паладій

1. отримання [ правити | правити код ]
2. Показники виробництва [ правити | правити код ]
3. ізотопи [ правити | правити код ]
4. каталізатори [ правити | правити код ]
5. Водневі технології [ правити | правити код ]
6. електроніка [ правити | правити код ]
7. У ювелірному і монетному справі [ правити | правити код ]
8. В медицині [ правити | правити код ]

паладій ← родій | срібло → Сріблясто-білий м'який в'язкий ковкий метал Назва, символ, номер Паладій / Palladium (Pd), 46 атомна маса
( молярна маса ) 106,42 (1) [1] а. е. м. ( г / моль ) Електронна конфігурація [Kr] 4d10 радіус атома 137 пм ковалентний радіус 128 пм радіус іона (+ 4e) 65 (+ 2 e) 80 пм електронегативність 2,20 (шкала Полінга) електродний потенціал +0,987 ступені окислення 0, +1, +2 (найбільш часто), 3, 4 (часто), +5, +6 (дуже рідко) енергія іонізації
(Перший електрон) 803,5 (8,33) кДж / моль ( еВ ) щільність (при н. у. ) 12,02 г / см³ Температура плавлення 1554 ° C Температура кипіння 2940 K Уд. теплота плавлення 17,24 кДж / моль Уд. теплота випаровування 372,4 кДж / моль Питома теплоємність 25,8 [2] Дж / (K моль) молярний об'єм 8,9 см ³ / моль Структура ґратки кубічна
гранецентрірованая параметри решітки 3,890 Å температура Дебая 274 K теплопровідність (300 K) 71,8 Вт / (м · К) номер CAS 7440-05-3

паладій - хімічний елемент з атомним номером 46 [3] . належить до 10-й групі періодичної таблиці хімічних елементів (За застарілою короткої формі періодичної системи належить до побічної підгрупи VIII групи, або до групи VIIIB), знаходиться в п'ятому періоді таблиці. атомна маса елемента 106,42 (1) а. е. м. . Позначається символом Pd (від лат. Palladium).

Елемент відноситься до перехідним металів і до благородних металів платинової групи (Легкі платиноїди). проста речовина паладій при нормальних умовах - пластичний метал сріблясто-білого кольору.

У 1803 році відомий лондонський торговець мінералами Форстер отримав анонімний лист з проханням спробувати продати невелику кількість нового хімічного елемента - «паладію», злиток якого додавався до листа [4] . Таємничий метал був виставлений на продаж і привернув загальну увагу [4] . Серед англійських хіміків розгорілися суперечки, чи є цей метал дійсно новим хімічним елементом або ж це просто сплав вже раніше відомих металів. хімік Річард Ченевикс , Бажаючи викрити «шахрайську підробку», купив злиток «паладію» [4] . Незабаром Ченевикс виступив з доповіддю перед членами Лондонського Королівського товариства , Де оголосив, що даний метал - всього лише сплав платини з ртуттю . Однак секретар Королівського товариства хімік Вільям Хайд Волластон публічно засумнівався у висновках Ченевикс. Іншим хімікам не вдалося виділити в цьому «сплаві» ні платини, ні ртуті. Спори знову загострилися і якийсь час активно тривали. Коли ж вони стали стихати, в науковому журналі Nicholson's Journal з'явилося анонімне оголошення, що будь-кому, хто протягом року зможе виготовити штучний паладій, буде виплачена нагорода в 20 фунтів стерлінгів [4] . Інтерес до металу знову підскочив, але нікому так і не вдалося його виготовити [4] .

У 1804 році Вільям Волластон доповів Королівському суспільству, що в платинової руди з Південної Америки він виявив нові раніше невідомі метали - паладій і родій [4] . Прагнучи очистити виділену з руди «сиру» платину від домішок золота і ртуті , Він розчиняв її в царській горілці , А потім узяв в облогу її з розчину нашатирем [4] . Що залишився розчин мав рожевий відтінок, що було неможливо пояснити присутністю золота і ртуті [4] . Тоді в цей розчин був доданий цинк , Що призвело до випадання чорного осаду [4] . Волластон виявив, що якщо спробувати розчинити цей висушений осад царської горілкою, то частина його розчиняється, а частина - ні [4] . Після розведення розчину водою Волластон додав в нього ціанід калію , Що призвело до рясного випадання осаду вже оранжевого кольору, який при нагріванні спочатку придбав сірий колір, а потім сплавився в крапельку металу - паладію, який за питомою вагою був менше ртуті. З решти нерозчинених частини чорного осаду їм був виділений інший метал - родій [4] .

