Палладий (элемент)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

На эту статью установлено перенаправление со страницы «Палладий», см. также другие значения этого термина.

Палла́дий — химический элемент с атомным номером 46 в периодической системе, обозначается символом Pd (лат. Palladium), белого цвета. Пластичный переходный металл, благородный металл.

Содержание 1 История 2 Происхождение названия 3 Получение 4 Физические свойства 5 Химические свойства 6 Применение 6.1 Катализаторы 6.2 Очистка водорода 6.3 Электрические контакты 6.4 В ювелирном деле 6.5 Другие применения металлического палладия 7 Особенности экспериментальной работы 8 Литература 9 Ссылки

[править] История

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

[править] Происхождение названия

Назван по имени астероида Паллада, открытого в 1802 году, т. е. незадолго до открытия палладия. В свою очередь астероид назван в честь Паллады (Афины Паллады или её подруги Паллады) из древнегреческой мифологии.

[править] Получение

Извлечение палладия начинается с выделения и разделения платиновых металлов. Из полученного концентрированного раствора соединений платиновых металлов сначала осаждают золото и платину, затем Pd(NH₃)₂Cl₂. Далее палладий в виде Pd(NH₃)₂Cl₂ очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора NH₄Cl. Полученную соль прокаливают в восстановительной атмосфере:Pd(NH₃)₂Cl₂ = Pd + N₂ + 2HCl + 2H₂.

Приготовленный порошок палладия переплавляют в слитки. Восстанавливая растворы солей палладия, получают мелкокристаллический палладий — палладиевую чернь.

[править] Физические свойства

По ряду физических и химических свойств Pd близок к платине. Обладает уникальной способностью растворять водород: в 1 объеме Pd при нормальных условиях растворяется 800 объемов H₂. Если Pd, поглотивший H₂, вынести на воздух, то он потеряет весь H₂.

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

[править] Химические свойства

В ряду стандартных потенциалов палладий расположен правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует. Это самый активный платиновый металл.

Pd устойчив к окислению при нагревании на воздухе до 300 °C. При 350—800 °C Pd окисляется с образованием оксида PdO: 2Pd + O₂ = 2PdO. Выше 850 °C оксид палладия PdO разлагается на металл и кислород, но и при этих температурах Pd устойчив к окислению.

Палладий легко растворяется в царской водке: 3Pd + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PdCl₆] + 4NO + 8H₂O

В отличие от других платиновых металлов, палладий растворяется в горячих азотной и серной кислотах: Pd + 4HNO₃ = Pd(NO₃)₂ + 2NO₂+ 2H₂O; Pd + 2H₂SO₄ = PdSO₄ + SO₂ + 2H₂O

а также в горячей соляной кислоте в присутствии окислителей (например, перекиси водорода).

При комнатной температуре реагирует с влажными Cl₂ и Br₂: Pd + Cl₂ = PdCl₂. Кристаллический PdCl₂ имеет цепочечное строение, каждый атом палладия в нем находится в центре квадрата, вершины которого образованы атомами хлора.

В присутствии хлоридов Pd образует октаэдрические комплексы: Pd + 2Cl₂ + 2NaCl = Na₂PdCl₆.

При нагревании Pd реагирует с фтором, серой, селеном, теллуром, мышьяком и кремнием.

При гидролизе солей палладия (II, III, IV) получены черный гидроксид Pd(OH)₂, шоколадно-черный Pd₂O₃·nH2O и темно-красный PdO₂. Na₂PdCl₄ + 2NaOH = Pd(OH)₂ + 4NaCl. Все эти соединения проявляют сильные окислительные свойства.

Оксиды палладия (III) и (IV) при нагревании теряют кислород и переходят в PdO: 2Pd₂O₃ = 4PdO + O₂; 2PdO₂ = 2PdO + O₂.

Гидроксид палладия (II) проявляет амфотерные свойства: Pd(OH)₂ + 4HCl = H₂PdCl₄ + 2H₂O; Pd(OH)₂ + 2KOH = K₂Pd(OH)₄.

Известны интенсивно окрашенные желтые аммиачные комплексы [Pd(NH₄)]²⁺ и комплексные соединения, в которых палладий является анионом — [Pd(NH₃)₂][PdCl₄].

Благодаря квадратному строению, многие комплексы Pd (II) обладают оптической изомерией.

[править] Применение

[править] 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.

[править] 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).

[править] 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).

[править] В ювелирном деле

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

[править] Другие применения металлического палладия

• в различных прецизионных механических инструментах
• Палладий используется для изготовления специальной химической посуды, стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов.
• Из Pd и его сплавов изготовляют медицинские инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы, некоторые лекарственные средства.
• Определенное количество палладия расходуется для изготовления химической аппаратуры для производства плавиковой кислоты (сосуды, перегонные кубы, детали насосов, реторты).

[править] Особенности экспериментальной работы

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

[править] 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

[править] Ссылки

• Палладий на Webelements
• Палладий в Популярной библиотеке химических элементов

Периодическая система элементов

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

*

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

*

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

**

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr