon...

A düh őrületbe csap át, Chenevix kísérletekbe kezd. Más londoni vegyészek is dolgoznak vele egy időben. Mondanunk sem kell, hogy egyiküknek sem sikerül palládiumot szintetizálnia, vagy platinát és higanyt izolálnia a Chenevix által vásárolt ingotból.

Egy évvel az eposz kezdete után Wollaston részletesen beszámol a felfedezésről. Hamarosan a Royal Society elnökévé választják. Richard Chenevixnek el kell hagynia a kémiaóráit...

Palládium bányászata és felhasználása

Ma a geológusok három tucat ásványt számolnak, amelyekben palládium is található. Jelentős mennyiségű fém található az arany, ezüst és platina natív képződményeiben. A Norilsk platina csaknem fele palládiumot tartalmaz! Tíz százalékos nemesfémtartalmú aranyrögöket találtak brazil kutatók.

A palládiumércek lerakódásai általában egybeesnek más színesfémek lerakódásaival, beleértve a nikkelt, a higanyt és a rezet. A modern becslések szerint a legígéretesebb palládiumkészletek Norilszkben összpontosulnak.

Elképesztő palládium tulajdonságai nélkülözhetetlenné tette a vegyiparban. Elképesztő, hogy a palládium a fém térfogatánál csaknem ezerszer nagyobb térfogatban képes felszívni a hidrogént! A palládiumkatalizátorok alkalmazása a margaringyártás technológiai ciklusában lehetővé tette az élelmiszerek korábban elkerülhetetlen nikkelszennyeződésének kiküszöbölését.

A forró palládium könnyen átereszti a hidrogént. A membránként beépített milliméter vastag fémlemez eltávolítja a hidrogént olyan bonyolult gázösszetételekből és oldatokból, amelyek egyébként nem bocsátanak ki hidrogént.

A palládiumötvözetek még elektromos ív alatt sem oxidálódnak, amely megnyitotta előttük az utat az elektromos ipar felé. A titán kis mennyiségű palládium hozzáadásával fokozottan ellenáll a különféle kémiai terheléseknek. Az orvostudomány nem nélkülözheti a palládiumot: a fémet a fogászatban, a kardiológiában és a gyógyszeriparban használják.

Palládium az ékszerekben

Maga a palládium nagyon dekoratív, és kifejezőképességében versenyezhet az ezüsttel, és még inkább a platinával. A palládiumot tartalmazó ötvözetek nagyra értékelik az ékszerészeket.
Az úgynevezett „” legtöbbször nem más, mint arany és palládium kombinációja. A nemesfém lágy, diszkrét fénye a legjobb keret ehhez! A palládium és az indium ötvözete - az összetevők koncentrációjától függően - a jellegzetes aranytól a markáns lila árnyalatig terjedhet.

A magas palládiumtartalmú ötvözetből készült jegygyűrűk (palládium minták - 500, 850, ligatúra - ezüst) vizuálisan megkülönböztethetetlenek a ródiummal bevont aranygyűrűktől. Ugyanakkor az ékszer tulajdonosának nem kell rendszeresen megújítania a ródium bevonatot. És a palládium árban valamivel alacsonyabb, mint az arany.

A palládium platinához való hozzáadása nagyobb kifejezőképességet ad a terméknek és növeli az anyag technológiai tulajdonságait.

Bevezetés

A Paladia 46. számú periódusos rendszerelem felfedezésének története meglehetősen érdekes és szokatlan.....

1803 őszén egy ismert londoni ásványkereskedő névtelen levelet kapott azzal a javaslattal, hogy próbáljanak meg kis mennyiséget eladni az új fémpalládiumból, sem megjelenésében, sem tulajdonságaiban nem rosszabb, mint az értékes platina. A levélhez egy kicsi és nem túl nehéz rúd volt mellékelve.

Mivel az új fém felfedezésének bejelentése (egy kereskedőn keresztül!) egyértelműen szokatlan volt, Angliában sok tudós trükköt gyanított. A palládium körüli vita egyre hevesebbé vált mind a tudományos közösségben, mind a vállalkozók körében. Egyes tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a palládium nevű fém „nem új elem, amint azt szégyenletesen állítják”, hanem csupán platina és higany ötvözete.

A palládium körüli szenvedélyek vagy fellángoltak, vagy alábbhagytak körülbelül egy évre, és amikor végre mindenki kezdett elege lenni az új elemből (vagy álelemből), a Londoni Királyi Társaság titkára (amelyet még 1622-ben alapítottak és szolgált). mint az Angol Tudományos Akadémia) William Hyde Wollaston 1804-ben arról számolt be a Királyi Társaságnak, hogy ő fedezte fel a palládiumot és egy másik új nemesfémet, a ródiumot a nyers platinában.

A képzett orvos, William Hyde Wollaston, aki kiábrándult az orvosi gyakorlatból, örökre otthagyta az orvostudományt, és 1800-tól teljes mértékben a platina tanulmányozásának szentelte magát. A rendkívül tehetséges és vállalkozó szellemű Wollaston módszert dolgozott ki platina edények és berendezések készítésére: retorták a kénsav kondenzálására, edények ezüst és arany szétválasztására, mértékegységek stb. Ráadásul a mai nyelven ezt a módszert gyorsan a gyakorlatba is átültette. És pontosan ezekben az években váltak a platina edények szükségessé a kémiai laboratóriumok számára.

Wollaston üzlete virágzott; a műhelyéből kikerült termékekre sok országban nagy volt a kereslet, de a kereskedelmi sikerek nem mentek a fejébe, mert Az akkori néhány tudós közül ő is jól megértette és következetesen megvalósította a tudomány és a gyakorlat kölcsönösen gyümölcsöző kapcsolatának gondolatát.

Miközben a platina finomítási és feldolgozási módszereinek továbbfejlesztésén dolgozott, jutott eszébe a platinaszerű fémek létezésének lehetőségéről. A Wollaston által használt platina arannyal és higannyal szennyezett volt. A tisztább fém előállítása érdekében a Wollaston megszabadult ezektől és más szennyeződésektől. A nyers platinát aqua regiában oldotta fel, majd csak platinát csapott ki az oldatból - különösen tiszta ammóniával NH4Cl. Ekkor vette észre, hogy a platina lerakódása után visszamaradt oldat rózsaszínű. Ez a szín nem magyarázható ismert szennyeződésekkel (higany, arany).

A Wollaston cinkkel reagált a színes oldaton: fekete csapadék képződik. Szárítás után Wollaston megpróbálta feloldani aqua regiában. A por egy része feloldódott, míg egy része feloldatlan maradt. További kutatásairól Wollaston a következőket írta: „Az oldatot vízzel hígítva, hogy elkerüljük az oldatban maradó kis mennyiségű platina kicsapódását, kálium-cianidot adtam hozzá - bőséges narancssárga csapadék képződik, amely melegítéskor szürkévé vált. ... Aztán ez a csapadék a higanynál kisebb fajsúlyú cseppté olvadt... Ennek a fémnek egy részét feloldották salétromsavban, és a palládium összes tulajdonságával rendelkezett. A másik, oldhatatlan részből egy másik platinoidot, a ródiumot izoláltuk.

Nem sokkal a palládium és a ródium felfedezése előtt (1802-ben) Olbers német csillagász egy új aszteroidát fedezett fel a Naprendszerben, és Pallasnak nevezte el az ókori görög bölcsesség istennője, Athéné Pallas tiszteletére. Wollaston pedig ennek az aszteroidának, pontosabban ennek a csillagászati ​​felfedezésnek a tiszteletére nevezte el az egyik „ő” elemét.

1. Palládium gyártás.

Wollastonnak palládiumot kellett kivonnia nyers platinából, amelyet egyébként a távoli Kolumbiában aranytartalmú homok mosása során bányásztak. Abban az időben a natív platinaszemek voltak az egyetlen olyan ásványi anyag, amelyet az emberek ismertek, és amelyek palládiumot tartalmaztak. Körülbelül 30 ásványról ismert, hogy tartalmazza ezt az elemet.

Mint minden platinacsoportbeli fém, a palládium is meglehetősen ritka. Bár mihez hasonlítani! Becslések szerint a földkéregben 1·10-6%, i.e. körülbelül kétszer annyi, mint az arany. A platinafémek és így a palládium legnagyobb lerakódásai Oroszországban (Ural), Kolumbiában, Alaszkában és Ausztráliában találhatók. A palládium kis nyomai gyakran megtalálhatók az aranyhomokban.

Ennek a fémnek a fő szállítója azonban a nikkel- és réz-szulfid-ércek lelőhelyei voltak. És természetesen az ilyen ércek feldolgozása során melléktermékként értékes palládiumot vonnak ki. Az ilyen ércek kiterjedt lelőhelyei Transvaalban (Afrika) és Kanadában találhatók.

Az elmúlt évtizedekben feltárt leggazdagabb réz-nikkel érclelőhelyek az Északi-sarkvidéken (Norilsk, Talnakh) remek lehetőségeket nyitottak a platinafémek és elsősorban a palládium termelésének további növelésére. Végül is az ilyen ércekben lévő tartalma háromszor nagyobb, mint maga a platina, nem beszélve a többi műholdjáról.

A tiszta palládium természetes nyersanyagokból történő előállításának módszerei, amelyek a platinafémek kémiai vegyületeinek elválasztásán alapulnak, nagyon összetettek és időigényesek. A hat platinafém közül magán a platinán kívül csak a palládium fordul elő natív állapotban. Megjelenésében meglehetősen nehéz megkülönböztetni a natív platinától, de sokkal könnyebb és puhább nála. A kémiai elemzés azt mutatja, hogy a natív palládium általában szennyeződéseket tartalmaz: elsősorban magát a platinát, és néha irídiumot, ezüstöt és aranyat is. De a natív palládium rendkívül ritka.

A palládium platinát Norilszk érceiben fedezték fel. Mikroanalizátorral azonosított összetétele 40% palládiumot tartalmaz.

1925-ben a potarit ásványt Brit-Guinea gyémántlelőhelyeiben találták meg. A PdHg összetételét hagyományos kémiai analízissel határoztuk meg: 34,8% Pd és 65,2% Hg. Azonban más palládiumvegyületek is előfordulhatnak higannyal, például Pd2Hg3.

Brazíliában, Minas Gerais államban egy nagyon ritka és még mindig nem kellően tanulmányozott natív aranyfajtát találtak - a palládium aranyat (vagy porpetit). Csak 8...11% palládiumot tartalmaz. Megjelenésében ezt az ásványt nehéz megkülönböztetni a tiszta aranytól.

A tiszta palládium fém egyedi szemcsékként fordul elő a platinaércekben, valamint Brazília, Kolumbia és a Kaukázus egyes aranyhomokjában.

Nikkel és réz előállítása során keletkező anódiszapból nyerik, amelyet átalakítanak, utóbbit hidrogénnel redukálják.

Nagyon aktív formában a palládiumot úgy állítják elő, hogy a zeolitokat sóoldatokkal impregnálják, majd szárítják és hidrogénnel redukálják, valamint formaldehiddel (finom diszpergált állapotú palládiumfekete) vizes oldatban redukálják.

2. A palládium tulajdonságai.

Palládium. A kémiai elem, a Pd szimbólum (latinul: Palládium, 1803-ban fedezték fel, és a Pallas kisbolygóról nevezték el, 1802-ben fedezték fel), sorozatszáma 46, atomtömege 106,4, bázikus vegyérték II, sűrűsége 12,6 g/cm3, olvadáspontja 1554° C, forráspontja 4000 °C.

2.1. Fizikai tulajdonságok.

Megjelenésében a palládium az ezüst és a platina között köztes helyet foglal el. Az olvadás előtt a palládium meglágyul, ezért kovácsolható és hegeszthető. Keménysége csak valamivel nagyobb, mint a tiszta platinaé; valamivel nagyobb viszkozitású is. Éppen ellenkezőleg, nyúlási képessége alacsonyabb, mint a platinaé. A palládium erősen képes elnyelni bizonyos gázokat, különösen a hidrogént. A hidrogén a palládium fémben elsősorban atomi állapotban oldódik, ezért a palládium erősen aktiválja a hidrogént. Az oxigénatmoszférában megolvadt palládium, mint az ezüst, megszilárdulva fröcsköl, mivel olvadt állapotban nagyobb mennyiségű oxigént old ki, mint szilárd állapotban.

400 °C és 850 °C közötti hőmérsékleten a palládiumot halványlila oxidréteg borítja, amely magasabb hőmérsékleten eltűnik. Ötvözőfémként a palládium javítja a platina tulajdonságait, élénkíti színét, és fehérarany előállítása során is hozzájárul az ötvözet fehéredéséhez.

A palládium a maga módján gyönyörű, tökéletesen políroz, nem szennyeződik és nem érzékeny a korrózióra.

A technológia szempontjából fontos a palládium alapvető mechanikai jellemzőinek változékonysága. Például keménysége meredeken - 2...2,5-szeresére - nő a hidegfeldolgozás után. A rokon fémek hozzáadása szintén nagyban befolyásolja tulajdonságait. A szakítószilárdsága jellemzően 18,5 kg/mm2. De ha a palládiumhoz 4% ruténiumot és 1% ródiumot adsz, a szakítószilárdság megduplázódik. Egyébként ezt az ötvözetet ékszerekben használják.

A palládium termékeket leggyakrabban bélyegzéssel és hideghengerléssel állítják elő. Ebből a fémből viszonylag könnyű a szükséges hosszúságú és átmérőjű varrat nélküli csöveket előállítani.

2.2. Kémiai tulajdonságok:

A palládium az egyetlen fém, amelynek rendkívül telített külső elektronhéja van: egy palládiumatom külső pályáján 18 elektron található. Egy ilyen szerkezet mellett egy atom egyszerűen nem tud segíteni, de a legmagasabb kémiai ellenállással rendelkezik. Nem véletlen, hogy normál hőmérsékleten még a mindent pusztító fluor sem hat a palládiumra.

A sötétvörös hőhőmérsékletű palládiumot a légköri oxigén PdO-vá oxidálja, amely erősebb melegítés hatására ismét lebomlik.

A fluor sötétvörös hő hatására palládiummal PdF2-difluoridot, a klór pedig azonos körülmények között PdCl2-dikloridot képez. A kén és a szelén valamivel magasabb hőmérsékleten energetikailag hat a palládiumra, a reakciókat jelentős hőleadás kíséri. A foszfor és az arzén valamivel kevésbé hevesen reagál a palládiummal, a szilícium pedig csak fehérhőmérsékleten. A szén, bár az olvadt palládiumban feloldódik, lehűléskor ismét grafit formájában szabadul fel belőle. A palládium a legtöbb fémmel ötvözetet képez.

A híg salétromsav lassan feloldja a palládiumot. A tömény salétromsavban, ha nitrogén-oxidokat tartalmaz, a palládium nagyon gyorsan oldódik. A palládium legjobb oldószere az aqua regia. A tömény sósav, ha nem tartalmaz oldott oxigént és szabad klórt, csak alig észrevehetően hat a tömör palládiumra.

A vegyületekben a palládium két-, három- és négyértékű, leggyakrabban kétértékű. Ezenkívül, mint minden platinafém, sok összetett vegyületet képez. A kétértékű palládium aminokkal, oximokkal, tiokarbamiddal és sok más szerves vegyülettel alkotott komplexei lapos, négyzet alakú szerkezetűek, és ez különbözik más platinafémek összetett vegyületeitől. Szinte mindig terjedelmes oktaéder komplexeket alkotnak.

Ma már sok ezer palládiumkomplex vegyület ismert. Néhányuk gyakorlati hasznot hoz, legalábbis magában a palládium előállításában.

Amikor a palládiumot tömény kénsavban forraljuk, feloldódik, és PdS04 és SO2 keletkezik. Ugyanez a reakció megy végbe, amikor a palládiumot kálium-hidrogén-szulfáttal olvasztják össze. Salétrom és szódával olvasztva a palládium nem oxidálódik, de nátrium-peroxiddal hevítve PdO-monoxiddá alakul.