Лише в лютому 1805 року в Nicholson's Journal було опубліковано відкритий лист Волластона, в якому він зізнався, що скандальна галас навколо паладію - справа його рук [4] . Саме він пустив у продаж новий метал, і він же дав анонімне оголошення з обіцянкою премії за його штучне виготовлення, вже маючи доказом, що паладій - це новий метал [4] .

Названий по імені астероїда Паллада , Відкритого німецьким астрономом Ольберсом в 1802 році, тобто незадовго до відкриття паладію. У свою чергу, астероїд названий на честь Афіни Паллади з давньогрецької міфології . паладій , Або Палладіум, - впало з неба легендарне дерев'яне зображення Афіни Паллади; згідно прорікання Гелена (сина Пріама ), Троя залишиться незламною, поки в її стінах зберігається цей талісман. За легендою, лише після того, як улюбленці богині - Одіссей і Діомед - під час нічної вилазки викрали Паладій, ця твердиня впала.

Один з найбільш рідкісних елементів в земній корі; його кларки елементів становить 1 · 10-6%. Зустрічається в самородному вигляді ( аллопалладій ), У вигляді інтерметалевих мінералів (палладістой платина , станнопалладініт Pd3Sn2 і ін.) І інших з'єднань ( паладій PdO, Брегг (Pd, Pt, Ni) S і ін.). Відомо близько 30 мінералів паладію . Супроводжує інші платинові метали, його зміст в суміші платиноїдів в різних родовищах коливається від 25 до 60% [2] . за Гольшмідтовской геохимической класифікації елементів , Як і всі платиноїди, відноситься до сідерофілам, тобто має спорідненості до заліза і концентрується в ядрі Землі [5] . В даний час найбільше (не розробляється) родовище паладію в Росії знаходиться в Мурманської області (Федорова-Панський інтрузивний масив).

отримання [ правити | правити код ]

Паладій отримують головним чином при переробці сульфідних руд нікелю , срібла і міді . Деяку частину світового виробництва (близько 10%) складає відновлення з вторинної сировини [2] .

З розчину суміші благородних металів в царській горілці після осадження золота і платини осаджують діхлородіаммінпалладій Pd (NH3) 2Cl2, очищають його перекристалізацією з аміачного розчину HCl, розкладають до порошкоподібного паладію прокаливанием в відновлювальної атмосфері, порошок паладію переплавляють [2] .

Відновлюючи розчини солей паладію, отримують паладієву чернь - дрібнокристалічний порошок паладію [2] .

Компактний металевий паладій отримують також електроосадженням з нітритних і фосфатних кислих електролітів, наприклад, використовуючи Na2 [Pd (NO2) 4] [2] .

Показники виробництва [ правити | правити код ]

Найбільше родовище паладію знаходиться в Росії (Норильськ, Талнах). Також відомі родовища в Трансваалі (Африка), Канаді, Алясці, Австралії, Колумбії [6] [ неавторитетний джерело? ].

Поставки паладію в світі в 2007 році склали 267 тонн (в тому числі Росія - 141 тонна, ПАР - 86 тонн, США і Канада - 31 тонна, інші країни - 9 тонн). Споживання паладію в 2007 році склало в автомобільній промисловості 107 тонн, у виробництві електроніки - 40 тонн, в хімічній промисловості - 12 тонн [7] .

За оцінкою лондонської дослідницької компанії GFMS, в 2009 році РФ продала приблизно 1,1 млн унцій паладію, в 2010-800 тисяч унцій, в 2011 році обсяг експорту буде аналогічним [8] .

паладій - перехідний метал . При нормальних умовах утворює кристали сріблясто-білого кольори кубічноїсингонії , просторова група Fm 3 m, параметри комірки a = 0,38902 нм, Z = 4, структурний тип міді .

Паладій пластичний, микродобавки нікелю , кобальту , родію або рутенію покращують механічні властивості Pd, підвищують твердість .

У воді не розчиняється. щільність - 12,02 (20 ° C, г / см³); в особливих умовах утворює колоїдний паладій і паладієву чернь . температура плавлення - тисяча п'ятсот п'ятьдесят чотири ° C (в деяких джерелах 1552 ° C); температура кипіння близько 2940 ° C. теплота плавлення - 16,7 кДж / моль, теплота випаровування 353 кДж / моль. Питома теплоємність при 20 ° C - 25,8 Дж / (моль · К); питомий електричний опір при 25 ° C - 9,96 мк Ом / См; теплопровідність - 75,3 Вт / (м · К). Твердість по Віккерсу 37 ... 39 [2] . Твердість по Брінеллю 52 кгс / мм2.

Температурний коефіцієнт лінійного розширення 1,17 · 10-5 К-1 (в діапазоні 0 ... 100 ° С) [2] .

Коефіцієнт поверхневого натягу рідкого паладію при температурі плавлення дорівнює 0,015 Н / см [2] .

паладій є парамагнетиком ; його магнітна сприйнятливість дорівнює + 5,231 · 10-6 (при +20 ° C) [2] .

активно поглинає водень , Утворюючи тверді розчини (до 900 обсягів H2 на один обсяг Pd), при цьому збільшується постійна решітки. Водень видаляється з паладію при нагріванні до 100 ° C у вакуумі [2] .

ізотопи [ правити | правити код ]

Природний паладій складається з шести стабільних ізотопів : 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), 108Pd (26,46%) і 110Pd (11,72%).

Найбільш долгоживущий штучний радіоактивний ізотоп 107Pd ( Т 1/2 7 · 106 років). Деякі ізотопи паладію активно утворюються в якості осколків розподілу урану і плутонію; так, в опромінених паливі сучасних реакторів при ступеня вигоряння 3% міститься 0,15% паладію [2] .

Паладій є найбільш хімічно активних з платинових металів. Не реагує з водою, розведеними кислотами, лугами, розчином аміаку . Реагує з гарячими концентрованими сірчаної та азотної кислотами, на відміну від інших платинових металів. Може бути переведений в розчин анодним розчиненням в соляній кислоті [2] :

P d + 4 HNO 3 → P d (NO 3) 2 + 2 NO 2 ↑ + 2 H 2 O {\ displaystyle {\ mathsf {Pd + 4HNO_ {3} \ rightarrow Pd (NO_ {3}) _ {2} + 2NO_ {2} \ uparrow + 2H_ {2} O}}} P d + 2 H C l + C l 2 → H 2 [P d C l 4] {\ displaystyle {\ mathsf {Pd + 2HCl + Cl_ {2} \ rightarrow H_ {2} [PdCl_ {4}]}}} P d + 2 HC l + 2 C l 2 → H 2 [P d C l 6] {\ displaystyle {\ mathsf {Pd + 2HCl + 2Cl_ {2} \ rightarrow H_ {2} [PdCl_ {6}]}} }

При кімнатній температурі реагує з царської горілкою , З вологими хлором і бромом . При нагріванні реагує з фтором , сірої , селеном , телуром , миш'яком і кремнієм . Окислюється при сплаву з гидросульфатом калію KHSO4, взаємодіє також з розплавом пероксиду натрію [2] .

При нагріванні на повітрі стійкий до ~ 300 ° C і вище 850 ° C; в діапазоні 300 ... 850 ° C тьмяніє через утворення плівки оксиду паладію PdO, який при більш високій температурі розкладається [2] .

каталізатори [ правити | правити код ]

Паладій часто застосовується як каталізатор , В основному в процесі гідрогенізації жирів , крекінгу нафти , Органічному синтезі (див. каталізатор Ліндлар , Palladium-catalyzed coupling reactions (Англ.)).

хлорид паладію PdCl2 використовується як каталізатор і для виявлення мікрокількостей чадного газу в повітрі або газових сумішах.

Водневі технології [ правити | правити код ]

Так як водень дуже добре дифундує через паладій, паладієві мембрани застосовують для глибокого очищення водню. Для економії дорогого паладію при виробництві мембран для очищення водню і поділу ізотопів водню розроблені сплави його з іншими металами (найбільш ефективний і економічний сплав паладію з иттрием ).

