Палладий

46 Родий ← Палладий → Серебро Ni ↑ Pd ↓ Pt 46Pd
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый мягкий вязкий ковкий металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Палладий / Palladium (Pd), 46
Атомная масса (молярная масса)	106,42(1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10
Радиус атома	137 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	128 пм
Радиус иона	(+4e) 65 (+2e) 80 пм
Электроотрицательность	2,20 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	+0,987
Степени окисления	0, +1, +2 (наиболее часто), +3, +4 (часто), +5, +6 (очень редко)
Энергия ионизации (первый электрон)	803,5(8,33) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	12,02 г/см³
Температура плавления	1827 K
Температура кипения	2940 K
Уд. теплота плавления	17,24 кДж/моль
Уд. теплота испарения	372,4 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,8 Дж/(K·моль)
Молярный объём	8,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	3,890 Å
Температура Дебая	274 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 71,8 Вт/(м·К)

46	Палладий
Pd 106,42
4d10

Палла́дий — 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.

Вильям Волластон (1766—1828) — первооткрыватель палладия

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 Ольберсом 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. Бывшее одной из причин несокрушимости Трои. По легенде, после того, как любимцы богини, Одиссей и Диомед во время ночной вылазки выкрали Палладий, Троя пала.

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 нерастворим; плотность — 12,02 (20 °C, г/см³); 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:

$\mathsf{Pd + 2HCl + Cl_2 \rightarrow H_2[PdCl_4]}$

$\mathsf{Pd + 2HCl + 2Cl_2 \rightarrow H_2[PdCl_6]}$

$\mathsf{Pd + 4HNO_3 \rightarrow Pd(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O}$

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 гальванотехнике, как активирующее вещество 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.

Палладий входит также в состав керамических конденсаторов (тип КМ), с высокими показателями температурной стабильности ёмкости в высокочастотной аппаратуре радиовещания, радиосвязи, телевидения.

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 — так называемое «белое золото»). Палладий даже в небольшой концентрации в сплаве (около 1 %) изменяет цвет сплава на основе золота из желтого в серебристо-белый. Основные сплавы палладия с серебром, используемые в ювелирном деле, имеют пробы 500 и 850 по серебру (так как наиболее технологичны при механической обработке и декоративны).
• Из палладия иногда чеканятся памятные монеты ограниченным тиражом.

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 инструментов;
• 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

Крупнейшее месторождение палладия находится в России (Норильск, Талнах). Также известны месторождения в Трансваале (Африка), Канаде, Аляске, Австралии, Колумбии^{[неавторитетный источник? 458 дней]}.

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.

По оценке лондонской исследовательской компании GFMS, в 2009 году РФ продала приблизительно 1,1 млн унций палладия, в 2010—800 тысяч унций, в 2011 году объём экспорта будет аналогичным.

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.
• За незаконное приобретение, хранение, сбыт палладия предусмотрена уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 5 лет. Так, 02 июля 2015 года стало известно, что житель Омска хранил в гараже палладий стоимостью 2 млн рублей. Мужчину задержали 22 мая 2015 года сотрудники УФСБ России по Омской области. В его гараже обнаружили около 1,5 кг химических катализаторов, содержащих в составе палладий, стоимостью чуть менее 2 млн рублей.[1]
  
  
  

См. также

• Металлы платиновой группы

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