Палладий–свойства, получение и применение

Палладий (Pd)—металл Vlll группы, 5-го периода периодической системы, относится к группе платиноидов. Атомный номер палладия 46, атомная масса 106,4. В природе существует шесть изотопов палладия. Плотность 11,9-12,6 г/см3 (твёрдый); 11,0 г/см3(жидкий); температура плавления 1552ОС, температура кипения 3980ОС, при температуре1300ОС палладий заметно летуч. Коэффициент линейного расширения 11,6.10-6, удельная электропроводность 9,7 м/ом.мм2, удельное электрическое сопротивление 10мком.см.

Модуль нормальной упругости палладия 11500кг/мм2, предел прочности при растяжении 14,0кг/мм2(отожжённый), 33кг/мм2(нагартованный). Относительное удлинение 55% (отожжённый), относительное сужение—90% (отожжённый), твёрдость по Бринелю НВ=46кг/мм2(отожжённый), НВ=109кг/мм2(нагартованный). Пластические свойства палладия равны свойствам платины. Палладий вместе с Ru, Rh, Ag, Os, Ir, Pt, Au–относится к числу благородных металлов.

По степени химической стойкости палладий значительно слабее платины: он растворяется в царской водке и азотной кислоте, реагирует с расплавленными бисульфатами и персульфатами щелочных металлов, при нагревании на воздухе получает тёмное окрашивание поверхности (PdO), исчезающее при нагреве выше 860ОС, вследствие разложения образовавшегося окисла.

Палладий обладает высокими каталитическими свойствами в различных химических реакциях, что связано с его высокой способностью поглощать различные газы. Палладий в слитке способен поглотить 850-кратный объём водорода, палладиевая «чернь» поглощает ещё большее количество водорода, а пластинка из палладия толщиной в 1мм и площадью в 1см2 в течение минуты, пропускает через себя 40 см3 водорода.

Палладий представляет собой серебристо белый металл, он получил своё название по имени второй малой планеты Паллады, открытой незадолго до открытия этого металла. В природе палладий находится в составе минералов : палладистая платина (Pt,Pd)(Pd 7-40%) и станнопаладинит( палладий, олово, медь) (Pd40-45%). Также, палладий получают при переработке сульфидных руд меди и никеля. Его содержание в земной коре составляет (кларк) 10-9%, а общие запасы палладия, в пересчёте на металл, оцениваются в 100млн. кг. В природе, иногда, палладий встречается в виде примеси в горных породах содержащих платину и золото, а иногда в виде естественных сплавов с платиной, иногда с золотом и серебром.

ПОЛУЧЕНИЕ.

Раствор золота и платины, содержащий палладий, после выделения из него золота и платины, подвергают обработке аммиаком по реакции: PdCl2+4NH3= [Pd(NH3)4Cl2] получают т.н. палладозамин, который, затем, повторно растворяют в аммиаке, переосаждают соляной кислотой и прокаливают. Получают губчатый палладий, содержащий до 99,9% Pd. Этот способ позволяет освободиться от ряда примесей, дающих комплексные растворимые аммиачные соли. Для более тонкой очистки губчатый палладий растворяют в царской водке, переосаждают аммиаком и получают палладий в виде соли Pd(NH3)2Cl6.

Палладий в слитках поставляют потребителю по ГОСТ12360-66 и, в соответствии с химическим составом по этому ГОСТу, установлены две марки палладия аффинированного в слитках: ПДА-1 (99,95%) и ПДА-2 (99,90%). Потребителю поставляется палладий в виде слитков прямоугольной формы 100х65мм, массой не более 3,5кг. Поверхность слитка обрабатывают резанием и зачищают до шероховатости не более RZ 80

ПРИМЕНЕНИЕ.

Палладий, после открытия, не получил широкого применения, однако, начиная со средины 20-го века использование палладия в науке и технике резко возросло.
Палладий начали применять во многих химических процессах, например, связанных с присоединением водорода (гидрогенизация жиров), при синтезе витаминов. В ряде случаев, благодаря применению палладиевого катализатора, удаётся осуществлять химические реакции при более низких температурах, чем при катализаторах из других металлов. При неответственных условиях работы, палладий применяется для изготовления лабораторной посуды, заменяя платину.

Палладий применяют для изготовления припоев специального назначения, электрических контактов в приборах, термических сопротивлений, термопар. Сплавы, содержащие палладий, применяют при изготовлении фильеров для производства искусственных волокон, а в последнее время, сплавы содержащие палладий применяют для изготовления постоянных магнитов, для создания нагревателей малых печей и лабораторной химической посуды.

В покрытия, защищающие чёрный металл от коррозии, добавляют сплавы содержащие палладий, а медицинские инструменты покрытые сплавом содержащим палладий, служат во много раз дольше, чем обычные.

В материалы для изготовления зубных протезов, ювелирных изделий, нагрудных знаков, для придания им красивой поверхности. также добавляют палладий.
Палладий служит индикатором обнаружения угарного газа и применяется для этой цели в виде раствора хлористого палладия, который мгновенно темнеет при воздействии на него окиси углерода в воздухе, выше допустимых норм.

Для нейтрализации отработанных газов автомобилей с дизельными двигателями в каталитических нейтрализаторах применяется платина, для этих же функций, в автомобилях с бензиновыми двигателями, гораздо лучше подходит палладий, и замены ему не предвидится.

Применение палладия в электронике, для изготовления многослойных керамических конденсаторов и гибридных интегральных микросхем, для покрытия разъёмов радио приборов, стало незаменимым в этой отрасли.

В ювелирной промышленности, палладий вместо никеля, применяется для получения белого золота.

Всё это многообразие отраслей для применения палладия обусловлено замечательными химическими и физическими свойствами этого металла.