Палладий

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

История

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

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

Происхождение названия

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

Получение

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

Физические свойства

Палладий — переходный металл серебристо-белого цвета с гранецентрированной кубической решёткой типа Cu (a = 0,38902 нм; Z = 4; пространственная группа Fm3m).

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

Основные физические и механические свойства палладия:

В воде не растворим; плотность — 12,02 (20 °C, г/см); в особых условиях образует коллоидный палладий и палладиевую чернь. Температура плавления — 1554 °C (в некоторых источниках 1552 °C); температура кипения около 2940 °C. Теплота плавления — 37,8 кал/г; удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,0586 кал/(г·град); удельное электросопротивление при 25 °C — 9,96 мкОм/см; теплопроводность — 0,161 кал/(см·сек·град), твёрдость по Бринеллю 52 кгс/мм².

Химические свойства

Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, раствором аммиака. Реагирует с концентрированными соляной и азотной кислотами, «царской водкой», галогенами, серой. Окисляется при сплавлении с гидросульфатом калия KHSO₄:

Применение

Катализаторы

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

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

Очистка водорода

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

Гальванотехника

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

Электрические контакты

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

В частности, палладий постоянно расходуется для производства реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности (военная и аэрокосмическая техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например ПдВ-20М). Применение в данных узлах обусловлено высокой износоустойчивостью палладия, что идеально подходит для его использования в контактных группах. К слову говоря, реохорды из палладиевой проволоки широко применялись и в аппаратуре гражданского назначения, а палладий в чистом виде применялся в контактах шаговых переключателей контрольно-самопишущих машин, в контактах и струнах МКС (многократных координатных соединителях) АТСК (автоматических телефонных станций координатных) производства с 1982 по 1987 года СССР.

А также палладий входит в состав керамических конденсаторов (тип КМ), с высокими показателями температурной стабильности ёмкости в высокочастотной аппаратуре радиовещания, радиосвязи, телевидения^[2].

В ювелирном и монетном деле

Памятная монета «Иван III» достоинством в 25 рублей (СССР, 1989 год). Изготовлена из палладия 999 пробы.

• В сплавах используемых в ювелирном деле (например, для получения сплава золото-палладий — т. н. «белое золото»), в целом палладий даже в незначительном количестве (1 %) способен резко изменить цвет золота в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром в ювелирном деле имеют пробу 500 и 850 (наиболее технологичны и привлекательны).
• Из палладия иногда чеканятся памятные монеты в ограниченном количестве^[3].

В медицине

• Из палладия и его сплавов изготавливают медицинские инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы;
• В некоторых странах незначительное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов — в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине.

Другие области применения палладия

• Для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов, прецизионных механических инструментах;
• Определённое количество палладия расходуется для изготовления химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды, перегонные кубы, детали насосов, реторты);
• Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические контакты для предотвращения искрения;

Показатели производства и потребления

Основные районы добычи палладия

Известны крупные месторождения палладия на Урале, Аляске, а также в Австралии, Колумбии, Трансваале (Африка), Канаде^[4].

Поставки палладия в мире в 2007 году составили 267 тонн (в том числе Россия — 141 тонна, ЮАР — 86 тонн, США и Канада — 31 тонна, прочие страны — 9 тонн). Потребление палладия в 2007 году составило в автомобильной промышленности 107 тонн, в производстве электроники — 40 тонн, в химической промышленности — 12 тонн^[5].

По оценке лондонской исследовательской компании GFMS, в 2009 году РФ продала приблизительно 1100 тысячи унций палладия, в 2010—800 тысяч унций, в 2011 году объём экспорта будет аналогичным^[6].

Интересные факты

• Палладий является драгоценным металлом и торгуется на биржевых и внебиржевых рынках. В некоторых странах, в том числе в России, законодательство разрешает физическим и юридическим лицам открывать в банках «металлические счета» в палладии.

См. также

• Металлы платиновой группы

Примечания

1. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 440. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8
2. «Методика проведения работ по комплексной утилизации вторичных драгоценных металлов из отработанных средств вычислительной техники» (УТВ. ГОСТЕЛЕКОМОМ РФ 19.10.1999)
3. новость на сайте Сбербанка.
4. Норильский металл — А что мы знаем про палладий
5. Бюллетень иностранной коммерческой информации, № 95, 23.08.08г., с.12.
6. http://www.gfms.co.uk/Presentations/2011/Platinum_Palladium_Survey_2011_Presentation.pdf

Литература

• Журнал Российского химического общества им. Д.И.Менделеева № 4 (2006) Палладий: химия, технология и применение. Тематический выпуск журнала; охватывает многочисленные проблемы производства и применения палладия

Ссылки

• Палладий на Webelements
• Палладий в Популярной библиотеке химических элементов
• Цены на палладий в рублях за грамм
• Свойства палладия на chemister.ru

Соединения палладия

Гексахлоропалладат(IV) калия (K₂[PdCl₆]) • Гидроксид палладия(II) (Pd(OH)₂) • Гидроксид палладия(IV) (Pd(OH)₄) • Дихлородиамминпалладий ([Pd(NH₃)₂]Cl₂) • Нитрат палладия(II) (Pd(NO₃)₃) • Оксид палладия(II) (PdO) • Оксид палладия(IV) (PdO₂) • Сульфид палладия(II) (PdS) • Сульфид палладия(IV) (PdS₂) • Тетрахлоропалладат(II) калия (K₂[PdCl₄]) • Фторид палладия(II) (PdF₂) • Фторид палладия(III) (PdF₃) • Хлорид палладия(II) (PdCl₂) •

 

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																															He
2	Li	Be																									B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg																									Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca															Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr															Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Fl	Uup	Lv	Uus	Uuo
Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы

Электрохимический ряд активности металлов
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала.

Монетные металлы
Металлы	Алюминий (Al) Железо (Fe) Золото (Au) Медь (Cu) Никель (Ni) Олово (Sn) Палладий (Pd) Платина (Pt) Серебро (Ag) Свинец (Pb) Хром (Cr) Цинк (Zn)
Сплавы	Акмонитал Алюминиевая бронза (CuAl) Биллон (CuAg) Бронза (CuSn) Колыванская медь (CuAuAg) Латунь (CuZn) Медно-никелевый сплав (CuNi) Мельхиор (CuNiFeMn) Нейзильбер, нойзильбер (CuZnNi) Нержавеющая сталь (FeCrNi) Никелевая бронза (CuSnNi) Никелево-железный сплав (NiFe) Никелево-цинковый сплав (NiZn) Потин Северное золото (CuAlZnSn) Сталь (Fe) Стерлинг (AgCu) Томпак (CuZn) Хромированная сталь (FeCr) Чугун (Fe) Электр, электрон, электрум (AuAg)
Группы монет	Биметаллические монеты Бронзовые монеты Медные монеты Железные монеты Золотые монеты Палладиевые монеты Платиновые монеты Серебряные монеты Сибирская монета
Группы металлов	Монетная группа (подгруппа меди) Благородные металлы Платиновая группа
См. также	Безмонетный период Бумажные деньги Денежная бумага Кожаные рубли Марки-деньги Монетное дело Нотгельд Символы благородных металлов