Največji porabniki paladija so proizvajalci avtomobilov, ki ga uporabljajo v katalizatorjih za naknadno zgorevanje izpušnih plinov (nevtralizatorjih). Na drugem mestu so proizvajalci elektronike. In šele nato, v padajočem vrstnem redu, pridejo: medicina in zobozdravstvo, kemična industrija, industrija nakita in drugi.
Paladij je razmeroma poceni (približno štirikrat cenejši od platine), zaradi česar je najbolj obetaven od vseh svojih bratov. Kjer je le mogoče (in to je v mnogih primerih zaradi podobnosti lastnosti možno) je priporočljivo zamenjati dražjo platino s paladijem.
Kot vse platinske kovine je paladij odličen katalizator. V prisotnosti paladija se številne praktično pomembne reakcije začnejo in potekajo pri nizkih temperaturah. Paladij pospešuje hidrogeniranje organskih produktov celo bolje kot dokazani katalizator, kot je nikelj. Številne velike proizvodnje anorganskih in organskih izdelkov - žveplove, dušikove, ocetne kisline, amoniaka, klora, kavstične sode, gnojil, eksplozivov, visokooktanskega bencina, farmacevtskih izdelkov, vlaken in polimerov - ne morejo brez katalizatorjev iz te plemenite kovine. V elektroniki se paladij pogosto uporablja za izdelavo večplastnih keramičnih kondenzatorjev, ki se uporabljajo v proizvodnji mobilnih telefonov, pozivnikov, računalnikov, televizorjev s širokim zaslonom in drugih elektronskih naprav.
V 70. letih je prišlo do ostre prerazporeditve strukture porabe paladija. Začel se je uporabljati v katalizatorjih za naknadno zgorevanje avtomobilskih izpušnih plinov - nevtralizatorjih. In če je bila prej elektronska industrija vodilna pri uporabi paladija, se zdaj več kot polovica količine letno proizvedenega paladija na svetu porabi za nevtralizatorje. Zaradi dejstva, da se tako v Evropi kot v ZDA uvajajo vedno strožji standardi za izpušne pline, potreba po paladiju nenehno narašča. Res je, Rusija še ni eden od porabnikov avtomobilskih katalizatorjev, čeprav ima potrebne sofisticirane tehnologije. Dejstvo je, da je učinek avtomobilskega katalizatorja neposredno odvisen od kakovosti bencina: če je slab (z visoko vsebnostjo organskih žveplovih spojin), potem katalizator ne deluje. A tudi Rusija, čeprav z zamudo, sprejema evropske emisijske standarde, kar pomeni, da bo prej ali slej tudi naša avtomobilska industrija povpraševala po našem paladiju. Poleg tega ne morete narediti kakovostnega bencina brez katalizatorja, tako da tudi to odpira široko polje za prihodnje aplikacije.
V onkologiji se je zgodila revolucija, ko so se zdravila platine začela uporabljati za zdravljenje malignih tumorjev. Vsako leto znanstveniki sintetizirajo vse bolj učinkovite in varne spojine platine za medicinske namene. Zdaj številni inštituti in podjetja poskušajo najti bioaktivna zdravila med drugimi spojinami platinske skupine, vključno s paladijem.
V kemični industriji so paladijeve membrane potrebne ne le za proizvodnjo ultra čistega vodika, ampak tudi pri vseh reakcijah dehidrogenacije. Jasno je, da če je taka membrana nameščena v reaktorju, se vodik, ki pronica skozi njo, takoj odstrani iz reakcijskega območja, kar omogoča izvedbo dehidrogenacije z večjim izkoristkom in nižjimi stroški.
V prihodnjih vodikovih tehnologijah bo paladij potreben ne samo za proizvodnjo čistega vodika, ampak na vsaj dva ključna načina. Prvič, ena od elektrod v gorivni celici lahko vsebuje paladij v katalitskih količinah. Drugič, paladijevi katalizatorji se uporabljajo v reakcijah za proizvodnjo vodika iz tekočih ogljikovodikov, na primer iz metanola.
Z uporabo paladija lahko poskusite rešiti problem shranjevanja vodika. In to je še vedno eden izmed omejitvenih trenutkov v razvoju vodikove energetike. Vodik, ki ga absorbira paladij, z rahlim segrevanjem zlahka uide v vakuum. Toda ta tehnologija shranjevanja je zelo draga, zato strokovnjaki za zdaj menijo, da so drugi načini shranjevanja in transporta vodika obetavnejši.
V nakitu se paladij uporablja kot sestavina paladijevih zlitin ter zlitin belega zlata in platine. V zadnjem času se vse pogosteje uporablja za izdelavo nakita. V zlitinah, ki se uporabljajo v nakitu (na primer za proizvodnjo zlitine zlata in paladija - tako imenovano "belo zlato"), lahko na splošno že v majhni količini (1%) paladij močno spremeni barvo zlata v srebro- bela. Glavni zlitini paladija in srebra v nakitu sta 500 in 850 (najbolj tehnološko napredni in privlačni).
Legiranje zlatih zlitin s paladijem in srebrom omogoča pridobitev plemenite bele barve z vsebnostjo paladija 10-12% in srebra 5-10%. 9-karatno zlato-srebrno zlitino (vsebnost zlata - 37,5%) je enostavno obdelati, vendar je zaradi znatne vsebnosti srebra nagnjena k temnenju. Paladij je gostejša kovina od zlata, zato bodo podobni izdelki iz paladija težji in zato dražji od tistih iz zlata. Poleg tega, čeprav imata zlato in paladij neomejeno topnost v tekočem in trdnem stanju, visoko tališče paladija (1550 °C) otežuje procese taljenja. Vendar pa imajo zlitine zlata in paladija tudi vrsto prednosti: imajo bistveno večjo duktilnost, so odporne proti izgubi barve pri segrevanju in imajo intenzivnejši sijaj po končni obdelavi.
Paladij se uporablja za izdelavo posebnega kemičnega stekla, korozijsko odpornih delov visoko natančnih merilnih instrumentov. Določena količina paladija se porabi za izdelavo kemične opreme za proizvodnjo fluorovodikove kisline (posode, destilacijske kocke, deli črpalk, retorte).
Ali veste, kaj je belo zlato? Je zlitina zlata z majhno količino paladija.
Prej smo govorili o niklju, zdaj pa je zgodba o paladiju - enako zanimivi in obetavni kovini.
Paladij je kemijski element z atomskim številom 46 v periodnem sistemu, označen s simbolom Pd (lat. Palladium)
Paladij je leta 1803 odkril angleški kemik William Wollaston. Wollaston ga je izoliral iz platinske rude, pripeljane iz Južne Amerike. Ime kovine izhaja iz imena asteroida Pallas, ki ga je leta 1802 odkril nemški astronom Olbergst. Po drugi strani pa je asteroid poimenovan po Pallasu (Pallas Atena ali njen prijatelj Pallas) iz starogrške mitologije.
Vizualno je paladij bolj podoben srebru kot platini. To je njegova skrivnost. Ima privlačen videz z enakomernim, očarljivim sijajem. To je estetska in "pravilna" kovina. Paladij se zlahka polira, ne potemni in ne korodira. Dragi kamni v okvirju iz paladija izgledajo impresivno in dostojanstveno. Paladij je najlažji izmed platinastih elementov. In to je tudi ena od njegovih prednosti kot kovine za nakit.
Paladij (tako kot platina) je redkejša kovina od zlata. Na leto izkopljejo približno 200 ton paladija, zlata pa 2500. Paladij je veliko lažji od platine in po teži spominja na zlato. Paladij 950 ne povzroča alergijskih reakcij. Bela barva paladija je naravna, tj. ni rezultat premazov ali zlitin.
Paladij je identičen platini po barvi, trdnosti, čistosti, lepoti in lesku, vendar je cenejši.
V zlitinah, ki se uporabljajo v nakitu (na primer za proizvodnjo zlitine zlata in paladija - tako imenovano "belo zlato"), lahko paladij že v majhni količini (1%) močno spremeni barvo zlata v srebrno belo. Ure v ohišjih iz belega zlata so priljubljene v tujini. Glavni zlitini paladija in srebra v nakitu sta 500 in 850 (najbolj tehnološko napredni in privlačni).
Ko titanu ali kromovemu jeklu dodamo paladij, postane njegova visoka odpornost proti koroziji skoraj absolutna. Nakit iz njih je, tako kot platina, praktičen in trpežen. Poleg standardnih paladijevih zlitin se v proizvodnji nakita včasih uporabljajo dekorativne spojine paladija z indijem, ki tvorijo široko paleto barv od zlate do lila. Doslej so izdelki iz njih zelo redki.
Segret paladij je enostavno kovati in variti. In tudi pri sobni temperaturi je mehak in enostaven za obdelavo.
PREJEMANJE
Wollaston je moral ekstrahirati paladij iz surove platine, ki so jo mimogrede izkopali med izpiranjem zlatonosnega peska v daljni Kolumbiji. Takrat so bila zrna samorodne platine edini ljudem znani mineral, ki je vseboval paladij. Zdaj je znanih približno 30 mineralov, ki vsebujejo ta element.
Kot vse kovine platinske skupine je paladij redek. Čeprav ni s čim primerjati. Ocenjujejo, da ga je v zemeljski skorji približno dvakrat toliko kot zlata. Največja nahajališča platinskih kovin in posledično paladija se nahajajo v naši državi (Ural), Kolumbiji, Aljaski in Avstraliji. Majhne sledi paladija pogosto najdemo v zlatem pesku.
Toda glavni dobavitelj te kovine so bila nahajališča nikljevih in bakrovih sulfidnih rud. In seveda se pri predelavi takšnih rud kot stranski produkt ekstrahira dragoceni paladij. Obsežna nahajališča takih rud so v Transvaalu (Afrika) in Kanadi.
Najbogatejša nahajališča bakrovo-nikljevih rud na Arktiki (Norilsk, Talnakh), raziskana v zadnjih desetletjih, so odprla velike možnosti za nadaljnje povečanje proizvodnje kovin platine in predvsem paladija. Navsezadnje je njegova vsebnost v takšnih rudah trikrat večja od same platine, da ne omenjamo njenih drugih satelitov.
Največji svetovni proizvajalec paladija je OJSC MMC Norilsk Nickel.
UPORABA
katalizatorji
Paladij se pogosto uporablja kot katalizator, predvsem pri hidrogeniranju maščob in krekiranju nafte.Paladijev klorid se uporablja kot katalizator in za odkrivanje sledov ogljikovega monoksida v zraku ali plinskih mešanicah.
Ni zaman, da se ogljikov monoksid CO imenuje ogljikov monoksid; nima barve, okusa in vonja. Prisotnost CO v zraku lahko določite s kosom papirja, navlaženim z raztopino paladijevega klorida. To je varen alarm; Takoj ko vsebnost CO v zraku preseže dovoljeno mejo (0,02 mg/l), kos papirja počrni - PdCl2 se reducira v paladijevo črno.
Tržno povpraševanje po paladiju ustvarja predvsem avtomobilska industrija, saj paladij se uporablja v katalizatorjih avtomobilskih izpušnih plinov.
Čiščenje vodika
Ker vodik zelo dobro difundira skozi paladij, se paladij uporablja za globinsko čiščenje vodika. Paladij je tudi sposoben izjemno učinkovitega reverzibilnega shranjevanja vodika. Da bi prihranili drag paladij pri proizvodnji membran za čiščenje vodika in ločevanje vodikovih izotopov, so razvili njegove zlitine z drugimi kovinami (najbolj učinkovita in ekonomična je zlitina paladija z itrijem).
Galvanizacija
Paladijev klorid se uporablja kot aktivacijsko sredstvo pri galvanskem metaliziranju dielektrikov - zlasti pri nanašanju bakra na površino laminatov pri proizvodnji tiskanih vezij v elektroniki.
Električni kontakti
Paladij in paladijeve zlitine se uporabljajo v elektroniki za premaze, odporne na sulfide. Paladij je vključen tudi v keramične kondenzatorje z visoko temperaturno stabilnostjo kapacitivnosti.
Druge uporabe kovinskega paladija
Paladij se uporablja za izdelavo posebnega kemičnega stekla, korozijsko odpornih delov visoko natančnih merilnih instrumentov.
Iz paladija in njegovih zlitin so narejeni medicinski instrumenti, deli srčnih spodbujevalnikov, zobne proteze in nekatera zdravila.
Določena količina paladija se porabi za izdelavo kemične opreme za proizvodnjo fluorovodikove kisline (posode, destilacijske kocke, deli črpalk, retorte).
Zdravila
V nekaterih državah se majhne količine paladija uporabljajo za proizvodnjo citotoksičnih zdravil.
Kazalniki proizvodnje in potrošnje
Svetovne zaloge paladija v letu 2007 so znašale 267 ton (vključno z Rusijo - 141 ton, Južno Afriko - 86 ton, ZDA in Kanado - 31 ton, druge države - 9 ton). Poraba paladija je v letu 2007 v avtomobilski industriji znašala 107 ton, v elektronski industriji 40 ton in v kemični industriji 12 ton.
In še o eni zelo dragoceni nepremičnini
Ta lastnost je relativna poceni paladija, zaradi česar je morda najbolj obetavna od vseh platinastih kovin. Že dodatek paladija poceni nekatere zlitine, na primer eno od zlitin za izdelavo protez (vsebuje tudi baker, srebro, zlato in platino). Dejstvo, da je paladij postal najbolj dostopna platinasta kovina, mu odpira vedno širšo pot v tehnologijo.
Davno so minili časi, ko so paladij pridobivali v majhnih količinah samo iz surove platine. Zdaj ga proizvedejo na desetine ton na leto in vse bolj nadomešča platino, kjer je to mogoče.
Imenovan po Wollastonu
Med insignijami, ki prepoznavajo delo izjemnih svetovnih znanstvenikov, je Wollastonova medalja, izdelana iz čistega paladija. Pred skoraj 150 leti ga je ustanovilo Geološko društvo v Londonu in je bil najprej kovan v zlatu; Nato je leta 1846 slavni metalurg Johnson iz brazilskega paladijevega zlata izločil čisti paladij, namenjen izključno izdelavi te medalje.
Charles Darwin je bil med nagrajenimi z medaljo Wollaston. Leta 1943 je medaljo prejel akademik Aleksander Evgenijevič Fersman za izjemne mineraloško-geokemične raziskave. Zdaj se ta medalja hrani v Državnem zgodovinskem muzeju.
paladij (Pd) |
|
Lastnosti atoma |
|
Termodinamične lastnosti enostavne snovi |
|
Paladij (lat. Palladium) je v periodnem sistemu označen s simbolom Pd – kemijski element z atomskim številom 46 in atomsko maso 106,42. Je element druge triade (platinaste kovine) sekundarne podskupine, osme skupine pete prehodne dobe periodnega sistema Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva. Paladij je srebrno bela plemenita kovina, po videzu podobna srebru, vendar se njune podobnosti tu ne končajo, saj je šestinštirideseti element najlažja med kovinami platine. Paladij je po gostoti (12,02 g/cm3) bližje srebru (10,49 g/cm3) kot sorodni platini (21,5 g/cm3). Paladij je težka, ognjevzdržna, duktilna, temprana kovina, ki se zlahka zvije v folijo in vleče v tanko žico.
