Palladium

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
46 rodiumpalladiumsilwer
Ni

Pd

Pt
Pd-TableImage.png
Algemeen
Naam, Simbool, Getal palladium, Pd, 46
Chemiese reeks oorgangsmetale
Groep, Periode, Blok 10, 5, d
Voorkoms silwerige wit metaal
Atoommassa 106.42 (1) g/mol
Elektronkonfigurasie [Kr] 4d10
Elektrone per skil 2, 8, 18, 18, 0
Fisiese Eienskappe
Toestand vastestof
Digtheid (naby k.t.) 12.023 g/cm³
Vloeistof digtheid teen s.p. 10.38 g/cm³
Smeltpunt 1828.05 K
(1554.9 °C)
Kookpunt 3236 K
(2963 °C)
Smeltingswarmte 16.74 kJ/mol
Verdampingswarmte 362 kJ/mol
Warmtekapasiteit (25 °C) 25.98 J/(mol·K)
Dampdruk
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
teen T/K 1721 1897 2117 2395 2753 3234
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur kubies vlakgesentreerd
Oksidasietoestande 2, 4
(matige basiese oksied)
Elektronegatiwiteit 2.20 (Skaal van Pauling)
Ionisasie energieë 1ste: 804.4 kJ/mol
2de: 1870 kJ/mol
3rde: 3177 kJ/mol
Atoomradius 140 pm
Atoomradius (ber.) 169 pm
Kovalente radius 131 pm
Van der Waals radius 163 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking geen data
Elektriese resistiwiteit (20 °C) 105.4 nΩ·m
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 71.8 W/(m·K)
Termiese uitsetting (25 °C) 11.8 µm/(m·K)
Spoed van klank (dun staaf) (20 °C) 3070 m/s
Young se modulus 121 GPa
Skuifmodulus 44 GPa
Massamodulus 180 GPa
Poissonverhouding 0.39
Mohs se hardheid 4.75
Vickers hardheid 461 MPa
Brinell hardheid 37.3 MPa
CAS-registernommer 7440-05-3


Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van Palladium
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
100Pd sin 3.63 d e - 107Rh
? 0.084, 0.074,
0.126
-
102Pd 1.02% Pd is stabiel met 56 neutrone
103Pd sin 16.991 e - 103Rh
104Pd 11.14% Pd is stabiel met 58 neutrone
105Pd 22.33% Pd is stabiel met 59 neutrone
106Pd 27.33% Pd is stabiel met 60 neutrone
107Pd sin 6.5×106 y ß- 0.033 107Ag
108Pd 26.46% Pd is stabiel met 62 neutrone
110Pd 11.72% Pd is stabiel met 64 neutrone
Verwysings

Palladium is 'n chemiese element met die simbool Pd en atoommassa van 46. Dit is 'n seldsame silwerwit oorgangsmetaal uit die platinumgroep en waarvan die chemiese eienskappe ooreenkomste met platinum toon. Dit is in 1803 in platinumertse ontdek deur William Hyde Wollaston en na die asteroïde Pallas vernoem.

Palladium word gewoonlik as 'n vrye metaal in legering met ander platinumgroepmetale aangetref. Dit word kommersieël ontgin vanuit koper-nikkelertse. Palladium het 'n groot affiniteit vir waterstof en kan soveel as 900 keer sy eie volume van die gas absorbeer. Palladium-metaal en sy komplekse word dikwels in kataliste gebruik soos in die geval van katalitiese omsetters in motors, palladium op koolstof wat in organiese chemie en ander verbindingsreaksies gebruik word. Dit is 'n edelmetaal wat soms in juwele gebruik word en word met die ISO valutakode XPD aangedui. Palladium het onlangs baie belangstelling by beleggers laat ontstaan. Vroeg in 2007 is verskeie Effekte verhandelde fondse met fisiese palladium as rugsteuning geloods, onder andere die London ETF Security en die ZKB Palladium ETF.

Geskiedenis[wysig]

Palladium is deur William Hyde Wollaston in 1803 ontdek.[1][2] Die element is deur Wollaston vernoem na die asteroïde, Pallas, wat twee jaar tevore ontdek is.[3]

Wollaston het palladium in ru platinumerts vanuit Suid-Amerika ontdek deur die erts in aqua regia op te los, dit daarna met 'n oplossing van natriumhidroksied te neutraliseer, die platinum is toe as ammoniumchloroplatinaat neergeslaan deur die oplossing met ammoniumchloried te behandel. Hy het kwiksianaat bygevoeg om palladiumsianaat te vorm wat daarna verhit is om die palladium-metaal te onttrek.

Palladiumchloried is eens op 'n tyd as 'n behandeling vir tuberkulose voorgeskryf teen 'n dosis van 0.065g per dag. Die behandeling het nie baie nadelige gevolge gehad nie maar is later met meer doeltreffende middels vervang.

Palladium se affiniteit vir waterstof het 'n belangrike rol gespeel in die omstrede Fleischmann-Pons eksperiment in 1989, waar die navorsers beweer het dat hulle koue fusie ontdek het.

Vroeg in die jaar 2000 is die Russiese verskaffing van palladium aan wêreldwye markte gereeld onderbreek of vertraag[4] omdat uitvoerkwotas nie betyds vanweë politiese oorwegings toegestaan is nie. Die daaropvolgende paniekgedredewe aankope het die palladiumprys die hoogtes in laat skiet tot op 'n hoogtepunt van bykans $1100 (VSA) in Januarie van 2001.[5] In hierdie tydperk het die Ford Motormaatskappy uit vrees dat motorvervaardiging onderbreek sou word as gevolg van palladiumtekorte, 'n groot hoeveelheid van hierdie metaal opgeberg en met die gevolglike daling in pryse later in 2001 het die maatskappy 'n verlies van $1 Miljard gely.[6]

Die wêreldwye vraag na palladium het vanaf 100 ton in 1990 tot bykans 300 ton in 2000 gestyg. Die wêreldwye produksie uit myne was 222 ton in 2006 alvorens USGS se data. Die meeste palladium word gebruik in katalitiese omsetters in die motornywerheid.[7]

Verspreiding[wysig]

In 2005 was Rusland die topprodusent van palladium gewees met ten minste 'n 50% markaandeel gevolg deur Suid-Afrika, die V.S.A en Kanada volgens die British Geological Survey.

Palladium word as 'n vrye metaal in die natuur gevind en kom in legering saam met platinum en goud in die spoelneerslae van die Oeral gebergtes, Australië, Etiopië, Suid- en Noord-Amerika. Dit word kommersieël ontgin vanuit nikkel-koper neerslae uit Suid-Afrika, Ontario in die V.S.A en Siberië; Die hoë waarde van palladium maak die hoë koste van ontginning vanweë die lae konsentrasie en gevolglike groot hoeveelhede erts wat verwerk moet word, steeds winsgewend. Die wêreld se grootste enkele vervaardiger van palladium is MMC Norilsk Nickel wat dit produseer vanuit die Norilsk-Talnakh neerslag. Die Merensky-rif van die Bosveldkompleks van Suid-Afrika bevat beduidende hoeveelhede palladium saam met ander platinumgroep elemente. Die Stillwater-kompleks in Montana bevat ook ontginbare palladium.

Palladium ontstaan ook in fissiereaktore en kan onttrek word vanuit die uitgeputte kernbrandstof. Palladium word aangetref in die seldsame minerale koöperiet en polariet.

Kenmerke[wysig]

Palladium.

Palladium is 'n sagte silwerwit metaal wat ooreenkomste toon met platinum. Dit is dié platinumgroep-metaal met die laagste digtheid en laagste smeltpunt. Dit is sag en pletbaar wanneer dit uitgegloei word en die koue verwerking daarvan verleen baie sterkte en hardheid daaraan.

Palladium word chemies aangeval deur swaelsuur, salpetersuur en soutsuur waarin dit stadig sal oplos.[3] Hierdie metaal reageer nie met suurstof by normale temperature nie (en vlek dus nie in lug nie). Palladium wat verhit word tot by 800 °C sal 'n laag palladium(II)oksied (PdO) laat ontstaan. Dit vlek ook effens in vogtige atmosfere wat swael bevat.

Dié metaal het die ongewone vermoë om soveel as 900 keer sy eie volume waterstof by kamertemperatuur te absorbeer. Daar word gereken dat die verbinding palladiumhidried (PdH2) gevorm word maar dit is nog onseker of dit 'n ware chemiese verbinding is.[3] As palladium groot hoeveelhede waterstof absorbeer sit dit ook effens uit.[8]

Algemene oksidasietoestande van palladium is 0, +1, +2, en +4. Al is daar oorspronklik vermoed dat +3 die fundamentele oksidasietoestand van palladium was, bestaan daar geen bewyse van palladiumverbindings wat in die +3 toestand voorkom nie; ondersoeke is deur middel van X-straaldiffraksie gedoen van 'n verskeidenheid verbindings wat eerder 'n dimeer van palladium(II) en palladium(IV) aandui. Meer onlangs is verbindings met 'n oksidasietoestand van +6 voorberei.

Isotope[wysig]

Palladium wat in die natuur voorkom bestaan uit ses isotope. Die mees stabiele radio-isotope is 107Pd met 'n halfleeftyd van 6.5 miljoen jaar, 103Pd met 'n halfleeftyd van 17 dae en 100Pd met 'n halfleeftyd van 2.63 dae. Agtien ander radio-isotope is al geëien met atoommassas wat wissel tussen 92.936 (93Pd) en 119.924 (120Pd). Die meeste van hierdie halfleeftye is minder as 'n halfuur behalwe vir 101Pd (halfleedtyd: 8.47 uur), 109Pd (halfleeftyd: 13.7 uur) en 112Pd (halfleeftyd: 21 uur).

Die primêre vervalmodus voor die volopste stabiele isotoop, 106Pd is elektronvangs en die primêre modus daarna is betaverval. Die primêre vervalproduk voor 106Pd is rodium en die primêre produk daarna is silwer.

Radiogeniese 107Ag is 'n vervalproduk van 107Pd en is die eerste wat in die Santa Clara, Kalifornië meteoriet van 1978 ontdek is.[9] Die ontdekkers daarvan het voorgestel dat die samesmelting en differensiasie van klein ysterkern planete sowat 10 miljoen jaar plaasgevind het na 'n nukleosintetiese gebeurtenis.

107Pd teenoor Ag korrelasies wat in liggame waargeneem is, wat duidelik gesmelt was sedert die akresie (samesmelting) van die sonnestelsel, dui op die teenwoordigheid van nukliede met kort lewensduurte in die vroeë sonnestelsel.[10]

Gebruike[wysig]

Palladium word gebruik in tandheelkunde,[11][12], horlosievervaardiging, vonkproppe vir vliegtuigenjins en in die vervaardiging van snykundige instrumente en elektriese kontakte.

Elektronika[wysig]

Die grootste verbruiker van palladium in elektronika is die vervaardiging van multi-laag keramiekkapasitore(MLKK). Dit word ook gebruik vir die platering van elektroniese komponente en in soldeerselmateriale. Die elektroniese bedryf het meer as 1.07 miljoen fyn ons palladium in 2006 verbruik alvorens 'n Johnson Matthey verslag.

Tegnologie[wysig]

Waterstof diffundeer maklik deur verhitte palladium; dus kan dit gebruik word om die gas te suiwer.[3] Palladium (en palladium-silwer legerings) word gebruik as elektrodes in multilaag keramiekkapasitore.[11] Palladium (soms in legering met nikkel) word ook gebruik om verbindingstukke te plateer in elektroniese verbruikersgoedere.

Dit word ook gebruik as 'n Palladium-Waterstof elektrode in elektrochemiese studies. Palladiumdichloried kan groot hoeveelhede koolstofmonoksiedgas absorbeer en word daarom gebruik in koolstofmonoksiedmeters.