Також паладій здатний виключно ефективно оборотно акумулювати водень. Див. Palladium hydride (Англ.).

електроніка [ правити | правити код ]

хлорид паладію застосовується в гальванотехнике , Як активирующее речовина при гальванічної металізації діелектриків - зокрема, осадженні міді на поверхню шаруватих пластиків при виробництві друкованих плат .

Застосування паладію в контактних вузлах обумовлено високою міцністю и корозійну стійкість паладію. Паладій і сплави паладію використовується для покриттів контактів, стійких до дії сульфідів. Паладій використовується для виробництва реохордів прецизійних опорів високій точності, в тому числі у вигляді сплаву з вольфрамом (наприклад, ПДВ-20М).

Паладій входить також до складу керамічних конденсаторів (тип КМ), з високими показниками температурної стабільності ємності в високочастотної апаратури радіомовлення, радіозв'язку, телебачення [9] .

У ювелірному і монетному справі [ правити | правити код ]

• У сплавах, що використовуються в ювелірній справі (Наприклад, для отримання сплаву золото -палладій - так зване "біле золото" ). Паладій навіть в невеликій концентрації в сплаві (близько 1%) змінює колір сплаву на основі золота з жовтого в сріблясто-білий. Основні сплави паладію з сріблом , Використовувані в ювелірній справі, мають проби 500 і 850 по сріблу (так як найбільш технологічні при механічній обробці і декоративні).
• З паладію іноді карбуються пам'ятні монети обмеженим тиражем [10] .

В медицині [ правити | правити код ]

Інші області застосування паладію [ правити | правити код ]

• Для виготовлення спеціальної хімічної посуду, стійких до корозії деталей високоточних вимірювальних приладів, прецизійних механічних інструментів.
• Певна кількість паладію витрачається для виготовлення хімічної апаратури для виробництва плавикової кислоти (Судини, перегінні куби, деталі насосів, реторти ).
• Паладій є дорогоцінним металом і торгується на біржових і позабіржових ринках. У деяких країнах, в тому числі в Росії, законодавство дозволяє фізичним і юридичним особам відкривати в банках «Металеві рахунки» в паладії. У Російській Федерації за незаконне придбання, зберігання, перевезення, пересилання і збут паладію (а також і інших дорогоцінних металів золота , срібла , платини , іридію , родію , рутенію і осмію [11] ) У великому розмірі (тобто вартістю понад 2,5 млн рублів [12] .) За винятком ювелірних та побутових виробів та брухту таких виробів, передбачена кримінальна відповідальність у вигляді позбавлення волі на строк до 5 років [13] .

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 року (IUPAC Technical Report) (Англ.) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85, no. 5. - P. 1047-1078. - DOI : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 паладій // Хімічна енциклопедія: у 5 т / Кнунянц І. Л. . - М.: Велика Російська енциклопедія , 1992. - Т. 3: Меди-Полімерні. - С. 440-441. - 639 с. - 48 000 прим. - ISBN 5-85270-039-8 .
3. ↑ таблиця Менделєєва на сайті ІЮПАК .
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Популярна бібліотека хімічних елементів. Книга перша «Водень - Паладій». Вид. 3-е. - М .: Наука, 1983.
5. ↑ Войткевич В. Г. Походження і хімічна еволюція Землі / під ред. Л. І. Приходько. - М .: Наука, 1973. - 168 с.
6. ↑ Норільський метал - А що ми знаємо про паладій?
7. ↑ Бюлетень іноземної комерційної інформації, № 95, 23.08.08г., С.12.
8. ↑ Thomson Reuters GFMS | Analytics and content for metals professionals | Thomson Reuters Eikon
9. ↑ «Методика проведення робіт з комплексної утилізації вторинних дорогоцінних металів з відпрацьованих засобів обчислювальної техніки» (Украинское. ГОСТЕЛЕКОМОМ РФ 19.10.1999)
10. ↑ сайт Ощадбанку архівна копія від 31 грудня 2014 на Wayback Machine .
11. ↑ Згідно зі статтею 1 Федерального закону від 26.03.1998 № 41-ФЗ «Про дорогоцінних металах і дорогоцінному камінні» .
12. ↑ Згідно зі статтею 170.2 КК РФ .
13. ↑ Згідно зі статтею 191 КК РФ .