Naravni paladij je sestavljen iz šestih stabilnih izotopov: 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), 108Pd (26,46%) in 110Pd (11,72%). Najdlje živeči umetni radioaktivni izotop je 107Pd z razpolovno dobo sedem milijonov let. Številni izotopi paladija nastanejo v relativno majhnih količinah med cepitvijo uranovih in plutonijevih jeder. V sodobnih jedrskih reaktorjih 1 tona jedrskega goriva s stopnjo izgorevanja 3% vsebuje približno 1,5 kg paladija.
Paladij je odkril angleški zdravnik in kemik William Wollaston leta 1803 med preučevanjem surove platine, pripeljane iz Južne Amerike, v delu, ki je topen v kraljevi vodki. Po raztapljanju rude je Wollaston nevtraliziral kislino z raztopino NaOH, nato pa je oboril platino iz raztopine z delovanjem amonijevega klorida NH4Cl (obori se amonijev kloroplatinat). Nato smo raztopini dodali živosrebrov cianid, pri čemer je nastal paladijev cianid. Čisti paladij smo izolirali iz cianida s segrevanjem. Le leto kasneje je Wollaston poročal Kraljevi družbi, da je v surovi platini odkril paladij in še eno novo plemenito kovino, rodij. Wollaston je samo ime novega elementa, paladij, izpeljal iz imena majhnega planeta Pallas, ki ga je malo pred tem (1801) odkril nemški astronom Olbers.
Šestinštirideseti element je zaradi številnih svojih izjemnih fizikalnih in kemijskih lastnosti našel široko uporabo na številnih področjih znanosti in življenja. Tako so iz paladija izdelane nekatere vrste laboratorijske steklovine, pa tudi deli opreme za ločevanje vodikovih izotopov. Zlitine paladija z drugimi kovinami najdejo zelo dragocene aplikacije. Na primer, zlitine šestinštiridesetega elementa s srebrom se uporabljajo v komunikacijski opremi (vzpostavljanje stikov). Regulatorji temperature in termoelementi uporabljajo zlitine paladija z zlatom, platino in rodijem. Nekatere paladijeve zlitine se uporabljajo v nakitu, zobozdravstveni praksi (zobne proteze) in se uporabljajo celo za izdelavo delov srčnih spodbujevalnikov.
Ko ga nanesemo na porcelan, azbest in druge nosilce, paladij služi kot katalizator za številne redoks reakcije, ki se pogosto uporablja pri sintezi številnih organskih spojin. Paladijev katalizator se uporablja za čiščenje vodika iz sledi kisika, pa tudi kisika iz sledi vodika. Raztopina paladijevega klorida je odličen pokazatelj prisotnosti ogljikovega monoksida v zraku. Paladijeve prevleke se uporabljajo na električnih kontaktih za preprečevanje iskrenja in povečanje njihove odpornosti proti koroziji (paladizacija).
V nakitu se paladij uporablja tako kot sestavni del zlitin kot tudi sam. Poleg tega Banka Rusije kuje spominske kovance iz paladija v zelo omejenih količinah. Manjšo količino paladija uporabljamo v medicinske namene - pripravo citostatikov - v obliki kompleksnih spojin, podobnih cis-platini.
Biološke lastnosti
O biološki vlogi paladija v živih organizmih znanstveniki zagotovo ne morejo povedati ničesar, morda bodo nadaljnje študije lastnosti te platine razkrile njen pomen v določenih bioloških procesih.
Kljub temu je vloga tega elementa v medicini precej velika. Tako se v nekaterih državah (vključno z Rusijo) določena količina paladija uporablja za pridobivanje citostatikov - v obliki kompleksnih spojin, podobnih cis-platini. Takoj po Rosenbergovem odkritju citostatičnega učinka platine so znanstveniki po vsem svetu začeli proučevati ta pojav in sintetizirati vse bolj učinkovite in varne spojine platine za medicinske namene. V zadnjih letih si vodilni svetovni medicinski inštituti in velika podjetja med ostalimi spojinami platinske skupine, vključno s paladijem, prizadevajo najti bioaktivna zdravila. Ta plemenita kovina ubija in upočasnjuje rast rakavih celic nič slabše od platine, vendar je skoraj desetkrat manj strupena. Protitumorska zdravila na osnovi paladija so v zadnjih kliničnih preskušanjih in jih bodo morda kmalu uporabljali onkologi.
Drug zelo pomemben namen paladija in njegovih zlitin je povezan z visoko biološko združljivostjo te kovine - proizvodnjo medicinskih instrumentov, delov srčnih spodbujevalnikov in zobnih protez. Že zdaj je uporaba tradicionalnih neplemenitih zlitin na osnovi kobalta, niklja in kroma za ortopedsko zobozdravstvo znatno zmanjšana zaradi pogostih primerov neželenih učinkov pri številnih bolnikih, občutljivih na vpliv navadnih kovin.
Kaj bo nadomestilo zastarele materiale? Odgovor je očiten - zlitine plemenitih kovin, vključno s kovinami platinske skupine in zlasti paladijem. Ena taka zlitina je paladent (»Superpal«), ki vsebuje 60 % paladija in 10 % zlata. Zlitina ima lepo srebrno-sivo kovinsko barvo, zanesljive trdnostne lastnosti in je biološko združljiva. V maksilofacialni kirurgiji se uporablja za izdelavo podaljšanih mostičkov. Druga zlitina, ki vsebuje paladij, je plagodent ("Super KM"). Sestavljen je iz 98% plemenitih kovin (razen paladija vsebuje zlato in platino), je svetlo rumene barve in je namenjen za izdelavo masivnih zobnih protez, vložkov, polkron, mostičkov, predvsem s keramiko ali steklokeramiko. premazovanje.
Paladij se uporablja tudi v prehrambeni industriji. Potem ko je v številnih državah postalo jasno, da je nikelj vzrok za porast alergij med prebivalstvom, so mnogi krivili posodo iz tega materiala. Kasnejše študije pa so to hipotezo ovrgle in ugotovile pravi vzrok alergijske reakcije – nikelj so našli v hrani, natančneje v margarini iz rastlinskega olja. Dejstvo je, da mora po tehnološkem procesu olje postati trdno, za to je hidrogenirano, to je, da so molekule nasičene z vodikom s pomočjo katalizatorja. Nikelj je to vlogo igral že dolgo časa. Za intenziviranje procesa se prah katalizatorja intenzivno zmeša z rastlinskim oljem pri visoki temperaturi, nato pa se katalizator odstrani s filtracijo, vendar nikelj ni popolnoma odstranjen, in če pride do okvare v procesu, se precej velika količina tega alergen vstopi v končni izdelek.
Ta problem je bil rešen zahvaljujoč razvoju znanstvenikov iz Petrokemijskega inštituta po imenu A.V. Topčijeva. Uspelo jim je ustvariti katalizator na osnovi paladija, podprtega z aluminijevim oksidom. Ta uvedba je omogočila reševanje več težav hkrati: paladij je inerten in varen za ljudi, poleg tega je velikokrat bolj učinkovit od niklja, kar pomeni, da ga potrebujemo tisočkrat manj. Obstajajo še druge prednosti paladijevega katalizatorja - lažje ga je odstraniti iz končnega izdelka in telo lažje "dešifrira" strukturo molekul slednjega kot v primeru nikljevega katalizatorja, zato je "paladijeva" margarina je lažje prebavljivo.
Znano je, da draguljarji paladij pogosto uporabljajo v zlitinah z drugimi plemenitimi kovinami. Tako lahko zlitine vzorcev 583 in 750, imenovane "belo zlato", vsebujejo deset odstotkov paladija ali več. V naši državi je vlada uradno določila znake paladija 500 in 850. Ti znaki so najpogostejši v nakitu.
Drug priljubljen standard za paladij je 950. To je posledica dejstva, da so poročni prstani izdelani iz te kovine kot alternativa prstanom iz belega zlata z rodijevo prevleko. Dejstvo je, da se rodij precej hitro obrabi s površine prstana in ne bo vsakdo mogel vsako leto obnoviti dragega premaza. Prstani iz paladija so popolnoma enakega videza kot zlati, vendar jih ni treba letno obnavljati. Poleg standardnih paladijevih zlitin se v proizvodnji nakita včasih uporabljajo dekorativne spojine paladija z indijem, ki tvorijo široko paleto barv od zlate do lila. Vendar pa so izdelki iz takšne zlitine zelo redki.
Leta 1988 so bili kovanci za 25 rubljev prvič kovani iz paladija v seriji "1000-letnica starodavnih ruskih kovancev, literature, arhitekture in krsta Rusije". Na kovancu, ki tehta 31,1 g najvišjega standarda 999, je upodobljen spomenik knezu Vladimirju Svjatoslavoviču v Kijevu. V Baslu na mednarodni numizmatični razstavi je bila ta serija priznana kot najboljši program leta in prejela prvo nagrado za kakovost izvedbe.
Izdaja takih kovancev je bila omejena in ni trajala dolgo, zato imajo kovanci visoko zbirateljsko vrednost. Najbolj dragoceni sta dve seriji kovancev (izdani 1993-1994): »Prvo rusko potovanje okoli sveta. 1803-1806" - "Sloop "Nadežda"" s portretom I.F. Krusensterna, "Sloop "Neva" (Yu.F. Lisyansky)." Druga serija "Prva ruska antarktična odprava. 1819-1821" - "Sloop "Mirny" (M.P. Lazarev)", "Sloop "Vostok" (F.F. Bellingshausen)". Predstavljeni so tudi kovanci iz serije "Rusija in svetovna kultura" - "A. Rubljov", "M. P. Musorgski«, kovanci serije »Ruski balet« in posvečeni ruskim monarhom.
Na svetu je veliko priznanj in nagrad, ki se podeljujejo izjemnim znanstvenikom. Obstaja medalja, poimenovana po Williamu Hydu Wollastonu, narejena iz čistega paladija. To nagrado je pred skoraj dvema stoletjema (1831) ustanovilo Geološko društvo v Londonu in je bila sprva izdelana iz zlata. Šele leta 1846 je slavni angleški metalurg Johnson iz brazilskega paladijevega zlata pridobil čisti paladij, namenjen izključno izdelavi te medalje. Med nagrajenimi z medaljo Wollaston je bil Charles Darwin, leta 1943 pa je medaljo prejel sovjetski znanstvenik akademik Aleksander Evgenijevič Fersman za njegove izjemne mineraloške in geokemične raziskave. Zdaj se ta medalja hrani v Državnem zgodovinskem muzeju.
Vendar pa to ni edina paladijeva medalja. Drugo, ki jo podeljujejo za izjemno delo na področju elektrokemije in teorije korozijskih procesov, je ustanovilo Ameriško elektrokemijsko društvo. Leta 1957 je ta nagrada priznala dela največjega sovjetskega elektrokemika, akademika A. I. Frumkina.
Zasluge Williama Wollastona vključujejo ne le odkritje paladija (1803) in rodija (1804), proizvodnjo prve čiste platine (1803), temveč tudi odkritje ultravijoličnega sevanja, neodvisno od I. Ritterja. Poleg tega je Wollaston oblikoval refraktometer (1802) in goniometer (1809).
Industrija paladija se je v Rusiji pojavila relativno pozno. Šele leta 1922 je Državna rafinerija proizvedla prvo serijo ruskega rafiniranega paladija. S tem se je začela industrijska proizvodnja paladija pri nas.
Znano je, da lahko paladij izboljša protikorozijske lastnosti celo takšne kovine, ki je odporna na agresivna okolja, kot je titan. Dodatek paladija le 1% poveča odpornost titana na žveplovo in klorovodikovo kislino. Tako v enem letu izpostavljenosti klorovodikovi kislini plošča nove zlitine izgubi le 0,1 milimetra svoje debeline, medtem ko se čisti titan v istem času stanjša za 19 milimetrov. Raztopina kalcijevega klorida na zlitino sploh ne vpliva, medtem ko titan v agresivnem okolju izgubi do dva milimetra letno. Kakšna je skrivnost takšne zlitine? Dejstvo je, da kislina medsebojno deluje predvsem s paladijem in takoj je površina druge komponente zlitine prekrita s tankim oksidnim filmom - del, tako rekoč, obleče zaščitni plašč. Ta pojav so znanstveniki poimenovali samopasivacija (samoobramba) kovin.
Zgodba
Čast odkritja paladija pripada Angležu Williamu Hydu Wollastonu, ki je leta 1803 novo kovino izoliral iz surove platine v južnoameriških rudnikih. Kdo je ta človek, čigar ime je dano medalji iz čistega paladija, ki jo vsako leto podeljuje Londonsko geološko društvo?
Ob koncu osemnajstega stoletja je bil William Wollaston eden izmed mnogih neznanih londonskih zdravnikov, ki so delali v revnih delavskih območjih. Inteligentnemu in podjetnemu mladeniču delo, ki ni prinašalo dohodka, ni moglo ustrezati. V tistih časih je zdravnik moral imeti znanje ne samo zdravnika, ampak tudi farmacije, kar pa je predpostavljalo odlično znanje kemije. W.H. Wollaston se je izkazal za odličnega kemika - med študijem platine je izumil novo metodo za izdelavo posode iz platine in vzpostavil njeno proizvodnjo. Omeniti velja, da je bila v tistih letih platinasta steklovina za kemijske laboratorije nuja, saj je bilo vznemirjenje okoli znanstvenih odkritij enako kot v časih alkimistov okoli filozofskega kamna. Ni naključje, da je na prelomu 18. in 19. st. Odkrili so približno 20 novih kemičnih elementov!
Ni presenetljivo, da je Angležu novo podjetje začelo prinašati precejšen dohodek, ki je zadostoval za opustitev neobetavne medicinske prakse. Po izdelkih, ki jih je proizvedel Wollaston, je bilo povpraševanje daleč onkraj meglenega Albiona, kar je Angležu omogočilo, da se je lotil novih kemičnih raziskav, ne da bi skrbel za denar. Med izboljšanjem tehnike rafiniranja in čiščenja platine iz nečistoč je kemik prišel na idejo o možnosti obstoja platini podobnih kovin.
Platina, s katero je moral delati Wollaston, je bila stranski produkt, pridobljen pri izpiranju zlatonosnega peska v daljni kolumbijski republiki. Poleg zlata je vseboval primesi živega srebra, ki se jih je bilo treba znebiti. Surovo platino je raztopil v aqua regia, nato pa je iz raztopine oboril samo platino - s posebej čistim amoniakom NH4Cl. Takrat je Wollaston opazil, da ima oborena raztopina rožnat odtenek, ki ga nečistoče, kot sta zlato in živo srebro, ne morejo dati. Z dodajanjem cinka obarvani raztopini je kemik dobil črno oborino, ki jo je posušil in nato raztopil v kraljevi vodki. Izkazalo se je, da se je raztopil le del črnega prahu. Po razredčenju koncentrata z vodo je Wollaston dodal kalijev cianid, kar je povzročilo nastanek obilne oranžne oborine, ki je ob segrevanju postala siva. Siva usedlina je bila zlita v kovino, katere specifična teža je bila manjša od živega srebra. Z raztapljanjem nastale kovine v dušikovi kislini je Wollaston dobil topni del, ki je bil paladij, in netopni del, iz katerega je izoliral drugo platino - rodij.
Rodij je dobil ime po grški besedi za "rožnat", ker rodijeve soli dajejo raztopini rožnato barvo. Kar zadeva paladij, ga je Wollaston poimenoval v čast astronomskega odkritja, ki se je zgodilo prej. Malo pred odkritjem paladija in rodija (leta 1802) je nemški astronom Olbers odkril majhen planet v sončnem sistemu in ga poimenoval Pallas v čast starogrške boginje modrosti Pallas Atene.
Kaj je naredil Wollaston po odkritju novega elementa? Tega ni takoj objavil, temveč je v trgovini trgovca z minerali Forster razdelil anonimni oglas o prodaji nove kovine paladija. Sporočilo o novi plemeniti kovini - "novem srebru" je zanimalo mnoge, vključno s kemikom Richardom Chenevixom. Chenevix je s tipičnim vzkipljivim in neobvladljivim irskim značajem želel razkrinkati »prevarantski trik« in je, ne glede na visoko ceno, kupil paladijevo palico in jo začel analizirati.
Kmalu je Irec namignil, da kovina sploh ni nov element, ampak je bila izdelana iz platine z zlitino z živim srebrom po metodi ruskega znanstvenika A. A. Musin-Puškina. Chenevix je pohitel izraziti to mnenje - najprej v poročilu, prebranem pred člani Kraljeve družbe v Londonu, nato pa v širšem tisku. V odgovor na to je anonimni avtor oglasa sporočil, da je pripravljen plačati 20 funtov vsakomur, ki bi lahko umetno pripravil novo kovino po metodi, ki jo je predlagal Chenevix. Vendar drugi kemiki in sam Chenevix z vsemi svojimi napori niso mogli najti niti živega srebra niti platine v paladiju ...
Šele nekaj časa kasneje je Wollaston uradno objavil, da je avtor odkritja paladija in opisal metodo njegovega pridobivanja iz surove platine. Hkrati je napovedal odkritje in lastnosti druge kovine platine - rodija. Poleg tega je dejal, da je bil anonimni prodajalec nove kovine, ki je določil premijo za njeno umetno pripravo.
Tako zanimiva in nenavadna oseba je bil William Hyde Wollaston - malo znani londonski zdravnik in svetovno znani kemik - odkritelj paladija in rodija.
Biti v naravi
Paladij je ena najredkejših kovin, njegova povprečna koncentracija v zemeljski skorji je 1∙10-6% mase, vendar je to dvakrat več od zlata, ki ga vsebuje zemeljska skorja (5∙10-7%). William Wollaston je moral pridobivati paladij iz zrn kolumbijske samorodne platine - edinega takrat znanega minerala, ki je vseboval paladij. Dandanes znajo geokemiki poimenovati okoli 30 mineralov, ki vsebujejo to plemenito kovino.
Tako kot platina se tudi šestinštirideseti element nahaja v naravni obliki (za razliko od drugih platinoidov) in lahko vsebuje primesi drugih kovin: platine, zlata, srebra in iridija. Na videz jo je precej težko ločiti od domače platine, vendar je veliko lažja in mehkejša od nje. Pogosto je paladij sam nečistota v samorodnem zlatu ali platini. Tako je bila v rudah Norilsk odkrita paladijeva platina, ki vsebuje 40% paladija, v Braziliji (država Minas Gerais) pa je bila najdena zelo redka in malo raziskana sorta samorodnega zlata - paladijevo zlato ali porpecit. Na videz je ta mineral zelo težko ločiti od čistega zlata, saj vsebuje le 10% paladija.
Približno tretjina mineralov, ki vsebujejo paladij, je slabo raziskana, nekateri nimajo niti imen, to je posledica dejstva, da minerali vseh platinskih kovin tvorijo mikrovključke v rudah in so težko dostopni za raziskave. Eden takih mineralov je alopaladij. Ta srebrno bel mineral s kovinskim leskom je zelo redek. Vse sestavine tega minerala še niso v celoti identificirane, vendar je spektralna analiza pokazala vsebnost živega srebra, platine, rutenija in bakra v njem. Najbolj znani paladijevi minerali so paladit PdO, stanopaladit Pd3Sn2, stibiopaladit Pd3Sb (vsebuje primesi PtAs2), bragit (Pd, Pt, Ni) S (16-20% paladija), potarit PdHg. Zadnji od teh mineralov je bil najden leta 1925 v nahajališčih diamantov v Britanski Gvineji. Njegovo sestavo smo ugotovili s konvencionalno kemično analizo: 34,8 % Pd in 65,2 % Hg.
Največja nahajališča platinskih kovin (vključno s paladijem) se nahajajo v Rusiji - na Uralu. Druge s paladijem bogate države so ZDA (Aljaska), Kolumbija in Avstralija.
Vendar pa so bili glavni dobavitelj šestinštiridesetega elementa nahajališča nikljevih in bakrovih sulfidnih rud, v katerih je paladij stranski produkt predelave. Navsezadnje je njegova vsebnost v takšnih rudah trikrat večja od same platine, da ne omenjamo njenih drugih satelitov. Velika nahajališča takšnih rud se nahajajo v Afriki (Transvaal) in Kanadi. V naši državi se najbogatejša nahajališča bakrovo-nikljevih rud nahajajo na Arktiki (Norilsk, Talnakh).
Paladij najdemo ne samo v globinah našega planeta, kar dokazuje kemična analiza vesoljskih "gostov". Tako je v železovih meteoritih do 7,7 gramov paladija na tono snovi, v kamnitih meteoritih pa do 3,5 gramov. Odkrili so ga na Soncu hkrati s helijem leta 1868.
Ni presenetljivo, da je Rusija z najbogatejšimi zalogami rud platinske kovine ena največjih svetovnih proizvajalk in izvoznic paladija, pa tudi platine, niklja in bakra. Vodstvo na tem področju med ruskimi podjetji pripada MMC Norilsk Nickel. Podjetja v lasti podjetja izkopavajo dragocene kovine na polotokih Tajmir in Kola. Razvoj nahajališč na Krasnojarskem ozemlju je v teku. Menijo, da je nahajališče polotoka Tajmir eno najbogatejših na svetu glede vsebnosti paladija v sulfidnih rudah. Zaradi tega je podjetje Norilsk Nickel lastnik največjih zalog paladija na svetu.
Aplikacija
Druga zelo dragocena lastnost paladija je njegova relativno nizka cena. Torej je konec šestdesetih let prejšnjega stoletja stala približno petkrat manj kot platina. Sčasoma je cena šestinštiridesetega elementa rasla, a tudi druge plemenite kovine. Zaradi te kakovosti je paladij najbolj obetaven od vseh platinastih kovin, s čimer se širi obseg njegove uporabe.
Paladij je tako kot druge platinske kovine odličen katalizator. V njegovi prisotnosti se številne praktično pomembne reakcije začnejo in potekajo pri nizkih temperaturah, na primer procesi hidrogeniranja maščob in krekinga olja. Paladij pospešuje hidrogenacijske procese številnih organskih proizvodov veliko bolje kot dokazani katalizator, kot je nikelj. Šestinštirideseti element se uporablja kot katalizator pri proizvodnji acetilena, številnih farmacevtskih izdelkov, žveplove, dušikove, ocetne kisline, gnojil, eksplozivov, amoniaka, klora, kavstične sode in drugih produktov organske sinteze.
V opremi za kemično proizvodnjo se paladijev katalizator najpogosteje uporablja v obliki "črnega" (v fino dispergiranem stanju postane paladij, tako kot vse platinske kovine, črn) ali v obliki oksida PdO (v napravah za hidrogeniranje). Od sedemdesetih let 20. stoletja se paladij aktivno uporablja v avtomobilski industriji v katalizatorjih (nevtralizatorjih) izpušnih plinov. Mimogrede, nevtralizatorji so potrebni ne le za čiščenje avtomobilskih izpušnih plinov, ampak tudi za čiščenje kakršnih koli emisij plinov, na primer v termoelektrarnah. Industrijske naprave za ta namen uporabljajo v ZDA, nekaterih državah EU in na Japonskem.
Zaradi dejstva, da vodik aktivno difundira skozi paladij, se slednji uporablja za globinsko čiščenje vodika. Pod rahlim pritiskom se plin spusti skozi enostransko zaprte paladijeve cevi, segrete na 600 ° C. Vodik hitro prehaja skozi paladij, nečistoče (vodna para, ogljikovodiki, kisik, dušik) pa se zadržijo v ceveh. Za znižanje stroškov postopka se ne uporablja čisti paladij, temveč njegove zlitine z drugimi kovinami (srebro, itrij).
Paladij in njegove zlitine se pogosto uporabljajo v elektroniki za premaze, odporne na sulfide. Določena količina te kovine se uporablja za proizvodnjo visoko natančnih uporovnih akordov (vesoljska in vojaška oprema), tudi v obliki zlitine z volframom (na primer PdV-20M). V svoji čisti obliki je paladij del keramičnih kondenzatorjev z visoko temperaturno stabilnostjo kapacitivnosti, ki se uporabljajo v proizvodnji pozivnikov, mobilnih telefonov, računalnikov, televizorjev s širokim zaslonom in drugih elektronskih naprav. Paladijev klorid PdCl2 se uporablja kot aktivacijska snov pri galvanskem metaliziranju dielektrikov - zlasti pri nanašanju bakra na površino laminatov pri proizvodnji tiskanih vezij v elektroniki.
Šestinštirideseti element je potreben tudi v nakitu, tako kot sestavni del zlitin kot sam po sebi. Na primer, dobro znani koncept "belo zlato" se nanaša na zlitino zlata, paladija in nekaterih drugih elementov. Na primer, "belo zlato" standarda 583 vsebuje 13% paladija, bela plemenita kovina standarda 750 pa ima naslednjo sestavo: Au - 75%, Ag - 4%, Pd - 21% (za ta vzorec se sestava lahko razlikuje) . Nakit iz "čistega" paladija vsebuje primesi 5% rutenija.
Paladij se uporablja za izdelavo posebnih kemičnih posod (na primer za proizvodnjo fluorovodikove kisline) - destilacijske kocke, posode, deli črpalk, retorte. Del kovine se porabi za izdelavo korozijsko odpornih delov visoko natančnih merilnih instrumentov.
V steklarski industriji se paladijeve zlitine uporabljajo v lončkih za taljenje stekla in v kalupih za proizvodnjo umetne svile in viskozne niti.
Paladij in njegove zlitine se uporabljajo tudi v medicini - izdelava medicinskih instrumentov, delov za srčne spodbujevalnike in proteze. V nekaterih državah se majhna količina paladija uporablja za pridobivanje citostatikov - v obliki kompleksnih spojin, podobnih cisplatinu.
Proizvodnja
Vemo, da je William Hyde Wollaston med preučevanjem najnovejših metod rafiniranja platine izoliral paladij. Ko je raztopil surovo platino v kraljevi vodki in iz raztopine z amoniakom obarjal samo čisto plemenito kovino, je kemik opazil nenavadno rožnato barvo raztopine. Takšne barve ni bilo mogoče razložiti s prisotnostjo znanih nečistoč v surovi platini, iz česar je Wollaston sklepal, da so v vzorcih rude, ki jo je preučeval, prisotne nekatere kovine platine.
Po obdelavi nastale raztopine nenavadne barve s cinkom je angleški kemik dobil črno oborino, ki jo je posušil in poskusil ponovno raztopiti v aqua regia. Vendar pa ni bil ves prašek raztopljen. Z redčenjem te raztopine z vodo in dodajanjem kalijevega cianida (da bi se izognili obarjanju majhnih količin platine, ki ostane v raztopini), je William Wollaston dobil oranžno oborino, ki je pri segrevanju postala siva, in ko se je stopila, se je spremenila v kapljico kovino, ki jo je znanstvenik poskušal raztopiti v dušikovi kislini. Topni del je bil paladij.
Znanstvenik je sam opisal odkritje nove kovine v tako zapletenem in nejasnem jeziku. Sodobne metode pridobivanja čistega paladija iz naravnih surovin, ki temeljijo na ločevanju kemičnih spojin platinskih kovin, so zelo zapletene in dolgotrajne. Večina podjetij in korporacij, ki se ukvarjajo z rafiniranjem, ne želi deliti svojih proizvodnih skrivnosti. Lahko rečemo le, da je proizvodnja paladija ena od stopenj predelave surove platine in proizvodnje platinskih kovin. Kovino dobimo po naslednji shemi: iz filtrata, ki ostane po obarjanju (NH4)2, kot rezultat rafiniranja, dobimo težko topno kompleksno spojino diklorodiamin paladij Cl2, očistimo iz nečistoč drugih kovin z rekristalizacijo iz raztopine NH4Cl. S kalciniranjem te spojine v redukcijski atmosferi vodika dobimo paladij v obliki gobe:
Cl2 + H2 → Pd + 2NH3 + 2HCl
Gobasti paladij se tali v visokofrekvenčni vakuumski električni peči. Z redukcijo raztopin paladijevih soli dobimo drobnokristalni paladij - paladijevo črno. Elektrodepozicija paladija se izvaja iz elektrolitov nitrita in fosfatne kisline, zlasti z uporabo Na2.
Uporabljajo se tudi druge metode rafiniranja, zlasti tiste, ki temeljijo na uporabi ionskih izmenjevalcev.
Znano je, da je bila sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja letno rudarjenje in proizvodnja paladija v zahodnih državah in državah v razvoju približno 25-30 ton. Iz recikliranih materialov ni bilo pridobljenih več kot deset odstotkov paladija. Hkrati je ZSSR predstavljala do dve tretjini celotne svetovne proizvodnje te plemenite kovine. V našem času (po podatkih iz leta 2007) je proizvodnja paladija znašala 267 ton, od tega je Rusija predstavljala 141 ton, Južna Afrika - 86 ton, ZDA in Kanada - 31 ton, druge države - 9 ton. Iz teh statističnih podatkov je razvidno, da se proizvodnja in pridobivanje šestinštiridesetega elementa povečujeta, vloga vodje pa še vedno ostaja pri naši državi.
Izdelki iz paladija se večinoma proizvajajo z žigosanjem in hladnim valjanjem. Iz te kovine je zelo enostavno dobiti brezšivne cevi zahtevane dolžine in premera. Poleg tega se paladij proizvaja v ingotovih 3000-3500 gramov, pa tudi v obliki trakov, trakov, folije, žice in drugih polizdelkov.
Trg trgovanja s kovinami doživlja hitro rast povpraševanja po paladiju. Možno je, da obstoječa ponudba na trgu kmalu ne bo več zadostovala za zadovoljitev naraščajočega povpraševanja po kovini, zaradi česar bo cena paladija še narasla. Tako postane paladij najboljša naložba med plemenitimi kovinami.
Fizične lastnosti
Paladij je plemenita platinasta kovina srebrno bele barve s kubično mrežo, osredotočeno na ploskev, kot je baker (a = 0,38902 nm, z = 4). Kot del prve triade kovin platinske skupine je paladij po videzu še vedno bolj podoben srebru kot platini. Hkrati so vse tri kovine po videzu zelo podobne, vendar tega ne moremo reči o njihovi gostoti. V tem pogledu je paladij (gostota 12,02 g/cm3) veliko bližje srebru (10,49 g/cm3) kot platini (21,5 g/cm3).
Poleg tega, da je šestinštirideseti element najlažja med kovinami platine, je tudi najbolj taljiva med njimi – tališče Pd je 1.552 °C, medtem ko je tališče platine (Pt) 1.769 °C. C, tališče rodija (Rh) 1.960 °C, tališče rutenija (Ru) je 2.250 °C, za iridij (Ir) je tališče 2.410 °C, tališče osmija (Os) pa presega 3.000 °C. Enako je z vreliščem kovin platine – najnižje je pri paladiju (3.980 °C), pri rodiju in platini okoli 4.500 °C, pri ruteniju okoli 4.900 °C ter pri iridiju (5.300 °C) in osmiju. (5500 °C) najvišja vrelišča vseh platinoidov.
Druge temperaturne značilnosti šestinštiridesetega elementa: toplotna kapaciteta (pri temperaturi 0 °C) 0,058 cal/(g∙°C) ali 0,243 kJ/(kg∙K); toplotna prevodnost 0,17 cal/(cm∙sec∙°C) ali 71 W/(m∙K). Linearni koeficient toplotne razteznosti pri 0 °C je 11,67∙10-6.
Podobnost videza paladija s srebrom in platino, njegova sposobnost dobrega poliranja, odpornost proti koroziji in posledično pomanjkanje tarnanja - vse te lastnosti so šestinštirideseti element uvrstile med kovine za nakit. V okvirju iz paladija dragi kamni učinkovito izstopajo. Ure v ohišjih iz belega zlata so zelo priljubljene. Zdi se, kaj ima paladij s tem? Dejstvo je, da je "belo zlato" za ohišja ur zlato, ki je bilo beljeno z dodatkom paladija. Sposobnost paladija, da "beli" velike količine zlata, je dobro znana. Paladij ugodno vpliva tudi na druge kovine. Tako lahko njegov dodatek k titanu (manj kot 1%) spremeni to kovino v zlitino, ki je popolnoma odporna na agresivna okolja. Čisti titan je odporen na kraljevo vodko in dušikovo kislino, vendar je nestabilen na koncentrirano klorovodikovo in žveplovo kislino. Titan, legiran s paladijem, zlahka prenese njihov vpliv.
Tako kot platina je paladij duktilna in temprana kovina, ki jo je mogoče zlahka variti, valjati, vlečeti, žigosati in vlečeti tudi pri sobni temperaturi. Pri segretem paladiju so te lastnosti izboljšane, iz njega je mogoče dobiti najtanjše pločevine, žice in brezšivne cevi zahtevane dolžine in premera. Brinellova trdota 49 kgf/mm2. Normalni modul elastičnosti za šestinštirideseti element je 12600 kgf / mm2. Raztezek ob pretrganju 24-30%. Natezna trdnost 18,5 kgf / mm2. Omeniti velja, da mehanske lastnosti paladija niso konstantne, kar je pomembno za tehnologijo. Torej se po hladni obdelavi trdota te kovine poveča za 2-2,5-krat, po žarjenju pa se zmanjša. Dodatki sorodnih kovin vplivajo tudi na lastnosti paladija: dodatek 4% rutenija in 1% rodija podvoji natezno trdnost!
Kot vse platinske kovine je paladij paramagneten, njegova magnetna občutljivost χs∙10-6 (pri temperaturi 18 °C) je enaka 5,4 elektromagnetne enote. Električna upornost pri 0 °C je 10 Ohm∙cm∙10-6. Paladij ima edinstveno sposobnost absorbiranja vodika: več kot osemsto volumnov vodika se v normalnih pogojih raztopi v enem volumnu paladija. V tem primeru element ohrani svoj kovinski videz, vendar poči in postane krhek.
Kemijske lastnosti
Preden opišemo kemijske lastnosti paladija, je treba omeniti, da je to edini element z izjemno zapolnjeno zunanjo elektronsko ovojnico: v zunanji orbiti atoma paladija je 18 elektronov. Kakšen je pomen tega dejstva? Dejstvo je, da s takšno strukturo atom preprosto ne more imeti največje kemične odpornosti. Zato tudi povsem uničujoč fluor ne vpliva na paladij v normalnih pogojih. V spojinah je paladij lahko dvo-, tri- in štirivalenten, največkrat dvovalenten. Hkrati je šestinštirideseti element najbolj aktiven med platinastimi kovinami, po kemijskih lastnostih podoben platini. Na zraku je paladij stabilen do temperature 300-350 °C, nato začne oksidirati s kisikom in na površini tvori moten film paladijevega oksida PdO:
2Pd + O2 → 2PdO
Zanimivo je, da se paladijev oksid PdO po »preseganju« praga 850 °C razgradi na kovino in kisik in pri tej temperaturi postane kovinski paladij ponovno odporen proti oksidaciji.
Paladij ne reagira z vodo, razredčenimi kislinami, alkalijami ali amonijevim hidratom. To je razloženo s položajem šestinštiridesetega elementa v seriji standardnih potencialov, kjer je desno od vodika. Toda paladij medsebojno deluje s koncentrirano žveplovo in dušikovo kislino ter se raztopi v vodki:
Pd + 2H2SO4 → PdSO4 + SO2 + 2H2O
Pd + 4HNO3 → Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O
3Pd + 4HNO3 + 18HCl → 3H2 + 4NO + 8H2O,
in gre tudi v raztopino pri anodnem raztapljanju v klorovodikovi kislini. Ko se paladij raztopi v vodki, tvori heksakloropaladijevo (IV) kislino H2, ki pri vrenju razpade na H2 in Cl2.
Pri sobni temperaturi paladij reagira z mokrim bromom in klorom:
Pd + Cl2 → PdCl2
Paladijev diklorid PdCl2 - rdeči kristali, zlahka topni v vodi in klorovodikovi kislini. Poleg tega kot rezultat zadnje reakcije dobimo tetrakloropaladijevo (II) kislino H2.
Pri temperaturah 500 °C in več lahko šestinštirideseti element medsebojno deluje s fluorom in drugimi močnimi oksidanti, pa tudi z žveplom, selenom, telurijem, arzenom in silicijem.
Interakcija paladija z vodikom je zelo zanimiva - kovina je sposobna absorbirati velike količine tega plina (pri sobni temperaturi en volumen paladija absorbira do 950 volumnov vodika) zaradi tvorbe trdnih raztopin s povečanjem parameter kristalne mreže. Vodik se nahaja v kovini v atomski obliki in ima visoko kemično aktivnost. Absorpcija velike količine vodika ne pusti sledi na paladiju - kovina nabrekne, nabrekne in poči. Absorbirani plin se zlahka odstrani iz paladija, ko se v vakuumu segreje na 100 °C.
Poleg tega, da absorbira vodik, ima paladij lastnost tranzita tega plina skozi sebe. Torej, če vodik pod pritiskom črpamo v posodo iz paladija in nato zaprto posodo segrejemo, bo vodik "odtekel" iz paladijeve posode skozi stene, kot voda skozi sito. Pri 240 °C skozi vsak kvadratni centimeter milimeter debele paladijeve plošče v eni minuti preide 40 kubičnih centimetrov vodika, z naraščanjem temperature pa postane prepustnost kovine še pomembnejša.
Kot vse platinske kovine tudi paladij tvori številne kompleksne spojine. Kompleksi dvovalentnega paladija z amini, oksimi, tiosečnino in številnimi drugimi organskimi spojinami imajo ravno, kvadratno strukturo in se po tem razlikujejo od kompleksnih spojin drugih platinoidov. Skoraj vedno tvorijo obsežne oktaedrske komplekse. Sodobna znanost pozna več kot tisoč kompleksnih spojin paladija. Nekateri med njimi prinašajo praktične koristi – vsaj pri sami proizvodnji paladija.
Med njimi so štirje elementi, ki so predmet blagovne znamke. So najdražji od vseh plemenitih mineralov.
To so srebro, zlato, platina in paladij. Platina in paladij sta minerala, ki spadata v skupino platinskih elementov. Po zunanjih znakih jih je težko razlikovati. Zato je vredno razumeti, kaj je paladij in kako ga razlikovati od drugih kovin?
Leta 1801 je nemški znanstvenik Olbers odkril planet, imenovan Pallas. To odkritje je postalo senzacija in naredilo velik vtis na slavnega kemika Wollastona. Zato, ko mu je dve leti pozneje uspelo pridobiti nov element iz surove platine, ga je poimenoval paladij.
Paladij je najlažji element iz skupine platine. Njegova gostota je približno 12 g na 1 kubični centimeter. V svoji čisti obliki ima kovina srebrno belo barvo, drugih odtenkov ni.
Številne lastnosti kovine so podobne lastnostim drugih plemenitih elementov. Na primer, mineral je precej plastičen, viskozen in ima dobro kovnost. Tako kot zlato ga je mogoče enostavno raztegniti v najtanjšo pločevino ali mu dati poljubno obliko, spajkati, polirati ali gravirati.
Če pa element primerjate s platino, potem je v nekaterih lastnostih slabši od njega. Na primer, reagira z žveplovo in klorovodikovo kislino. In dušikova kislina ga lahko popolnoma raztopi. V primerjavi z drugimi elementi je paladij inertna kovina.
potrdilo o prejemu
Element je prisoten v belem zlatu. In pomembna naloga je ločiti ga od bizmuta in arzena, ki se tako kot paladij raztopita v dušikovi kislini.
Če želite to narediti, izvedite naslednje manipulacije:
- Nitrat elementov, kot so srebro, paladij in bizmut, je treba izhlapeti do sirupastega stanja. V primeru paladija bo to pomagalo odstraniti ostanke različnih kislin iz njih.
- Nato zmes razredčimo s prečiščeno vodo.
- Dodamo koncentrirano klorovodikovo kislino. Nastane bela usedlina, podobna skuti – srebrov klorid. Treba ga je ločiti, da raztopina postane bistra.
- Po tem se sestava izhlapi. S tem se odstrani klorovodikova kislina.
- Mešanici dodamo amoniak. Sestava naj postane modra ali zelena. Kosmiči - bizmutov klorid - bodo začeli izpadati. Ne topi se v amoniaku.
- Zmes filtriramo. Doda se ji klorovodikova kislina. Posledično nastane paladijev sulfid.
- Po končani reakciji nastane rumena oborina v prozorni raztopini z rumenkastim odtenkom.
- Paladijev sulfid je treba temeljito sprati in odstraniti iz vode.
- Paladijev sulfid se lahko nato reducira v kovinsko stanje. Da bi to naredili, ga je treba ponovno stopiti.
- Da bi kovina dobila tržni videz, je paladijev sulfid najbolje reducirati v črno z vodikovim sulfidom. Nato ga je treba ponovno zliti. Po tem se paladijev sulfid granulira.
poskusite
Ker je paladij mehka kovina, se ne uporablja v čisti obliki. Takšna zlitina ne bo mogla prenesti niti rahlih zunanjih vplivov.
Draguljarji za svoje delo uporabljajo minerale z različnimi primesmi. Od njihovega števila in imena je odvisna tudi velikost vzorca zlitine.
Glavni vzorci paladija so predstavljeni v tabeli.
Vse kovine dajejo elementu trdoto. In če dodate zlato ali srebro, lahko povečate odpornost proti obrabi zlitine.
Pridobivanje in uporaba
Paladij je zlitina plemenitih kovin, ki jo najdemo v več kot 30 mineralih. Najdemo ga tudi v obliki nuggets. Velika količina elementa je vključena v zlitine zlata in srebra.
Paladij velja za redko plemenito kovino. Je veliko redkejši od zlata. Med glavnimi rudarskimi kraji so:
- Norilsk platina. Je pomembno nahajališče elementa. Tu je več kot polovica vseh mineralov paladij. Ostalo je živo srebro, baker, nikelj.
- Velika količina kovine je izkopana v Braziliji. Tukaj najdemo nuggets z vsebnostjo elementov več kot 10%.
Uporaba kovinskega paladija je raznolika. Praktično ni področja, kjer se ne uporablja:
Pogosto se uporablja mešanica paladija in platine. Ne le izboljša tehnološke lastnosti kovine, ampak tudi daje dekoraciji večjo izraznost.
Cena
Cena 1 g paladija na borzi je skoraj 1500 rubljev.
Če govori o odpadu, potem je vredno vedeti, da je izdelek visoke kakovosti in z umetniškim dizajnom dražji. Za nakit standarda 500 bodo kupci ponudili največ 550 rubljev. Če pa je količina dostavljenega artikla 500 g ali več, se bodo stroški povečali.
Po videzu paladij močno spominja na srebro in platino, vendar je opazno lažji in mehkejši. Spada v skupino platinskih kovin in jo poleg same platine najdemo v naravi v samorodnem stanju. Običajno je mešanica zlata, srebra, paladija in iridija. Do danes je bilo odkritih le nekaj nahajališč platinskega paladija (do 40 % Pd).
Na splošno je to izjemno redka kovina, ki jo najdemo v različnih spojinah: diamant v Britanski Gvineji - kot del potarita (PdHg, kjer vsebnost paladija doseže 34,8%), samorodno zlato v Braziliji - porpecit (Pd - 10-11 %) . Nazadnje, paladij najdemo v kamnitih in železovih meteoritih - približno 2-7 gramov na tono.
Fizične lastnosti
Paladij je kovina platinske skupine. Barva paladija je srebrno bela, bolj spominja na barvo srebra. Osnovne fizikalne lastnosti elementa:
- trdota (gostota) - 12,02 g / cm 3 (za srebro - 10,49 g / cm 3, za platino - 21,40 g / cm 3)
- tališče – 1552°С
- vrelišče - 3980 ° C
- natezna trdnost – 18,5 kg/mm 2 (dodajanje 4% rutenija in 1% rodija to številko podvoji)
Kovina Pd je tako mehka, da jo je mogoče udobno obdelovati pri sobni temperaturi. Hkrati ima takšno lastnost kot dvakratno povečanje trdote med hladnim kovanjem. Glavni metodi predelave paladija sta hladno valjanje in žigosanje.
Kemijske lastnosti
Paladij je edinstven v svoji vrsti glede na zgradbo zunanje elektronske lupine. Je popolnoma napolnjen, zato je kovina obdarjena z neverjetno visoko kemično odpornostjo. Vendar pa je Pd sposoben prenesti delovanje močnih oksidantov le do stopnje 500 °C. Paladij sodeluje pri tvorbi ogromnega števila kompleksnih spojin, ki se pogosto uporabljajo v različnih panogah.
Očitno takšne kovine industrija nakita ni mogla prezreti. Paladij je zelo lep, sploh v kombinaciji s kamni, nikoli ne zbledi in je odlično obdelan. Ta kovina se uporablja za "beljenje" zlata: delež paladija v belem zlatu je 1/7.
Pd je razmeroma poceni, zato je najbolj dostopen od celotne linije platinskih kovin. Če upoštevamo, da je paladij obdarjen z osnovnimi lastnostmi elementov te skupine, ga je mogoče uporabiti za znatno znižanje stroškov proizvodnje različnih izdelkov, na primer zobnih protez ali nekaterih delov kompleksne električne opreme. 
Druga zanimiva lastnost paladija je njegova reakcija na stik z ogljikovim monoksidom. Kot veste, je ogljikov monoksid CO izjemno nevaren strup, ki je brez vonja, barve in okusa. Običajen kos papirja, namočen v raztopino paladijevega klorida, bo takoj odreagiral na presežek CO v zraku (nad 0,02 mg/l): postal bo črn, saj se v stiku s CO začne spojina PdCl 2 reducirati v paladijevo črna.
Paladij se uporablja tudi v plinskih maskah: majhen dodatek Pd tukaj deluje kot preprost katalizator za oksidacijo zraka.
Paladij: cena
Toda kaj je dražje - paladij ali zlato? Platina ali paladij? Primerjava cene za gram vsake od teh kovin (od sredine leta 2015) bo pomagala odgovoriti na to vprašanje:
- Zlato - 37,8 $
- Platina – 34,6 $
- Paladij - 21,7 $
- Srebro - 0,5 $