Katalise[wysig]

Wanneer dit fyn verdeel is, soos in palladium op koolstof, is palladium 'n baie goeie katalis en word dit gebruik om hidrogenasie en dehidrogenasie reaksies te versnel. Dit word ook gebruik in die kraking van swaarder ru-olie reste. 'n Groot aantal reaksies wat koolstof-koolstof bindings vorm in organiese chemie (soos die Heck- en Suzuki koppeling) word bevorder met behulp van palladiumverbindings as katalisatore. Die belangrikste gubruik van palladium in die verband is in katalitiese omsetters.[11] Baie navorsing word steeds gedoen om maniere te ontdek om die duurder platinum met palladium te vervang vir hierdie spesifieke doeleinde.

Stoor van waterstof[wysig]

Palladium kan ook gebruik word om waterstof te stoor in die vorm van Palladiumhidried.

Juweliersware[wysig]

Sedert 1939 is palladium so nou en dan gebruik as 'n edelmetaal in juweliersware as 'n vervanging vir platinum of witgoud.

'n Palladium geplateerde gordelgespe.

Die metaal se natuurlike wit kleur maak dit onnodig om dit met rodium te plateer. Dit is effe witter en baie ligter en sowat 12% harder. Net soos goud kan palladium tot 'n dun laag geplet word (so min as 100 nm).[3] Soos platinum sal dit mettertyd 'n wasige patina ontwikkel. Anders as platinum sal palladium egter verkleur by soldeertemperature en bros word as dit voortdurend verhit en afgekoel word en reageer dit ook met sterk sure.

Palladium kan ook as vervanging vir nikkel in die vervaardiging van witgoud gebruik word. Palladium is een van die drie mees gebruikte elemente in die vervaardiging van witgoud [11] (Nikkel en Silwer word ook gebruik). Palladium-goud is 'n duurder legering as nikkel-goud maar veroorsaak minder allergiese reaksies en behou sy wit kleur langer. Toe platinum as 'n strategiese hulpbron verklaar is tydens die Tweede Wêreldoorlog is baie trouringe uit palladium vervaardig.

In September 2001,[13] was palladium duurder as platinum en is daarom selde gebruik in juweliersware en ook omdat dit moeiliker was om te giet. Die tegniese probleme met die giet van die metaal is grootliks opgelos en die gebruik van palladium in juweliersware het toegeneem as gevolg van die skerp styging in die prys van platinum en die daling van die palladiumprys.[14]

Verwysings[wysig]

  1. Platinum Metals Review, Rhodium and Palladium - Events Surrounding Its Discovery, accessed 5 Feb 2007.
  2. On a New Metal, Found in Crude Platina, W. H. Wollaston, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, band 94, jaar 1804, bladsye 419-430. [1]
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Los Alamos National Laboratory, Palladium, Laas nagegaan op 5 Feb 2007.
  4. Russian PGM Stocks, Williamson, A.
  5. [http://www.kitco.com/charts/historicalpalladium.html Historical Palladium Charts and Data, Kitco, Laas nagegaan op 09-08-2007
  6. [2]
  7. Palladium – A review of exposure and effects to human health, J. Kielhorn, C. Melber, D. Keller, I. Mangelsdorf, International Journal of Hygiene and Environmental Health, volume = 205, uitgawe 6, 2002, bladsye 417-432, 10.1078/1438-4639-00180
  8. Gray, Theodore; 46 Palladium [3], Laas nagegaan op 14-10-2007
  9. W. R. Kelly, G. J. Wasserburg, Evidence for the existence of 107Pd in the early solar system, Geophysical Research Letters, 1978, volume = 5, bladsye = 1079–1082
  10. J. H. Chen, G. J. Wasserburg, The isotopic composition of Ag in meteorites and the presence of 107Pd in protoplanets, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1990, volume 54, uitgawe 6, bladsye 1729-1743, doi = 10.1016/0016-7037(90)90404-9
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 United Nations Conference on Trade and Development, Palladium, laas nagegaan op 5 Feb 2007.
  12. Platinum Metals Review, Palladium in Restorative Dentistry
  13. Johnson Matthey NY: Daily Metal Prices, September 2001
  14. Holmes, E., "Palladium, Platinum's Cheaper Sister, Makes a Bid for Love", Wall Street Journal (Eastern edition). 13 Feb, 2007. bl. B.1

Eksterne skakels[wysig]

Commons
Wikimedia Commons het meer media verwant aan:
Palladium (bladsy)