A palládium normál potenciálja körülbelül +0,82 V. Így az elektrokémiai feszültségsorozatban a palládium az ezüst és a higany között foglal helyet.

A palládium vízben oldva palládium-kloridot képez, amely sósavval palládium-kloridsavat ad H2PdCl6. A palládium-klorid sav és a keletkező vegyületek egymás utáni feldolgozása után nyert só - klórpalladosamin alacsony oldhatóságú, ezért a palládium oldatokból történő izolálására használják. Hevítéskor a klórpalladosamin lebomlik, így gázként ammónium-klorid és hidrogén-klorid szabadul fel, így a palládium fémszivacsként marad meg.

A palládium alapvető fizikai és mechanikai tulajdonságai:

Atomtömeg - 106,4

Sűrűség, g/cm3 - 12,6

Hőmérséklet, °C:

olvadás - 1554

forráspont - 4000

Olvadási hő, cal/g - 37,8

Fajlagos hőkapacitás 20°C-on, kal/(fok) - 0,0586

Elektromos ellenállás 25°C-on, μOhm. cm - 9,96

Hővezetőképesség, cal/ (lásd fok. fok) - 0,161

És még egy nagyon értékes ingatlanról

Ez a „tulajdonság” a palládium relatív olcsósága. Századunk 60-as éveiben körülbelül ötször kevesebbe került, mint a platina (517 és 2665 dollár kilogrammonként). Ez a tulajdonság a palládiumot talán a legígéretesebb platinafémekké teszi. Már a palládium hozzáadása csökkenti egyes ötvözetek költségét, például a fogsorok készítéséhez használt egyik ötvözet (rezet, ezüstöt, aranyat és platinát is tartalmaz). És az a tény, hogy a palládium a platinafémek közül a leginkább hozzáférhetővé vált, egyre szélesebb utat nyit a technológia felé.

Már régen elmúlt az az idő, amikor a palládiumot kis mennyiségben csak a nyers platinából vonták ki. Most évente több tíz tonnában gyártják, és ahol csak lehetséges, egyre inkább felváltja a platinát. Ennek a fémnek a fő fogyasztói ma az elektrotechnika és a kémia.

3. Palládium használata.

A palládium fő fogyasztói közé tartozik az ipar, ismét az autógyártók, amelyek globális fogyasztásának mintegy 70%-át teszik ki.

Az autógyártók platinacsoportos fémei iránti ilyen kereslet oka az autók kipufogógázainak kémiai összetételére vonatkozó korlátozások a világ számos országában, például Észak-Amerikában, Európában, Japánban, valamint számos dél-amerikai és délkelet-ázsiai országban.

A palládiumot réteges palládiumkatalizátorok gyártására használják, amelyek belső felületét nemesfémbevonattal permetezzük be. Egy katalizátor 3-5 g palládiumot, platinát és ródiumot tartalmaz. Egy katalizátor ára 300 és 500 dollár között van, és ennek az összegnek körülbelül 60%-a nemesfém.

A palládiumfogyasztók listáján az elektronikai ipar vállalatai következnek (a globális fogyasztás körülbelül 15%-a), amelyek elektromos és rádióberendezéseket gyártanak. A fémet széles körben használják a mobilkommunikáció területén. Ezenkívül, ha más fémekkel ötvözik, a palládiumot vegyi berendezések gyártásához és fogpótlásokhoz használják.

A palládiumötvözeteket ékszerekben is használják, maga a fém pedig a fehérarany ötvözetek része lehet. A palládium fő készletei Oroszországban vannak, de Kanadában, az USA-ban és Dél-Afrikában is előállítják.

A 46. számú elemet acetilén, számos gyógyszer és más szerves szintézistermék előállításához használják.

A vegyipari berendezésekben a palládiumot általában „fekete” formában (finom diszpergált állapotban a palládium, mint minden platinafém fekete színt kap) vagy PdO-oxid formájában (hidrogénező berendezésben) használják. A palládiumfeketét tartalmazó katalizátort a következőképpen állítjuk elő: egy porózus anyagot (faszén, habkő, kréta) palládium-klorid lúgos oldatával impregnálunk. Ezután hidrogénáramban hevítve a klorid fémmé redukálódik, és tiszta palládium rakódik le a hordozóra finom fekete formájában.

Palládium – hidrogén tisztító

Az asztrofizikusok számításai szerint több hidrogén van galaxisunkban, mint más elemek együttvéve. És a Földön kevesebb, mint 1% hidrogén van. Nehéz felsorolni ennek az elemnek az összes alkalmazását; Elég megjegyezni, hogy a hidrogén fontos rakéta-üzemanyag. De minden földi hidrogén meg van kötve; A gázok közül a legkönnyebbet a gyárakban kell előállítani: vagy metánból átalakítás útján, vagy vízből elektrolízissel. Abszolút tiszta hidrogén mindkét esetben nem nyerhető. A hidrogén tisztításához a palládium (vagy ezüstötvözete) továbbra is nélkülözhetetlen. A készülék kialakítása nem olyan bonyolult. A hidrogén egyedülálló képessége, hogy hatalmas sebességgel diffundáljon egy vékony (akár 0,1 mm-es) palládiumlemezen keresztül. Enyhe nyomás alatt a gázt az egyik oldalon lezárt palládiumcsöveken vezetik át, és 600 °C-ra melegítik. A hidrogén gyorsan áthalad a palládiumon, és a szennyeződések (vízgőz, szénhidrogének, O2, N2) visszamaradnak a csövekben.

Hivatkozások

1. Gromilov S. A Emelyanov A. A Baidina T. A. [Szöveg] // Folyóirat. str. kémia. - 1994. - T. 35. - 169. o.

2. Chemical Encyclopedia [Szöveg] / 3 kötetben T.3, Great Russian Encyclopedia, 1992. 873. o.

3. Buslaveva T.M. Palládium(II) komplexálása makroheterociklusos ligandumokkal [Szöveg] // Russian Chemical Journal - 2006. - T. 50, No. 4. - 26. o.

4. Sidorenko N.I. A benzotiakron-éterek funkcionális származékainak szintézise, ​​szerkezete és palládium(II)-vel való komplexképzése [Szöveg]: absztrakt. dis. Ph.D. chem. Tudományok / Sidorenko N.I. - M.: 2007. 27 p.

5. Akhmadullina N.S. Palládium(II) heterofém komplexek képződésének kinetikája és reakciómechanizmusa átmeneti acetátokkal (CoII, NiII, CuII) és ritkaföldfémekkel (CeIII, NdIII) [Szöveg]: absztrakt. dis. Ph.D. chem. Tudományok: 02.00.04 / Akhmadullina N.S. - M.: 2009, 24. o.

6. Wells A. Szervetlen szerkezeti kémia [Szöveg]: 3 kötetben T. 3.: ford. angolból / Wells A M.: Mir, 1998. - 564 p.

7. Buslaeva T.M. A platinafémek kémiája és technológiája [Szöveg] / Buslaeva T.M.: 1999. 79 p.

8. Szervetlen kémia [Szöveg]: Tankönyv tanulóknak. magasabb tankönyv intézmények 3 kötetben T.3 / szerk. Tretyakova Yu.D. M.: "Akadémia", 2004. - 240 p.

9. Stromnova T.A. Palládium karbonil komplexei [Szöveg] // A kémia fejlődése. 1998. - T. 67. - P. 542-572

10. Dunina V.V. Foszfapalladociklánok: beszerzési módok [Szöveg] // Advances in Chemistry. 2004. - T. 73. - P. 339-382.

11. Ginzburg S.I. Platinafémek analitikai kémiája [Szöveg]: ser. Elemek analitikai kémiája / Ginzburg S.I. M.: Nauka, 1972 613 p.

12. Afanasjev V.V. Palládiumkatalizált reakciók felhasználásának lehetőségei finom szerves szintézisben: szén-szén kötés létrehozása [Szöveg]: // Ros. chem. f 2006, vol.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete