Paladiu: principalele proprietăți, preț, extracție și utilizare. Paladiu

Știi ce este aur alb? Este un aliaj de aur cu o cantitate mică de paladiu.

Vorbeam despre nichel, iar acum povestea despre paladiu nu este un metal mai puțin interesant și promițător.

Paladiul este un element chimic cu număr atomic 46 în sistemul periodic, notat cu simbolul Pd (lat. Paladiu)

Paladiul a fost descoperit de chimistul englez William Wollaston în 1803. Wollaston a izolat-o din minereul de platină adus din America de Sud. Numele metalului provine de la numele asteroidului Pallas, descoperit de astronomul german Olbergst în 1802. La rândul său, asteroidul poartă numele lui Pallas (Athena Pallas sau prietenul ei Pallas) din mitologia greacă antică.

Din punct de vedere vizual, paladiul seamănă mai mult cu argint decât cu platină. Acesta este misterul lui. Are un aspect atrăgător, cu un luciu neted, vrăjitor. Acesta este un metal estetic și „corect”. Paladiul este ușor de lustruit, nu se pătează și nu se corodează. Pietrele prețioase într-un cadru de paladiu arată impresionant și demn. Paladiul este cel mai ușor dintre elementele de platină. Și acesta este și unul dintre avantajele sale ca metal de bijuterii.

Paladiul (ca și platina) este mai rar decât aurul. Se extrag aproximativ 200 de tone de paladiu pe an, iar aurul - 2500. Paladiul este mult mai ușor decât platina, seamănă cu aur în greutate. Paladiu 950 nu provoacă reacții alergice. culoare alba paladiul este natural, adică nu este rezultatul acoperirilor sau aliajelor.

Paladiul este identic cu platina ca culoare, rezistență, claritate, frumusețe și strălucire, dar este mai puțin costisitor.

În aliajele folosite în bijuterii (de exemplu, pentru a obține un aliaj de aur-paladiu - așa-numitul „aur alb”), chiar și o cantitate mică de paladiu (1%) poate schimba dramatic culoarea aurului în alb-argintiu. Ceasurile cu carcase din aur alb sunt populare în străinătate. Principalele aliaje de paladiu cu argint în bijuterii au un standard de 500 și 850 (cele mai avansate și mai atractive din punct de vedere tehnologic).

Prin adăugarea de paladiu la oțelul titan sau crom, rezistența lor ridicată la coroziune devine aproape absolută. Bijuteriile de la ei, precum și din platină, sunt practice și durabile. În plus față de aliajele standard de paladiu, producția de bijuterii folosește uneori compuși decorativi de paladiu cu indiu, care formează un larg schema de culori de la auriu la violet. În timp ce produsele de la ei - o raritate.

Paladiul încălzit este bine forjat și sudat. Și la temperatura camerei, este moale și ușor de procesat.

PRIMIREA

Wollaston a trebuit să extragă paladiu din platină brută, pe parcurs extrasă în timpul spălării nisipurilor de aur în îndepărtata Columbia. La acea vreme, boabele de platină nativă erau singurele oameni faimosi minerale care conțin paladiu. În prezent, se știe că aproximativ 30 de minerale conțin acest element.

Ca toate metalele din grupa platinei, paladiul nu este utilizat pe scară largă. Deși cu ce să compari. Se estimează că în scoarța terestră există aproximativ de două ori mai mult decât aurul. Cele mai mari zăcăminte placer de metale de platină, și, în consecință, de paladiu, sunt situate în țara noastră (Urali), Columbia, Alaska și Australia. Micile impurități de paladiu se găsesc adesea în nisipurile aurii.

Dar principalul furnizor al acestui metal au fost zăcămintele de minereuri de sulfură de nichel și cupru. Și, desigur, procesând astfel de minereuri, paladiul prețios este extras ca produs secundar. În Transvaal (Africa) și Canada s-au găsit zăcăminte extinse de astfel de minereuri.

Explorate în ultimele decenii, cele mai bogate zăcăminte de minereuri de cupru-nichel din Arctica (Norilsk, Talnakh) au deschis mari oportunități pentru creșterea în continuare a producției de metale de platină și, în primul rând, de paladiu. La urma urmei, conținutul său în astfel de minereuri este de trei ori mai mare decât cel al platinei în sine, ca să nu mai vorbim de ceilalți sateliți ai săi.

Cel mai mare producător de paladiu din lume este OJSC MMC Norilsk Nickel.

APLICARE

Catalizatori

Paladiul este adesea folosit ca catalizator, în principal în procesul de hidrogenare a grăsimilor și cracarea uleiului.Clorura de paladiu este folosită ca catalizator și pentru a detecta urme de monoxid de carbon în amestecuri de aer sau gaze.

Monoxidul de carbon CO se numește monoxid de carbon dintr-un motiv, nu are culoare, gust, miros. Pentru a determina prezența CO în aer, puteți folosi o bucată de hârtie umezită cu o soluție de clorură de paladiu. Acesta este un dispozitiv de semnalizare sigur; de îndată ce conținutul de CO din aer depășește nivelul permis (0,02 mg/l), hârtia devine neagră - PdCl2 se reduce la negru de paladiu.

Cererea de pe piață pentru paladiu este determinată în principal de industria auto. paladiul este utilizat în convertizoarele catalitice de evacuare a automobilelor.

Purificarea cu hidrogen

Deoarece hidrogenul difuzează foarte bine prin paladiu, paladiul este folosit pentru purificarea profundă a hidrogenului. De asemenea, paladiul este extrem de eficient în acumularea reversibilă a hidrogenului. Pentru a economisi paladiul scump în producția de membrane pentru purificarea hidrogenului și separarea izotopilor de hidrogen, au fost dezvoltate aliajele sale cu alte metale (cel mai eficient și economic aliaj de paladiu cu ytriu).

Galvanizarea

Clorura de paladiu este utilizată ca agent de activare în metalizarea galvanică a dielectricilor - în special, depunerea de cupru pe suprafața materialelor plastice laminate în producția de plăci de circuite imprimate în electronică.

Contacte electrice

Paladiul și aliajele de paladiu sunt folosite în electronică pentru acoperiri rezistente la sulfuri. Și, de asemenea, paladiul este o parte a condensatoarelor ceramice, cu rate ridicate de stabilitate la temperatură a capacității.

Alte utilizări pentru metalul paladiu

Paladiul este utilizat pentru fabricarea de sticlă chimică specială, piese rezistente la coroziune ale instrumentelor de măsurare de înaltă precizie.

Paladiul și aliajele sale sunt folosite pentru a face instrumente medicale, părți ale stimulatoarelor cardiace, proteze dentare și unele medicamente.

O anumită cantitate de paladiu este consumată pentru fabricarea echipamentelor chimice pentru producerea acidului fluorhidric (vase, alambicuri, piese pompe, retorte).

Medicamente

În unele țări, o cantitate mică de paladiu este utilizată pentru a obține medicamente citotoxice.

Indicatori de producție și consum

Livrările de paladiu în lume în 2007 s-au ridicat la 267 de tone (inclusiv Rusia - 141 de tone, Africa de Sud - 86 de tone, SUA și Canada - 31 de tone, alte țări - 9 tone). Consumul de paladiu în 2007 a fost de 107 tone în industria auto, 40 tone în industria electronică și 12 tone în industria chimică.

Și încă o proprietate foarte valoroasă

Această proprietate este relativ ieftină a paladiului, ceea ce îl face probabil cel mai promițător dintre toate metalele de platină. Deja, unele aliaje sunt reduse în preț prin adăugarea de paladiu, de exemplu, unul dintre aliajele pentru fabricarea protezelor dentare (conține și cupru, argint, aur și platină). Iar faptul că paladiul a devenit cel mai accesibil dintre metalele de platină îi deschide un drum tot mai larg în tehnologie.

Au trecut de mult vremurile în care paladiul era extras în cantități mici doar din platină brută. Produs acum în zeci de tone pe an, înlocuiește din ce în ce mai mult platina acolo unde este posibil.

numit după Wollaston

Printre distincțiile care marchează lucrările unor oameni de știință remarcabili din lume se numără medalia Wollaston, realizată din paladiu pur. Înființată în urmă cu aproape 150 de ani de către Societatea Geologică din Londra, a fost bătută pentru prima dată în aur; apoi, în 1846, celebrul metalurgist Johnson a extras paladiu pur din aurul paladiu brazilian, destinat exclusiv fabricării acestei medalii.

Charles Darwin a fost printre primitorii medaliei Wollaston. În 1943, medalia a fost acordată academicianului Alexander Evgenievich Fersman pentru remarcabilele sale studii mineralogice și geochimice. Acum această medalie este păstrată la Muzeul de Istorie de Stat.

Paladiu (Pd)
Proprietățile atomului
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple

DEFINIȚIE

Paladiu situat în perioada a cincea a grupei a VIII-a a subgrupului secundar (B) al Tabelului periodic.

Se referă la elemente d-familii. Metal. Denumirea - Pd. Număr ordinal - 46. Masa atomică relativă - 106,4 a.m.u.

Structura electronică a atomului de paladiu

Atomul de paladiu este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv (+46), în interiorul căruia se află 46 de protoni și 60 de neutroni, iar 46 de electroni se mișcă pe cinci orbite.

Fig.1. Structura schematică a atomului de paladiu.

Distribuția electronilor în orbitali este următoarea:

46Pd) 2) 8) 18) 18) 0 ;

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 0 .

Electronii de valență ai atomului de paladiu sunt cei localizați pe 4 d- și 5 s-orbitali. Diagrama energetică a stării fundamentale ia următoarea formă:

Electronii de valență ai unui atom de paladiu pot fi caracterizați printr-un set de patru numere cuantice: n(cuantumul principal), l(orbital), m l(magnetic) și s(a învârti):

subnivel

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Câți orbitali atomici d— este completat subnivelul pentru elementele cu numerele de serie 43 și 76? Notează-le formulele electronice.
Soluţie	Există cinci orbitali la subnivelul d, fiecare dintre care poate conține simultan 2 electroni (10 în total). Elementele cu numerele atomice 43 și 76 sunt tehnețiul (Tc) și osmiul (Os). Să notăm configurațiile electronice ale atomilor lor în starea fundamentală: 43 Tc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4 d 5 5 s 2 ; 76 Os 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 6 6s 2 . În atomul de tehnețiu, toți cei 5 orbitali ai subnivelului 4d sunt umpluți, dar nu complet, la fel ca în atomul de osmiu, toți (5 orbitali ai subnivelului 5d).
Răspuns	5 și 5.

Originile și proprietățile paladiului

Paladiuși-a primit numele în onoarea planetei Pallas. Corpul ceresc a fost descoperit în 1801. Descoperirea germanilor Olber l-a impresionat pe chimistul Wollaston. Acesta din urmă, după 2 ani, a primit paladiu.

Metalul a fost extras de un englez din platină brută. El încă aparține grupului de platină. Paladiul este cel mai ușor din el. Densitatea sa este de puțin peste 12 grame pe centimetru cub.

Încă una trăsătură distinctivă- plasticitate. Proprietățile paladiului similar cu alte metale prețioase, de exemplu, cum ar fi aurul, este ușor întins în cele mai subțiri foi și sârmă și ia orice formă. Aceasta este o mană divină pentru falsificatori și.

Numele trupei de metal vorbește de la sine. Paladiul este un reprezentant nobil. În ea, apropo, el este situat sub numărul 46. Este în perioada a 5-a, în subgrupa secundară a grupei a 8-a. Elementul este notat cu literele latine Pd.

Paladiu inferioară ca rezistenţă faţă de unele omologi din tabelul elementelor chimice. De exemplu, reacţionează cu un amestec de acizi sulfuric şi clorhidric. Wollaston, apropo, nu a reușit să separe metalul de platină pentru prima dată. Acidul azotic dizolvă complet metalul nobil.

Dar, este rezistent la variațiile diluate ale acizilor și oricăror alcali. Dacă nu folosiți „arma acizilor concentrați” împotriva paladiului, acesta este puternic, nu îi pasă de coroziune și de orice influențe externe. În plus, din grupul platinei, numai paladiul se găsește în nuggets.

Având în vedere rezistența acestui metal nobil la reacții chimice, sticlăria de laborator este făcută din el. Din platină, care nici măcar nu se teme de acizi, produsele ar fi prea scumpe. Este ilogic să interferezi cu antimoniul pentru trei copeici într-un castron pentru treizeci de mii de ruble. Paladiul este mai profitabil la prețul „rudei” sale eminente.

Depozite de paladiu

Geologii au calculat că în intestinele Pământului trepte de paladiu o pondere de 6%. Adică, acest metal nobil din intestine este de două ori mai mult decât. Paladiul este izolat de platină, ceea ce înseamnă că este extras în aceleași zăcăminte.

Acestea sunt situate pe Peninsula Kola, Urali. De asemenea, zăcămintele de lângă Norilsk au fost explorate recent. În platina acestor zăcăminte, aproape jumătate din paladiu.

În afara Rusiei, ținuturile Alaska, Australia, Columbia, Canada, Africa sunt renumite pentru prezența metalului valoros. Ultimele două țări sunt bogate în minereuri de nichel. În timpul procesării lor, există și minerit de paladiu. Prin urmare, Africa și Canada sunt liderii în producția acestui metal.

De asemenea, puteți găsi un metal ușor care arată ca acesta în nisipurile aurii. Dar, aceasta nu este o metodă industrială. Există prea puține impurități în spălarea nisipului.

Oamenii de știință au descoperit recent o varietate rară de aur. A fost numit paladiu deoarece compoziția metalului galben include aproximativ 6% paladiu.

În exterior, acest lucru nu este diferit de cel obișnuit, dar poate servi ca sursă de două metale prețioase simultan. Adevărat, până acum există un singur depozit de aur de paladiu în lume. Este situat în Brazilia.

Apropo, aurul alb, care a devenit recent popular pe piața de bijuterii, a devenit alb tocmai datorită paladiului. S-a adăugat aliajului, obținând un ton nobil al produselor. Metalul grupului de platină este perfect lustruit. Suprafața lovește cu netezime, nu este zgâriată, nu este expusă la coroziune. Pentru bijutieri, acestea sunt calități de neprețuit.

În plus, paladiul nu se pătește timp de multe decenii. Acest lucru i-a condus pe meșteri la ideea nu numai de a adăuga metal, ci și de a face bijuterii independente din el. Acum această tendință câștigă amploare. Bijuteriile sunt mai ieftine decât platina. Ele sunt adesea alese de cei cărora nu le place aurul.

Bijutierii nu folosesc paladiu pur, ci aliajele acestuia. De asemenea, sunt marcate cu mostre. Majoritatea metalului prețios se află în eșantionul 950. În al 850-lea este de 85%, iar în al 500-lea doar jumătate. Restul de 50% din compoziție este argint și nichel.

Aplicarea paladiului

În industrie, paladiul este adesea folosit pentru a face țevi. Caracteristicile „pliabile” ale metalului joacă în mâinile maeștrilor. În starea sa normală, este întins până când sarcina de tensiune este de 18 kilograme și jumătate pe milimetru pătrat.

Dar, merită să adăugați puțin paladiu cu ruteniu, deoarece cifra crește semnificativ. Este ideal pentru producerea de țevi întregi prin întindere, adică produse fără lipire și cusături.

Paladiul este folosit și în protezare. Reduce semnificativ costul protezelor. În același timp, calitatea lor rămâne ridicată. Dar, principalul consumator de metal nobil este industria auto. Necesită 70% din paladiul extras pe an.

Producătorii de mașini trebuie să respecte reglementările privind cantitatea și compoziția eșapamentului auto. Paladiu în catalizatorii de mașini face evacuarea mai curata. Acest lucru vă permite să respectați legile din America, Japonia, țările europene și Asia de Sud-Est.

Industria electronică reprezintă doar 15% din paladiu. Prin urmare, sfera ia doar aproximativ 10 la sută. În curtea din spate a industriei chimice.

Metalul nobil este utilizat în producția de acetilenă și de produse farmaceutice. În aceste scopuri, se cheltuiește 3% din paladiul extras din lume. Astrofizicienii s-au alăturat și ei în utilizarea sa.

Ei au descoperit că metalul din grupa platinei purifică perfect hidrogenul, care este doar 1% pe pământ. Și, între timp, este necesar, de exemplu, pentru combustibilul folosit în industria rachetelor.

Interesant este că acolo unde zboară rachetele, există de milioane de ori mai mult paladiu decât pe Pământ. Acest metal este un frecvent al compoziției meteoriților căzuți pe planeta noastră. Deci, folosind toate paladiu pământ, trebuie să mergi în spațiu pentru el.

Paladiul este unul dintre elementele tabelului periodic, care face parte din grupul platinei.

Istoria descoperirii paladiului și apariția acestuia în natură, proprietățile biologice, chimice și fizice ale paladiului, utilizarea paladiului în industria de bijuterii, investițiile în paladiu, producția de paladiu, fapte despre paladiu

Extindeți conținutul

Restrângeți conținutul

Paladiu este, definiție

Paladiul este metal ductil și maleabil extrem de greu și foarte refractar, care este foarte ușor rulat în folie și tras într-un fir subțire. Din punct de vedere al densității, care este de 12 g/cm3, paladiul este încă mai aproape de argint, a cărui densitate este de 10,5 g/cm3, decât de platina înrudită (21 g/cm3). Paladiul care se găsește în natură este format din șase izotopi stabili: 102Pd (1,00%), 104Pd (11%), 105Pd (22%), 106Pd (27%), 108Pd (26%) și 110Pd (11%). Cel mai lung izotop radioactiv artificial este 107Pd, cu un timp de înjumătățire de peste șapte milioane de ani. Mulți izotopi de paladiu sunt produși în cantități mici în fisiunea nucleelor ​​de uraniu și plutoniu. În reactoarele nucleare moderne, 1 tonă de combustibil nuclear cu o ardere de 3% conține aproximativ 1,5 kilograme de paladiu.

Paladiul este unul dintre elementele tabelului periodic al chimiei. elemente numite după Mendeleev. În tabel, acest element are un număr de serie 46 și se află în a cincea perioadă a elementelor.

Paladiul este nobil la metalele aparținând grupei platinei. În sine, are o culoare alb-argintie.

Paladiul este singurul element chimic cu învelișul exterior extrem de umplut de electroni. Există 18 electroni pe orbita exterioară a atomului de paladiu.

Paladinul este un element care este adesea folosit la producerea aurului alb sau ca bază a unui aliaj de paladiu. Chiar și 1-2% paladiu este suficient pentru a da aurului o nuanță alb-argintie. Dar cel mai adesea aurul alb 583 conține 13% paladiu. Este cel mai potrivit pentru setarea diamantelor.

Paladiul este un element capabil să sporească proprietățile anticorozive chiar și ale unui astfel de metal rezistent la medii agresive precum titanul. Adăugarea de paladiu în doar 1% crește rezistența titanului la acizii sulfuric și clorhidric.

Paladinul este materialul din care sunt realizate majoritatea medaliilor acordate oamenilor de știință remarcabili, precum și sportivilor.

Istoria descoperirii paladiului

Paladiul a fost descoperit de medicul și chimistul englez William Wollaston în 1803 în timp ce studia platina brută adusă din America de Sud, în acea parte a acesteia care este solubilă în acva regia. După ce a dizolvat minereul, Wollaston a neutralizat acidul cu o soluție de NaOH, după care a precipitat platina din soluție prin acțiunea clorurii de amoniu NH4Cl (precipitează cloroplatinat de amoniu). Cianură de mercur a fost apoi adăugată la soluție pentru a forma cianura de paladiu. Paladiul pur a fost izolat din cianură prin încălzire. Abia un an mai târziu, Wollaston a raportat Societății Regale că a descoperit paladiu și un alt metal nobil nou, rodiu, în platină brută. Însuși numele noului element - paladiu (Palladium) Wollaston derivă din numele planetei minore Pallas (Pallas), descoperită cu puțin timp înainte (1801) de astronomul german Olbers.

Al patruzeci și șaselea element, datorită unui număr de minunate sale proprietati fizice si chimice a găsit o largă aplicare în multe domenii ale științei și vieții. Deci unele tipuri de sticlă de laborator sunt fabricate din paladiu, precum și părți ale echipamentelor pentru separarea izotopilor de hidrogen. Aliajele de paladiu cu alte metale își găsesc o aplicație foarte valoroasă. De exemplu, aliajele celui de-al patruzeci și șaselea element cu argint sunt utilizate în echipamentele de comunicații (producție de contact). Regulatoarele de temperatură și termocuplurile folosesc aliaje de paladiu cu aur, platină și rodiu. Anumite aliaje de paladiu sunt folosite în bijuterii, stomatologie (proteze dentare) și chiar folosite la fabricarea de piese pentru stimulatoare cardiace.

Când este aplicat pe porțelan, azbest și alte suporturi, paladiul servește ca catalizator pentru o serie de reacții redox, care este utilizat pe scară largă în sinteza unui număr de compuși organici. Catalizatorul de paladiu este folosit pentru a purifica hidrogenul din urme de oxigen, precum și oxigenul din urme de hidrogen. O soluție de clorură de paladiu este un indicator excelent al prezenței monoxidului de carbon în aer. Acoperirile cu paladiu sunt aplicate pe contactele electrice pentru a preveni scânteile și pentru a le crește rezistența la coroziune (paladiu).

V Bijuterii Paladiul este folosit atât ca componentă a aliajelor, cât și în sine. În plus, Banca Rusiei bate monede comemorative de paladiu în cantități foarte limitate. Nu un numar mare de paladiul se consumă în scopuri medicale - prepararea medicamentelor citostatice - sub formă de compuși complecși, similari cu cis-platină.

Onoarea de a descoperi paladiul îi aparține englezului William Hyde Wollaston, care a izolat noul metal din platina brută a minelor din America de Sud în 1803. Cine este omul care este numit după medalia de paladiu pur acordată anual de Societatea Geologică din Londra?

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, William Wollaston era unul dintre mulți medici obscur din Londra care practicau în zonele sărace ale clasei muncitoare. Un job care nu aducea venituri nu se potrivea unui deștept și întreprinzător tânăr. În acele zile, medicul trebuia să aibă abilitățile nu numai de medic, ci și să stăpânească afacerile farmaceutice, care, la rândul lor, necesitau cunoștințe excelente de chimie. W.H. Wollaston s-a dovedit a fi un chimist excelent - a inventat el studiind platina Metoda noua fabricarea veselei de platină și a pus la cale producția acesteia. Merită menționat că în acei ani, sticlăria de platină pentru laboratoarele chimice era o necesitate, deoarece entuziasmul în jurul descoperirilor științifice era același ca și pe vremea alchimiștilor din jur. Piatra filosofului. Nu întâmplător, la începutul secolelor XVIII și XIX. a descoperit aproximativ 20 de elemente chimice noi!

Nu este de mirare că noua întreprindere a englezului a început să-i aducă un venit considerabil, suficient pentru a lăsa practica medicală nepromițătoare. Produsele fabricate de Wollaston erau la cerere cu mult dincolo de ceața Albion, permițându-i englezului să se angajeze în noi cercetări chimice fără a-și face griji cu privire la problema banilor. Îmbunătățind tehnica de rafinare și curățare a platinei de impurități, chimistul a ajuns la ideea posibilității existenței metalelor asemănătoare platinei.

Platina cu care a trebuit să lucreze Wollaston a fost un produs secundar obținut din spălarea nisipurilor de aur din îndepărtata Republică Columbiană. Pe lângă aur, conținea impurități de mercur, care trebuiau îndepărtate. A dizolvat platina bruta in aqua regia, dupa care a precipitat doar platina din solutie - cu amoniac deosebit de pur NH4Cl. Apoi Wollaston a observat că soluția precipitată are nuanta roz, pe care impuritățile precum aurul și mercurul nu le pot oferi. Adăugând zinc în soluția colorată, chimistul a obținut un precipitat negru, pe care l-a uscat și apoi l-a dizolvat în apă regia. S-a dovedit că doar o parte din pulberea neagră a fost dizolvată. După ce a diluat concentratul cu apă, Wollaston a adăugat cianură de potasiu, în urma căreia s-a format un precipitat portocaliu copios, care, atunci când este încălzit, a dobândit culoare gri. Precipitatul gri a fost topit în metal, care era mai mic decât mercurul în greutate specifică. După ce a dizolvat metalul rezultat în acid azotic, Wollaston a obținut o parte solubilă, care era paladiu și o parte insolubilă, din care a izolat un alt platinoid, rodiu.

Rodiul și-a primit numele de la cuvântul grecesc „roz”, deoarece sărurile de rodiu dau soluția culoarea roz. În ceea ce privește paladiu, Wollaston l-a numit după o descoperire astronomică anterioară. Cu puțin timp înainte de descoperirea paladiului și a rodiului (în 1802), astronomul german Olbers a descoperit o mică planetă în sistemul solar și a numit-o Pallas în onoarea zeiței grecești antice a înțelepciunii, Athena Pallas.

Ce a făcut Wollaston după descoperirea unui nou element? Nu a anunțat imediat acest lucru, ci a vehiculat o reclamă anonimă pentru vânzarea noului metal paladiu în magazinul dealer-ului de minerale Forster. Mesajul despre un nou metal nobil - „argint nou” i-a interesat pe mulți, inclusiv pe chimistul Richard Cheneviks. Având un caracter irlandez tipic înfierbântat și de necontrolat, Chenevix a vrut să expună „smecheria frauduloasă” și, neglijând prețul mare, a cumpărat un baton de paladiu și a început să-l analizeze.

Curând, irlandezul a sugerat că metalul nu era deloc un element nou, ci a fost făcut din platină prin alierea lui cu mercur, după metoda omului de știință rus A. A. Musin-Pușkin. Chenevicii s-au grăbit să-și exprime această opinie - mai întâi într-un raport citit în fața membrilor Societății Regale din Londra și apoi în presa generală. Ca răspuns, agentul de publicitate anonim a anunțat că este dispus să plătească 20 de lire sterline oricui ar putea pregăti artificial noul metal folosind metoda propusă de Chenevix. Cu toate acestea, alți chimiști, și chiar și Chenevix însuși, cu toate eforturile lor, nu au putut găsi nici mercur, nici platină în paladiu ...

Abia ceva timp mai târziu, Wollaston a anunțat oficial că este autorul descoperirii paladiului și a descris o metodă de obținere a acestuia din platină brută. În același timp, a raportat despre descoperirea și proprietățile unui alt metal de platină - rodiu. În plus, a spus că este vânzătorul anonim al noului metal, care a stabilit o primă pentru prepararea lui artificială.

O persoană atât de interesantă și extraordinară a fost William Hyde Wollaston - un doctor londonez puțin cunoscut și un chimist celebru în întreaga lume - descoperitorul paladiului și rodiului.

Găsirea paladiului în natură

Paladiul este unul dintre cele mai rare metale, concentrația sa medie în scoarța terestră este de 1∙10-6% în masă, cu toate acestea, aceasta este de două ori mai mult decât aurul conținut în scoarța terestră (5∙10-7%). William Wollaston a trebuit să extragă paladiu din boabele de platină nativă columbiană, singurul mineral cunoscut la acea vreme pentru a conține paladiu. În zilele noastre, geochimiștii pot numi aproximativ 30 de minerale care includ acest metal nobil.

La fel ca platina, cel de-al patruzeci și șaselea element apare în forma sa nativă (spre deosebire de restul platinoidelor), în timp ce poate conține impurități ale altor metale: platină, aur, argint și iridiu. În aparență, este destul de dificil să-l deosebești de platina nativă, dar este mult mai ușor și mai moale decât acesta. Destul de des, paladiul în sine este o impuritate în aur sau platină nativ. Astfel, în minereurile de la Norilsk s-a găsit paladiu platină care conține 40% paladiu, iar în Brazilia (statul Minas Gerais) s-a găsit o varietate de aur nativ foarte rară și puțin studiată - aurul paladiu sau porpecitul. În aparență, acest mineral este foarte greu de distins de aurul pur, deoarece conține doar 10% paladiu.

Aproximativ o treime din mineralele care conțin paladiu sunt puțin studiate, unele dintre ele nici măcar nu au un nume, acest lucru se datorează faptului că mineralele tuturor metalelor de platină formează microincluzii în minereuri și sunt greu de studiat. Un astfel de mineral este alopaladiul. Acest mineral alb-argintiu cu un luciu metalic este foarte rar. Toate componentele acestui mineral nu au fost încă pe deplin identificate, totuși, analiza spectrală a arătat conținutul de mercur, platină, ruteniu și cupru în el. Cele mai cunoscute minerale de paladiu sunt paladit PdO, stanpalladit Pd3Sn2, stibiopalladit Pd3Sb (contine impuritati PtAs2), braggite (Pd, Pt, Ni) S (16-20% paladiu), tarita PdHg. Ultimul dintre aceste minerale a fost găsit în 1925 în plasatorii de diamante din Guineea Britanică. Compoziția sa a fost stabilită prin analiză chimică convențională: 34,8% Pd și 65,2% Hg.

Cele mai mari depozite de placer de metale de platină (inclusiv paladiu) sunt situate în Rusia - în Urali. Alte țări bogate în paladiu includ Statele Unite (Alaska), Columbia și Australia.

Cu toate acestea, principalul furnizor al celui de-al patruzeci și șaselea element au fost zăcămintele de minereuri de sulfură de nichel și cupru, în care paladiul este un produs secundar al prelucrării. La urma urmei, conținutul său în astfel de minereuri este de trei ori mai mare decât cel al platinei în sine, ca să nu mai vorbim de ceilalți sateliți ai săi. Depozite mari de astfel de minereuri sunt situate în Africa (Transvaal) și Canada. În țara noastră, cele mai bogate zăcăminte de minereuri de cupru-nichel se află în zona arctică (Norilsk, Talnakh).

Paladiul se găsește nu numai în intestinele planetei noastre, așa cum demonstrează analiza chimică a „oaspeților” spațiului. Deci, în meteoriți de fier, până la 7,7 grame de paladiu pe tonă de substanță, iar în piatră - până la 3,5 grame. Și pe Soare, a fost descoperit simultan cu heliu în 1868.

Nu este de mirare că, având cele mai bogate rezerve de minereuri metalice de platină, Rusia este unul dintre cei mai mari producători și exportatori de paladiu din lume, precum și de platină, nichel și cupru. Conducerea în acest domeniu în rândul companiilor rusești aparține MMC Norilsk Nickel. Întreprinderile deținute de companie exploatează metale valoroase în peninsulele Taimyr și Kola. Dezvoltarea zăcămintelor din teritoriul Krasnoyarsk este în curs de desfășurare. Se crede că zăcământul din Peninsula Taimyr este unul dintre cele mai bogate din lume în ceea ce privește conținutul de paladiu în minereuri sulfurate. Din acest motiv, Norilsk Nickel este proprietarul celor mai mari rezerve de paladiu din lume.

Proprietățile biologice ale paladiului

Oamenii de știință cu siguranță nu pot spune nimic despre rolul biologic al paladiului în organismele vii, poate că studii ulterioare ale proprietăților acestui platinoid vor dezvălui semnificația acestuia în anumite procese biologice.

Cu toate acestea, rolul acestui element în medicină este destul de mare. Deci, în unele țări (inclusiv Rusia) o anumită cantitate de paladiu este utilizată pentru a obține medicamente citostatice - sub formă de compuși complecși, similari cu cis-platină. Imediat după descoperirea efectului citostatic al platinei de către Rosenberg, oamenii de știință din întreaga lume au început să studieze acest fenomen și să sintetizeze compuși de platină din ce în ce mai eficienți și siguri în scopuri medicale. În ultimii ani, instituțiile medicale de top din lume și companiile mari au încercat să găsească medicamente bioactive printre alți compuși din grupul platinei, inclusiv paladiu. Acest metal nobil ucide și încetinește creșterea celulelor canceroase nu mai rău decât platina, dar este de aproape zece ori mai puțin toxic. Medicamentele anticancerigene pe bază de paladiu sunt supuse celor mai recente studii clinice și ar putea fi în curând în serviciu cu oncologi.

Un alt scop destul de important al paladiului și aliajelor sale este asociat cu compatibilitatea biologică ridicată a acestui metal - fabricarea de instrumente medicale, piese de stimulatoare cardiace și proteze dentare. Chiar și acum, utilizarea aliajelor de bază tradiționale pe bază de cobalt, nichel și crom pentru stomatologia ortopedică este semnificativ redusă datorită apariției frecvente a reacțiilor adverse la un număr de pacienți sensibili la influența metalelor de bază.

Ce va înlocui materialele învechite? Răspunsul este evident - aliaje de metale nobile, inclusiv platinoide și paladiu în special. Unul dintre aceste aliaje este palladant ("Superpal"), care conține 60% paladiu și 10% aur. Aliajul are o frumoasă culoare metalică gri argintiu, caracteristici de rezistență fiabile și este compatibil biologic. În chirurgia maxilo-facială, este utilizat pentru fabricarea punților extinse. Un alt aliaj care conține paladiu este plagodent ("Super KM"). 98% este format din metale pretioase (cu exceptia paladiului contine aur si platina), are o culoare galben deschis si este destinata fabricarii de proteze turnate, inlay-uri, semicoroane, punti, in principal cu acoperire ceramica sau vitroceramica.

Paladiul este folosit și în industria alimentară. După ce a devenit clar într-o serie de țări că nichelul a fost cauza unei creșteri a alergiilor în rândul populației, mulți au dat vina pe mâncărurile făcute din acest material. Cu toate acestea, studiile ulterioare au infirmat această ipoteză și au stabilit motiv adevărat o reacție alergică - nichelul a fost găsit în alimente și mai precis în margarina făcută din ulei vegetal. Faptul este că, conform procesului tehnologic, uleiul trebuie să devină solid, pentru aceasta este hidrogenat, adică moleculele sunt saturate cu hidrogen folosind un catalizator. Nichelul a jucat rolul unui astfel de mult timp. Pentru a intensifica procesul, pulberea de catalizator este amestecată intens cu ulei vegetal la temperatură ridicată, iar apoi catalizatorul este îndepărtat prin filtrare, cu toate acestea, nichelul nu este îndepărtat complet și, dacă procesul eșuează, atunci intră o cantitate destul de mare din acest alergen. produsul final.

A fost posibil să se rezolve această problemă datorită dezvoltării oamenilor de știință de la Institutul Petrochimic numit după A.V. Topchiev. Au reușit să creeze un catalizator pe bază de paladiu depus pe oxid de aluminiu. Această introducere a făcut posibilă rezolvarea mai multor probleme simultan: paladiul este inert și sigur pentru oameni, în plus, este de multe ori mai eficient decât nichelul, ceea ce înseamnă că are nevoie de o mie de ori mai puțin. Există și alte avantaje ale catalizatorului de paladiu - este mai ușor să-l îndepărtați din produsul final și structura moleculelor acestuia din urmă este „descifrată” de organism mai ușor decât în ​​cazul unui catalizator de nichel, deci „paladiu” margarina este mai ușor de digerat.

Paladiul este un metal nobil de platină de culoare alb-argintiu, cu o rețea cubică centrată pe față de tip cupru (a = 0,38902 nm, z = 4). Inclus în prima triadă de platinoide, paladiul, cu toate acestea, în aparență este mai asemănător cu argintul decât cu platina. În același timp, toate cele trei metale sunt în exterior foarte asemănătoare, ceea ce nu se poate spune despre densitatea lor. Sub acest aspect, paladiul (densitate 12,02 g/cm3) este mult mai aproape de argint (10,49 g/cm3) decât de platină (21,5 g/cm3).

Pe lângă faptul că al patruzeci și șaselea element este cel mai ușor dintre metalele de platină, este și cel mai fuzibil dintre ele - punctul de topire al Pd este de 1.552 ° C, în timp ce punctul de topire al platinei (Pt) este de 1.769 °. C, punctul de topire al rodiului (Rh) 1960 °C, punctul de topire al ruteniului (Ru) este 2250 °C, pentru iridiu (Ir) punctul de topire este 2410 °C, iar punctul de topire al osmiului (Os) depășește 3000 °C. Aceeași situație este și cu punctul de fierbere al metalelor de platină - cel mai scăzut este pentru paladiu (3980 °C), pentru rodiu și platină aproximativ 4500 °C, pentru ruteniu aproximativ 4900 °C și pentru iridiu (5300 °C) și osmiu ( 5.500 °C) cel mai ridicat punct de fierbere dintre toate platinoidele.

Alte caracteristici de temperatură ale celui de-al patruzeci și șaselea element: capacitatea termică (la o temperatură de 0 ° C) 0,058 cal / (g ∙ ° C) sau 0,243 kJ / (kg ∙ K); conductivitate termică 0,17 cal/(cm∙sec∙°C) sau 71 W/(m∙K). Coeficientul liniar de dilatare termică la 0 °C este 11,67∙10-6.

similitudine aspect paladiu cu argint și platină, capacitatea sa de a lustrui bine, rezistența la coroziune și, ca urmare, absența pătării - toate aceste calități au făcut din al patruzeci și șaselea element unul dintre metalele de bijuterii. Într-un cadru de paladiu, acestea ies în evidență eficient pietre prețioase. Ceasurile cu carcase din aur alb sunt foarte populare. S-ar părea, de unde paladiul? Adevărul este că „aurul alb” pentru carcasa ceasurilor este aurul care a fost decolorat cu adaos de paladiu. Proprietatea paladiului de a „albi” cantități mari de aur este binecunoscută. Alte metale beneficiază și ele de paladiu. Deci, adăugarea lui la titan (mai puțin de 1%) este capabil să transforme acest metal într-un aliaj care este absolut rezistent la medii agresive. Titanul pur este capabil să reziste acva regiei și acidului azotic, dar este instabil la acizii clorhidric și sulfuric concentrați. Aliat cu paladiu, titanul le suportă calm impactul.

La fel ca platina, paladiul este un metal ductil și maleabil care poate fi sudat, laminat, trasat, ștanțat și tras chiar și la temperatura camerei. Pentru paladiul încălzit, aceste calități se îmbunătățesc, este posibil să se obțină cele mai subțiri foi, sârmă, țevi fără sudură de lungimea și diametrul necesar din acesta. Duritate Brinell 49 kgf/mm2. Modulul de elasticitate normală pentru al patruzeci și șaselea element este de 12600 kgf/mm2. Alungire relativă la rupere 24-30%. Rezistenta la tractiune 18,5 kgf/mm2. Este de remarcat faptul că caracteristicile mecanice ale paladiului nu sunt constante, ceea ce este important pentru tehnologie. Deci, după prelucrarea la rece, duritatea acestui metal crește de 2-2,5 ori, dar scade după recoacere. Aditivii metalelor înrudite afectează și proprietățile paladiului: adăugarea de 4% ruteniu și 1% rodiu dublează rezistența la tracțiune!

Ca toate metalele de platină, paladiul este paramagnetic, susceptibilitatea sa magnetică χs∙10-6 (la o temperatură de 18 °C) este de 5,4 unități electromagnetice. Rezistivitatea electrică la 0 °C este de 10 Ohm∙cm∙10-6. Paladiul are o capacitate unică de a absorbi hidrogen: într-un volum de paladiu, în condiții normale, se dizolvă mai mult de opt sute de volume de hidrogen. În acest caz, elementul își păstrează aspectul metalic, dar crapă și devine casant.

Înainte de a descrie proprietățile chimice ale paladiului, este necesar să menționăm că acesta este singurul element cu un înveliș electron exterior extrem de umplut: există 18 electroni în orbita exterioară a atomului de paladiu. Care este importanța acestui fapt? Faptul este că, cu o astfel de structură, atomul pur și simplu nu poate decât să aibă cea mai mare rezistență chimică. Prin urmare, chiar și fluorul care distruge totul nu afectează paladiul în condiții normale. În compuși, paladiul este bivalent, trivalent și tetravalent, cel mai adesea divalent. În același timp, al patruzeci și șaselea element este cel mai activ dintre metalele de platină, aproape ca proprietăți chimice de platină. În aer, paladiul este stabil până la o temperatură de 300-350 °C/

Interesant este că oxidul de paladiu PdO se descompune în metal și oxigen după ce „depășește” pragul de 850 °C, iar la această temperatură, paladiul metalic devine din nou rezistent la oxidare.

Paladiul nu reacționează cu apa, acizii diluați, alcalii, hidratul de amoniac. Acest lucru se datorează poziției celui de-al patruzeci și șaselea element din seria potențialelor standard, unde este situat în dreapta hidrogenului. La temperatura camerei, paladiul reacționează cu bromul umed și clorul.

La temperaturi de 500 ° C și peste, al patruzeci și șasea element poate interacționa cu fluorul și alți agenți oxidanți puternici, precum și cu sulful, seleniul, telurul, arsenul și siliciul.

Interacțiunea paladiului cu hidrogenul este foarte interesantă - metalul este capabil să absoarbă o cantitate mare din acest gaz (la temperatura camerei, un volum de paladiu absoarbe până la 950 de volume de hidrogen) datorită formării de soluții solide cu o creștere a parametrul rețelei cristaline. Hidrogenul se găsește în metal sub formă atomică și are o activitate chimică ridicată. Absorbția unui volum mare de hidrogen nu trece fără urmă pentru paladiu - metalul se umflă, se umflă și crapă. Gazul absorbit este ușor îndepărtat din paladiu atunci când este încălzit la 100°C în vid.

Pe lângă faptul că absoarbe hidrogenul, paladiul are proprietatea de a tranzita acest gaz prin el însuși. Deci, dacă hidrogenul este pompat sub presiune într-un vas din paladiu și apoi recipientul sigilat este încălzit, atunci hidrogenul va „curge” din vasul de paladiu prin pereți, ca apa printr-o sită. La 240°C, 40 de centimetri cubi de hidrogen trec prin fiecare centimetru pătrat al unei plăci de paladiu cu grosimea milimetrică într-un minut, iar pe măsură ce temperatura crește, permeabilitatea metalului devine și mai semnificativă.

Ca toate metalele de platină, paladiul formează mulți compuși complecși. Complexele de paladiu bivalent cu amine, oxime, tiouree și mulți alți compuși organici au o structură pătrată plană și aceasta diferă de compușii complecși ai altor platinoizi. Acestea formează aproape întotdeauna complexe octaedrice voluminoase. stiinta moderna sunt cunoscuți mai mult de o mie de compuși complecși ai paladiului. Unele dintre ele sunt de utilizare practică - cel puțin în producția de paladiu în sine.

Se știe că paladiul este adesea folosit de bijutieri în aliaje cu alte metale prețioase. Deci aliajele testelor 583 și 750, numite „aur alb”, pot conține zece procente sau mai mult paladiu. În țara noastră, guvernul a stabilit oficial probe de paladiu 500 și 850. Aceste mostre sunt cele mai comune în bijuterii.

Un alt semn distinctiv popular de paladiu este 950. Acest lucru se datorează faptului că verighetele sunt realizate dintr-un metal de o asemenea calitate, ca alternativă la inelele din aur alb cu placare cu rodiu. Faptul este că rodiul este șters rapid de pe suprafața inelului și nu toată lumea va putea reînnoi stratul scump în fiecare an. Inelele de paladiu au exact același aspect ca inelele de aur, dar nu necesită reînnoire anuală. Pe lângă aliajele standard de paladiu, compușii decorativi de paladiu-indiu sunt uneori folosiți în producția de bijuterii, formând o gamă largă de culori de la auriu la liliac. Cu toate acestea, produsele realizate dintr-un astfel de aliaj sunt foarte rare.

În 1988, pentru prima dată, monede de 25 de ruble au fost bătute din paladiu în seria „1000-a aniversare a monedei vechi rusești, literatură, arhitectură, botez al Rusiei”. Pe o monedă care cântărește 31,1 g din cel mai mare test de 999, este înfățișat un monument al Prințului Vladimir Svyatoslavovich din Kiev. La Basel, la Expoziția Internațională de Numismatică, această serie a fost recunoscută drept cel mai bun program al anului, primind premiul I pentru calitatea execuției.

Eliberarea unor astfel de monede a fost limitată și nu a durat mult, din acest motiv monedele au o valoare mare de colecție. Cele mai valoroase sunt două serii de monede (emisiunea 1993-1994): „Prima călătorie în jurul lumii a Rusiei. 1803-1806 „-” Sloop „Hope”” cu portretul lui I.F. Kruzenshtern, „Sloop” Neva „(Yu.F. Lisyansky)”. A doua serie „Prima expediție rusă în Antarctica. 1819-1821 "-" Sloop "Mirny" (M.P. Lazarev)", "Sloop" Vostok "(F. F. Bellingshausen)". De asemenea, sunt prezentate monede din seria „Rusia și cultura mondială” - „A. Rublev, M. P. Mussorgsky”, monede din seria „Baletul Rusiei” și dedicate monarhilor ruși.

Există multe premii și premii în lume care sunt acordate unor oameni de știință remarcabili. Există o medalie William Hyde Wollaston făcută din paladiu pur. Acest premiu a fost înființat cu aproape două secole în urmă (1831) de către London Geological Society și a fost inițial făcut din aur. Abia în 1846, celebrul metalurgist englez Johnson a extras paladiu pur din aurul paladiu brazilian, care era destinat exclusiv fabricării acestei medalii. Printre cei premiați cu medalia Wollaston a fost Charles Darwin, iar în 1943 medalia a fost acordată savantului sovietic academicianul Alexander Evgenievich Fersman pentru cercetările sale mineralogice și geochimice remarcabile. Acum această medalie este păstrată la Muzeul de Istorie de Stat.

Cu toate acestea, aceasta nu este singura medalie de paladiu. Al doilea, premiat pentru lucrări remarcabile în domeniul electrochimiei și al teoriei proceselor de coroziune, a fost înființat de Societatea Americană de Electrochimie. În 1957, acest premiu a fost acordat lucrărilor celui mai mare electrochimist sovietic, academicianul A.I. Frumkin.

Meritele lui William Wollaston includ nu numai descoperirea paladiului (1803) și rodiu (1804), obținerea primei platine pure (1803), ci și descoperirea independentă de I. Ritter radiații ultraviolete. În plus, Wollaston a proiectat un refractometru (1802) și un goniometru (1809).

Industria paladiului din Rusia a apărut relativ târziu. Abia în 1922, Rafinăria de Stat a produs primul lot de paladiu rafinat rusesc. Aceasta a marcat începutul producției industriale de paladiu în țara noastră.

Se știe că paladiul este capabil să sporească proprietățile anticorozive chiar și ale unui astfel de metal rezistent la medii agresive, cum ar fi titanul. Adăugarea de paladiu în doar 1% crește rezistența titanului la acizii sulfuric și clorhidric. Deci timp de un an în acid clorhidric, o placă dintr-un aliaj nou își pierde doar 0,1 milimetri din grosime, în timp ce titanul pur se subțiază cu 19 milimetri în aceeași perioadă. O soluție de clorură de calciu nu afectează deloc aliajul, în timp ce titanul pierde anual până la doi milimetri într-un mediu agresiv. Care este secretul unui astfel de aliaj? Faptul este că acidul interacționează în primul rând cu paladiul și imediat suprafața celei de-a doua componente a aliajului este acoperită cu cea mai subțire peliculă de oxid - partea, așa cum ar fi, se îmbracă cu o cămașă de protecție. Acest fenomen a fost numit de oamenii de știință autopasivarea (autoprotecția) metalelor.

O altă proprietate foarte valoroasă a paladiului este prețul său relativ scăzut. Deci, la sfârșitul anilor șaizeci ai secolului trecut, a costat de aproximativ cinci ori mai puțin decât platina. De-a lungul timpului, prețul celui de-al patruzeci și șaselea element a crescut, dar la fel și prețurile altor metale prețioase. Această calitate a paladiului este cea care îl face cel mai promițător dintre toate metalele de platină, extinzând sfera de utilizare a acestuia.

Paladiul, ca și alte metale de platină, este un catalizator excelent. În prezența sa, multe reacții practic importante încep și au loc la temperaturi scăzute, de exemplu, procesele de hidrogenare a grăsimilor și cracarea uleiului. Paladiul accelerează procesele de hidrogenare a multor produse organice mult mai bine decât un astfel de catalizator dovedit precum nichelul. Al patruzeci și șaselea element este folosit ca catalizator în producția de acetilenă, multe produse farmaceutice, acizi sulfuric, nitric, acetic, îngrășăminte, explozivi, amoniac, clor, sodă caustică și alte produse de sinteză organică.

În echipamentele de producție chimică, un catalizator de paladiu este cel mai adesea utilizat sub formă de „niello” (în stare fin dispersată, paladiul, ca toate metalele de platină, devine negru) sau sub formă de oxid de PdO (în aparatele de hidrogenare). Începând cu anii șaptezeci ai secolului XX, paladiul a fost utilizat în mod activ de industria auto în catalizatori pentru arderea postcombustibilă a gazelor de eșapament (neutralizatoare). Apropo, neutralizatorii sunt necesari nu numai pentru curățarea gazelor de eșapament auto, ci și pentru curățarea oricăror emisii de gaze, de exemplu, la centralele termice. Instalațiile industriale cu acest scop sunt utilizate în SUA, unele țări UE și Japonia.

Datorită faptului că hidrogenul difuzează în mod activ prin paladiu, acesta din urmă este utilizat pentru purificarea profundă a hidrogenului. Sub presiune scăzută, gazul este trecut prin tuburi de paladiu închise pe o parte, încălzite la 600 ° C. Hidrogenul trece rapid prin paladiu, iar impuritățile (vaporii de apă, hidrocarburi, oxigen, azot) sunt reținute în tuburi. Pentru a reduce costul procesului, nu se folosește paladiu pur, ci aliajele sale cu alte metale (argint, ytriu).

Utilizarea paladiului în industria electronică

Paladiul și aliajele pe bază de acesta sunt utilizate pe scară largă în electronică - pentru acoperiri rezistente la sulfuri. O anumită cantitate din acest metal este utilizată pentru producerea de reocorduri de rezistență de înaltă precizie (echipamente aerospațiale și militare), inclusiv sub formă de aliaj cu wolfram (de exemplu, PdV-20M). În forma sa pură, paladiul se găsește în condensatoarele ceramice cu stabilitate la temperatură ridicată, care sunt utilizate în producția de pagere, telefoane mobile, computere, televizoare cu ecran lat și alte dispozitive electronice. Clorura de paladiu PdCl2 este utilizată ca agent de activare în metalizarea galvanică a dielectricilor - în special, depunerea cuprului pe suprafața materialelor plastice laminate în producția de plăci de circuite imprimate în electronică.

Al patruzeci și șaselea element este necesar și în bijuterii, atât ca componentă a aliajelor, cât și în sine. De exemplu, binecunoscutul concept de „aur alb” se referă la un aliaj de aur, paladiu și alte câteva elemente. De exemplu, „aurul alb” din testul 583 conține 13% paladiu, iar metalul prețios alb din testul 750 are următoarea compoziție: Au - 75%, Ag - 4%, Pd - 21% (pentru această probă, compoziția poate varia). Paladiu „pur”. Bijuterii au în compoziția lor un amestec de ruteniu de 5%.

Utilizarea paladiului în viața de zi cu zi

Paladiul este utilizat pentru fabricarea articolelor din sticlă chimică specială (de exemplu, pentru producția de acid fluorhidric) - alambicuri, vase, piese de pompe, retorte. O parte din metal este cheltuită pentru fabricarea pieselor rezistente la coroziune ale instrumentelor de măsurare de înaltă precizie.

În industria sticlei, aliajele de paladiu sunt folosite în creuzetele pentru topirea sticlei, în filarele pentru producerea firului de raion și de viscoză.

Utilizarea paladiului în medicină

Paladiul și aliajele sale sunt, de asemenea, folosite în medicină - fabricarea de instrumente medicale, piese de stimulatoare cardiace, proteze dentare. În unele țări, o cantitate mică de paladiu este utilizată pentru a obține medicamente citostatice - sub formă de compuși complecși, similari cu cisplatina.

Utilizarea paladiului în industria de bijuterii

Paladiul este frumos în felul său, perfect lustruit, nu se pătește și nu este supus coroziunii. Într-un decor cu paladiu, pietrele prețioase, în special diamantele, ies în evidență spectaculos. Astăzi, bijuteriile cu paladiu și aur alb sunt foarte populare. Aici, „aurul alb” trebuie înțeles în cel mai adevărat sens al cuvântului: este aurul care a fost decolorat prin adăugarea de paladiu. Paladiul este capabil să „albească” aproape de șase ori cantitatea de aur.

Paladiul nu este adesea văzut ca bază pentru bijuterii - acest metal prețios este folosit ca componentă a diferitelor aliaje de bijuterii. Este adesea folosit în producția de aur alb sau ca bază pentru un aliaj de paladiu. Faptul este că chiar și 1-2% din paladiu este suficient pentru ca aurul să dobândească o nuanță alb-argintie (aditivul de nichel oferă o culoare gălbuie, iar rodiul dă o ușoară albăstruie). Dar cel mai adesea aurul alb 583 conține 13% paladiu. Este cea mai potrivită pentru setarea diamantelor.

Și atunci când este adăugat la platină, paladiul oferă plasticitate metalului. Metalul în sine este prea moale pentru a fi folosit în forma sa pură. Prin urmare, aliajele sunt soluția cea mai optimă pentru acest metal nobil, totuși, precum și pentru restul.

În natură, paladiul se găsește împreună cu platina - poate fi extras folosind o tehnologie specială. În aparență, paladiul seamănă cu argintul. În 1803, a fost numit „argint nou” din cauza nuanței sale argintii. Cu toate acestea, aici se termină asemănarea - proprietățile chimice și fizico-mecanice ale argintului și paladiului diferă ca cerul și pământul. Deși paladiul nu se oxidează în aer și nu este expus factorilor externi, este ușor solubil în acizii azotic și sulfuric. În general, se remarcă maleabilitatea sa extraordinară - dintr-un gram de paladiu puteți întinde cel mai lung fir și întindeți cea mai subțire foaie.

Prin urmare, paladiul din plastic și-a găsit aplicație în industria electronică și în fabricarea instrumentelor și, desigur, în industria bijuteriilor. Pe piețele mondiale, paladiul este cotat împreună cu aurul, argintul și platina.

La fabricarea bijuteriilor se folosește nu paladiu pur, ci aliajul său cu diverse elemente chimice, dintre care cele mai comune sunt nichelul, cobaltul și ruteniul. Guvernul Federației Ruse a stabilit oficial 500 și 850 de mostre de paladiu. Acestea sunt cele mai comune tipuri de mostre pe care le au majoritatea bijuteriilor.

În plus, testul 950 este foarte popular, din care se fac adesea verighete, ca alternativă la aurul alb cu placare cu rodiu. Rodiul dispare rapid cu contactul constant cu pielea mâinilor, iar mersul la un atelier de bijuterii în fiecare an pentru a reînnoi stratul nu este acceptabil pentru toată lumea. Inelele de paladiu au exact același aspect ca inelele de aur, dar nu trebuie procesate anual.

Folosirea paladiului ca bani

Lansarea lor a fost finalizată în urmă cu câțiva ani și nu a durat mult, așa că aceste monede au o valoare mare de colecție. De cel mai mare interes este serialul „Prima călătorie a Rusiei în jurul lumii. 1803-1806 „-” Sloop „Speranța”” cu portretul lui I.F. Kruzenshtern, „The Neva Sloop (Yu.F. Lisyansky)” și seria „The First Russian Antarctic Expedition. 1819-1821 "-" Sloop "Mirny" (M.P. Lazarev)", "Sloop" Vostok "(F.F. Bellingshausen)". Calitatea bateriei este „dovadă”, conținutul de metal pur al monedei este de 31,1 g, valoarea nominală este de 25 de ruble, emisă în 1993-94. De asemenea, sunt prezentate monede din seria „Rusia și cultura mondială” - „A. Rublev”, „M.P. Mussorgsky”, monede din seria „Baletul Rusiei” și dedicate monarhilor ruși. Cantitatea este limitata. Pe lângă faptul că sunt rare, monedele cu paladiu pot servi ca instrument de investiții în jocuri - din 1997, prețurile paladiului pe piața mondială au variat între 150 USD și 1.000 USD per uncie troy.

Un sfert de secol mai târziu, în Mining Journal, publicat în Rusia, apărea următorul mesaj: „În 1822, G. Brean a fost instruit de guvernul spaniol să purifice și să transforme în lingouri toată platina strânsă în America de mulți ani. Cu această ocazie, prelucrând peste 61 de lire de platină brută, a separat două lire și un sfert de paladiu, metal descoperit de Wollaston și, datorită rarității sale extreme, este evaluat de cinci ori și jumătate mai mult decât aurul.

Astăzi, când conținutul tuturor elementelor din scoarța terestră a fost calculat cu relativă precizie, se știe că acesta conține de aproximativ zece ori mai mult paladiu decât aur. Cu toate acestea, rezervele totale de paladiu, ca și alte metale din grupa platinei, sunt destul de rare - doar 5-10 - 6%, deși geochimiștii pot numi aproximativ 30 de minerale care includ acest element. Spre deosebire de alte platinoide, paladiul, ca și platina în sine, apare și în starea sa nativă. De regulă, în timp ce conține impurități de platină, iridiu, aur, argint. Adesea, paladiul în sine se găsește în natură ca un amestec cu platina sau aurul nativ. În Brazilia, de exemplu, a găsit cea mai rară varietate de aur nativ (porpezit), care conține 8 - 11% paladiu.

Deoarece depozitele de placer de paladiu sunt destul de rare, principalele materii prime pentru producerea acestuia sunt minereurile de nichel și sulfură de cupru. Paladiul, totuși, joacă un rol modest ca produs secundar al prelucrării minereului, dar acest lucru nu îl face cu nimic mai puțin valoros. Transvaal și Canada au zăcăminte mari de astfel de minereuri. Și relativ recent, geologii sovietici au descoperit în regiunea Norilsk zăcăminte extinse de minereuri de cupru-nichel, care se caracterizează prin prezența metalelor de platină, în principal paladiu.

Acest element este prezent nu numai pe planeta noastră, ci se „găsește” pe alta corpuri cerești, așa cum demonstrează compoziția meteoriților. Deci, în meteoriți de fier, până la 7,7 grame de paladiu pe tonă de substanță, iar în piatră - până la 3,5 grame. Toată lumea știe că există pete pe Soare. Dar ce este la soare

există paladiu, se pare că nu toată lumea știe. Oamenii de știință au descoperit paladiu acolo în același timp cu heliul, în 1868.

În ciuda faptului că paladiul este de aproximativ o dată și jumătate mai greu decât fierul, printre „colegii” săi – platinoizi, are reputația de a fi ușor: din punct de vedere al densității. (12 g / cm3) este semnificativ inferior osmiului (22,5), iridiu (22,4), platină (21,45). De asemenea, se topește la o temperatură mai scăzută (1552 ° C) decât alte metale din grupa platinei. Paladiul este ușor de prelucrat chiar și la temperatura camerei. Și din moment ce este destul de frumos, lustruiește bine, nu se pătează și nu se corodează, bijutierii l-au luat de bunăvoie la treabă: fac din el rame pentru pietre prețioase, de exemplu.

Suntem deja obișnuiți cu ștampile de ziare precum „aur negru” - așa numesc ulei, „aur moale” - blană, „aur verde” - pădure. Când oamenii vorbesc despre „aur alb”, de obicei se referă la bumbac. Dar se dovedește că aurul poate fi alb în sensul cel mai literal: chiar și micile adaosuri de paladiu îndepărtează galbenul „de pe față” aurului și îi conferă o nuanță frumoasă de alb. Ceasurile, monturile pentru pietre prețioase, brățările din aur alb sunt foarte spectaculoase.

Cunoașterea paladiului pentru titan s-a dovedit a fi, de asemenea, foarte plăcută. Se știe că acest metal se caracterizează printr-o rezistență ridicată la coroziune: chiar și astfel de „prădători” omnivori precum acva regia sau acidul azotic nu se pot „sacra” cu titan, cu toate acestea, sub acțiunea acizilor clorhidric și sulfuric concentrați, este încă forțat să coreleze . Dar dacă este ușor „fortificat” cu paladiu (adăugarea este mai mică de 1%), atunci capacitatea titanului de a rezista acestor agenți oxidanți crește dramatic. Un astfel de aliaj a fost deja stăpânit de fabricile noastre: este folosit pentru fabricarea de echipamente pentru produse chimice, atomice, industria petrolului. În timpul unui an de expunere la acid clorhidric, o placă dintr-un aliaj nou își pierde doar 0,1 milimetri din grosime, în timp ce titanul pur „se slăbește” cu 19 milimetri în aceeași perioadă. O soluție de aliaj de clorură de calciu nu este deloc dura, iar titanul fără un amestec de paladiu trebuie să plătească un tribut anual acestui agresor - mai mult de doi milimetri.

Cum reușește paladiul să aibă un efect atât de benefic asupra titanului? Motivul pentru aceasta a fost fenomenul descoperit recent de oamenii de știință al așa-numitei auto-pasivare (auto-apărare) a metalelor: dacă literalmente microdoze de metale nobile - paladiu, ruteniu, platină sunt introduse în aliaje pe bază de titan, fier, crom. sau plumb, atunci rezistența aliajelor împotriva coroziunii crește de sute, mii și chiar zeci de mii de ori.

În laboratorul de coroziune al aliajelor al Institutului de Chimie Fizică, oamenii de știință au testat efectul paladiului asupra oțelului cu crom. Piesele din acest material sunt corodate de mulți acizi în câteva zile. Faptul este că ionii metalici pozitivi trec în soluția acidă, iar ionii de hidrogen pătrund din soluție în rețeaua cristalină a metalului, care se combină ușor cu electronii liberi. Hidrogenul rezultat este eliberat și distruge oțelul. Când o parte din același oțel, dar cu un adaos „homeopat” de paladiu (o fracțiune de procent), a fost scufundată în acid, coroziunea metalului a durat doar ... câteva secunde, iar apoi acidul s-a transformat a fi neputincios. Studiul a arătat că acidul interacționează în primul rând cu paladiul și imediat suprafața oțelului este acoperită cu cea mai subțire peliculă de oxid - piesa, așa cum ar fi, se îmbracă cu o cămașă de protecție. O astfel de „armură” face oțelul practic invulnerabil: viteza de coroziune a acestuia în acid sulfuric în fierbere nu depășește zecimi de milimetru pe an (anterior, atingea câțiva centimetri).

Paladiul în sine cade, de asemenea, cu ușurință sub influența altor elemente: merită introdus în el, de exemplu, o cantitate mică de metale înrudite - ruteniu (4%) și rodiu (1%), deoarece rezistența sa la tracțiune este aproximativ dublată.

Aliajele de paladiu cu alte metale (în principal argint) sunt folosite în tehnologia dentară - fac proteze excelente din aceasta. Paladiu acoperă în special contactele critice ale echipamentelor electronice, telefoanelor și altor dispozitive electrice. Din paladiu se fac filiere - capace cu multe orificii minuscule; la producerea celor mai fine sârmă sau fibre artificiale, prin aceste găuri este presată o masă special pregătită. Paladiul servește ca material pentru termocupluri și unele instrumente medicale.

Dar poate de cel mai mare interes sunt proprietățile chimice unice ale paladiului. Spre deosebire de toate elementele cunoscute astăzi științei, are 18 electroni pe orbita exterioară a atomului; cu alte cuvinte, învelișul său exterior de electroni este umplut până la limită. Această structură a atomului a condus la rezistența chimică excepțională a paladiului: chiar și fluorul care distruge totul la conditii normale nu mai periculos pentru el decât o mușcătură de țânțar pentru un elefant. Numai apelând la ajutor la temperaturi ridicate (500°C sau mai mult), fluorul și alți agenți oxidanți puternici pot interacționa cu paladiul.Paladiul este capabil să absoarbă sau, în limbajul fizicienilor și chimiștilor, să asculte în cantități mari anumite gaze, în principal hidrogen. La temperatura camerei, un centimetru cub de paladiu poate absorbi aproximativ 800 de „cuburi” de hidrogen. Desigur, astfel de experimente nu trec neobservate pentru metal: se umflă, se umflă și crapă.

Nu mai puțin surprinzătoare este o altă proprietate a paladiului, asociată și cu hidrogenul. Dacă, de exemplu, un vas este făcut din paladiu și umplut cu hidrogen și apoi, după ce l-ai conectat, încălzit, gazul va începe să curgă calm prin... pereții vasului, ca apa printr-o sită. La 240°C, 40 de centimetri cubi de hidrogen trec prin fiecare centimetru pătrat al unei plăci de paladiu cu grosime de milimetri într-un minut, iar odată cu creșterea temperaturii, permeabilitatea metalului devine și mai semnificativă.

Ca și alte metale de platină, paladiul servește ca un catalizator excelent. Această proprietate, combinată cu capacitatea de a trece hidrogen, stă la baza fenomenului descoperit recent de un grup de chimiști din Moscova. Vorbim despre așa-numita conjugare (accelerare reciprocă) a două reacții pe un catalizator, care este paladiu. În acest caz, reacțiile par să se ajute reciproc, iar substanțele care iau parte la ele nu se amestecă.

Imaginează-ți un aparat împărțit ermetic de o pereție subțire de paladiu (membrană) în două camere. Unul conține butilenă, celălalt conține benzen. Paladiul, avid de hidrogen, îl scoate din moleculele de butilenă, gazul trece prin membrană într-o altă cameră și acolo se combină de bunăvoie cu moleculele de benzen. Butilena, din care s-a luat hidrogenul, se transformă în butadienă (materie primă pentru producerea cauciucului sintetic), iar benzenul, după ce a absorbit hidrogenul, devine ciclohexan (din el sunt făcute capron și nailon). Adăugarea de hidrogen la benzen are loc cu eliberarea de căldură; Aceasta înseamnă că, pentru ca reacția să nu se oprească, căldura trebuie îndepărtată tot timpul. Dar butilena este gata să renunțe la hidrogenul său doar „în schimbul” unui anumit număr de jouli. Deoarece ambele reacții au loc „sub același acoperiș”, toată căldura generată în prima cameră este imediat utilizată în cealaltă. Combinația eficientă a acestor procese chimice și fizice este posibilă de o placă subțire de paladiu.

Catalizatorii cu membrană de paladiu pot fi utilizați și pentru a produce hidrogen ultrapur din materie primă de petrol și gaze asociate, ceea ce este necesar, de exemplu, pentru producerea de semiconductori și metale de înaltă puritate.

În zilele noastre, paladiul este relativ ieftin - prețul său este de cinci ori mai mic decât platina. O împrejurare importantă! Ne permite să sperăm că va fi din ce în ce mai multă muncă pentru acest metal în fiecare an. Iar computerele electronice îl vor ajuta să găsească noi domenii de activitate. Rezolvarea unor astfel de probleme depinde, desigur, de calculator, cu condiția ca oamenii de știință să le furnizeze „informațiile necesare pentru reflecție”.

Astăzi nu veți surprinde pe nimeni cu faptul că computerele joacă șah, controlează procesele tehnologice, transferă de la limbi straine, calculați traseele de zbor ale navei spațiale. De ce să nu faci din asta o datorie

Utilizarea paladiului în calculatoare

Crearea computerizată de noi aliaje cu proprietăți unice?

O astfel de problemă a fost pusă înaintea lor în urmă cu câțiva ani de către oamenii de știință de la Institutul de Metalurgie numit după A. A. Baikov. În primul rând, trebuiau să găsească limbaj reciproc cu o maşină pe care ar fi posibil să-i dea comenzi. Și un astfel de limbaj - algoritmii necesari - oamenii de știință au reușit să dezvolte. Rezultatele studiilor a aproximativ 1.500 de aliaje diferite au fost introduse în blocul de memorie al computerului Minsk-22 și, în plus, „datele chestionarului” ale metalelor - structura electronică a atomilor lor, temperaturile de topire, tipurile de rețele cristaline și multe alte informaţii caracteristice fiecăruia dintre metale. Știind toate acestea, mașina trebuia să prezică ce compuși necunoscuți anterior puteau fi obținuți, să indice proprietățile lor principale și, prin urmare, să selecteze aplicațiile potrivite pentru aceștia.

Imaginați-vă că aceste sarcini ar fi rezolvate, ca și până acum, într-un mod „manual” - prin experimente obișnuite. Asta ar însemna că fiecărui metal este necesar să se adauge diferite cantități dintr-un alt metal, ales dintr-un motiv sau altul, pentru a pregăti mostre din aliajele rezultate, apoi le-a supus unor studii fizico-chimice etc. Ei bine, dacă te-ai stabilit scopul de a studia toate combinațiile posibile de nu două, ci trei, patru, cinci componente? O astfel de muncă ar dura zeci sau chiar sute de ani. În plus, experimentele ar necesita o cantitate imensă de metale, dintre care multe sunt scumpe și rare. Este foarte posibil ca rezervele terestre ale unor elemente atât de rare, cum ar fi, de exemplu, reniu, indiu, paladiu, pur și simplu să nu fie suficiente pentru astfel de experimente.

Pentru un computer electronic, numerele, simbolurile, formulele servesc drept hrană pentru minte, iar „productivitatea muncii” este mai mare: în câteva momente este capabil să ofere informații științifice uriașe.

Ca urmare a muncii minuțioase desfășurate sub îndrumarea membrului corespondent al Academiei de Științe a URSS, E.M. Savitsky, a fost posibil mai întâi să preziceți cu ajutorul unui computer și apoi să obțineți multe materiale interesante. Unul dintre primii compuși născuți de computere au fost aliajele de paladiu, inclusiv un aliaj neobișnuit de frumos de liliac de paladiu și indiu. Dar principalul lucru, desigur, nu este culoarea. Calitățile de afaceri ale noilor „angajați” sunt mult mai importante. Și, trebuie să spun, sunt de top. Astfel, aliajul de paladiu și tungsten creat de institut a făcut posibilă creșterea fiabilității și a duratei de viață a multor dispozitive electronice de peste 20 de ori.

„Prognoza computerizată”, spune EM Savitsky, „desigur, nu se face pentru aliajele care pot fi obținute prin simpla amestecare a componentelor, ci acolo unde sunt necesari compuși complecși și este necesar să se obțină aliaje care să reziste la presiuni uriașe și la temperaturi ultraînalte care să reziste. câmpuri magnetice și electrice, unde este nevoie de ajutorul unui computer. Mașina a sugerat deja oamenilor de știință aproximativ opt sute de compuși supraconductori noi și aproape o mie de aliaje cu proprietăți magnetice speciale. În plus, computerul a recomandat metalurgiștilor să acorde atenție la aproximativ cinci mii de compuși ai metalelor pământurilor rare, dintre care doar o cincime este cunoscută până acum. Îndrumări valoroase au fost primite și de la mașină în ceea ce privește elementele transuraniu.

Potrivit lui E. M. Savitsky, „posibilitățile pentru sinteza compușilor anorganici sunt nesfârșite. Pe baza acestora, numărul de compuși obținuți poate fi mărit de zece ori deja în următorii ani. Și, fără îndoială, printre ele vor exista substanțe cu proprietăți fizice și chimice complet noi și rare, necesare economiei naționale și tehnologie nouă».

În concluzie, vom vorbi despre două medalii din paladiu. Prima dintre ele, care poartă numele de Wollaston, a fost înființată de Societatea Geologică din Londra cu un secol și jumătate în urmă. La început, medalia a fost bătută din aur, dar după ce metalurgistul englez Johnson a extras paladiu pur din aurul paladiu brazilian în 1846, acesta este fabricat numai din acest metal. În 1943, medalia Wollaston a fost acordată remarcabilului om de știință sovietic Academician A.E. Fersman și este păstrată acum la Muzeul de Istorie de Stat al URSS. A doua medalie de paladiu, acordată pentru lucrări remarcabile în domeniul electrochimiei și teoria proceselor de coroziune, a fost stabilită de Societatea Americană de Electrochimie. În 1957, acest premiu a fost acordat lucrărilor celui mai mare electrochimist sovietic, academicianul A.I. Frumkin.

Producția de paladiu

Știm că William Hyde Wollaston a izolat paladiul în timp ce studia cele mai recente metode de rafinare a platinei. Dizolvând platina brută în acva regia și precipitând doar metal nobil pur din soluția cu amoniac, chimistul a remarcat culoarea roz neobișnuită a soluției. O culoare de acest fel nu putea fi explicată prin prezența unor impurități cunoscute în platina brută, din care Wollaston a concluzionat că unele metale de platină erau prezente în probele din minereul pe care le-a studiat.

După ce a acționat asupra soluției rezultate de o culoare neobișnuită cu zinc, chimistul englez a obținut un precipitat negru, pe care l-a uscat și a încercat să-l redizolve în acva regia. Cu toate acestea, nu toată pulberea a fost dizolvată. Diluând această soluție cu apă și adăugând cianura de potasiu (pentru a evita precipitarea unor cantități mici de platină rămase în soluție), William Wollaston a obținut un precipitat portocaliu, care a devenit gri la încălzire, iar la topire s-a transformat într-o picătură de metal, pe care omul de știință a încercat să-l dizolve în acid azotic. Partea solubilă a fost paladiu.

Într-un limbaj atât de complex și obscur, omul de știință însuși a descris descoperirea unui nou metal. Metodele moderne de obținere a paladiului pur din materii prime naturale, bazate pe separarea compușilor chimici ai metalelor de platină, sunt foarte complexe și consumatoare de timp. Majoritatea firmelor și corporațiilor de rafinare sunt reticente în a-și împărtăși secretele comerciale. Putem spune doar că producția de paladiu este una dintre etapele prelucrării platinei brute și a producerii metalelor de platină. Metalul se obține după următoarea schemă: din filtratul rămas după precipitarea (NH4)2, ca urmare a rafinării, se obține un compus complex puțin solubil diclorodiamina paladiu Cl2, se purifică din impuritățile altor metale prin recristalizare din o soluție de NH4Cl.

Paladiul burete este aliat într-un cuptor electric cu vid de înaltă frecvență. Prin reducerea soluțiilor de săruri de paladiu se obține paladiu fin-cristalin - negru de paladiu.

Se folosesc și alte metode de rafinare, în special, bazate pe utilizarea schimbătoarelor de ioni.Se știe că la mijlocul anilor optzeci ai secolului trecut, extracția și producția anuală de paladiu în țările occidentale și în curs de dezvoltare era de aproximativ 25-30 de tone. . Nu s-a obținut mai mult de zece procente din paladiu reciclat. În același timp, URSS a reprezentat până la două treimi din producția mondială totală metal pretios. La noi (conform datelor din 2007), producția de paladiu a fost de 267 de tone, din care Rusia a reprezentat 141 de tone, Africa de Sud - 86 de tone, SUA și Canada - 31 de tone, alte țări - 9 tone. Aceste statistici arată că producția, la fel ca și extragerea celui de-al patruzeci și șaselea element, este în creștere, iar rolul liderului rămâne încă în țara noastră.

Produsele cu paladiu sunt produse în principal prin ștanțare și laminare la rece. Din acest metal, este destul de ușor să obțineți țevi fără sudură de lungimea și diametrul dorite. În plus, paladiul este produs în lingouri de 3000-3500 de grame, precum și sub formă de panglici, benzi, folii, fire și alte semifabricate.

Piața de tranzacționare cu metale înregistrează o creștere a cererii de paladiu. Este posibil ca în viitorul apropiat oferta existentă pe piață să nu mai fie suficientă pentru a satisface cererea în creștere pentru metal, în urma căreia prețul paladiului va crește și mai mult. Astfel, paladiul devine cea mai bună investiție dintre metalele prețioase.

Paladiul este o investiție profitabilă

Din 2006, piața de comercializare a metalelor a cunoscut o creștere a cererii de paladiu. Oferta actuală de pe piață poate să nu fie suficientă pentru a satisface în curând cererea în creștere pentru metal, împingând prețul paladiului și mai sus. Astfel, paladiul devine cea mai bună investiție dintre metalele prețioase.

Paladiul este un metal din grupul platinei cu proprietăți unice care sunt deosebit de valoroase pentru aplicații de cercetare și producție. Prin adăugarea de paladiu la oțelul titan sau crom, rezistența lor ridicată la coroziune devine aproape absolută. Din aliaje cu paladiu, materialele sunt fabricate pentru industria chimică, nucleară și de rafinare a petrolului.

Ca și alte metale din grupa platinei, paladiul este un catalizator excelent. Această proprietate este utilizată pe scară largă în industria auto. Paladiul are o capacitate uimitoare de a absorbi anumite gaze, în special hidrogenul. Din această cauză, începe să fie folosit în dezvoltarea pilelor de combustie pentru energia hidrogenului. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, consumul de platină și paladiu a crescut de peste 20 de ori în ultima jumătate de secol. În plus, paladiul este, de asemenea, foarte frumos și ușor de prelucrat. Seamănă cu platina, dar cântărește mai puțin, are o strălucire chiar vrăjitoare. Un metal extrem de rar este extras din minereuri, care de obicei conțin și aur, nichel, cupru și, uneori, apare sub formă nativă. Principala materie primă pentru producția sa sunt minereurile de cupru-nichel, în timpul prelucrării cărora paladiul este un produs secundar.

Aproape toate rezervele mondiale de minereuri care conțin metale din grupa platinei aparțin Rusiei și Africii de Sud, în plus, minereurile din Africa de Sud conțin mai multă platină, iar cele rusești au mai mult paladiu. Există, de asemenea, cantități mici de paladiu în intestinele Canadei, SUA, Zimbabwe, China și Finlanda. Cele mai mari rezerve dovedite de paladiu sunt situate dincolo de Cercul Arctic. Potrivit Norilsk Nickel, rezervele dovedite și probabile de minereu din zăcămintele din Peninsula Taimyr conțin 62 de milioane de uncii de paladiu și 16 milioane de uncii de platină. (Rusia - Canada: concurență pe piața metalelor neferoase).

Din anii 1970, industria auto a devenit un domeniu major de aplicare pentru metalele din grupul platinei. Platina, paladiul și rodiul sunt folosite în producția de catalizatori care servesc la reducerea toxicității gazelor de eșapament. Multă vreme, platina a fost folosită aproape exclusiv în acest scop. Producătorii de catalizatori precum Johnson Matthey, care avea legături strânse cu companiile miniere din Africa de Sud, au fost interesați de acest lucru. În mod deliberat, nu au folosit paladiu mai ieftin - și nu există prea mult în Africa de Sud - și, făcând acest lucru, au ajutat să-și mențină furnizorii la un nivel ridicat, rămânând în același timp practic un monopol ei înșiși.

Situația a început să se schimbe în 1988, când Ford Motor Company (F) a stăpânit producția de catalizatori folosind paladiu în loc de platină. Pe la mijlocul anilor '90, ambele metale erau deja folosite în cantități aproximativ egale pentru producerea de autocatalizatori. Odată cu înăsprirea reglementărilor de mediu, consumul de metale de platină continuă să crească. În ultimii 5 ani, cei mai mari producători auto din lume au crescut cu 32% utilizarea paladiului în sistemele de evacuare a vehiculelor.

În anii 1990, paladiul a început să înlocuiască rapid platina din industrie. În timp ce în 1990 la producția de autocatalizatori se folosea de aproape șase ori mai multă platină decât paladiu, din 1995 paladiul a dominat, iar în 1999 raportul a devenit 4 la 1 în favoarea paladiului. „Deceniul Paladiului” (1990-1999) a coincis cu o perioadă de utilizare pe scară largă a autocatalizatorilor în întreaga lume. Creșterea corespunzătoare a cererii de metale de platină din industria auto a fost acoperită aproape în întregime de paladiu, cu o utilizare relativ stabilă a platinei. În termeni fizici, utilizarea PGM în autocatalizatori a crescut de aproape 4 ori în 10 ani, iar paladiul - de 25 de ori!

În prima jumătate a anilor 1990, creșterea cererii de paladiu a fost acoperită de capacitatea de producție existentă, iar prețurile s-au menținut la nivelul de 100 - 150 de dolari pe uncie, adică. De 3-4 ori mai mic decât pentru platină. Dar o creștere suplimentară a cererii a dus la o lipsă de paladiu pe piață începând cu 1997, ceea ce a dus la o creștere semnificativă a prețurilor. În 1999, prețul paladiului a egalat prețul platinei, iar în 2000 a devenit mai scump decât platina - un semn clar al „supraîncălzirii” pieței. Producătorii de autocatalizatori au fost nevoiți să se reorienteze pe platină, reducând achizițiile de paladiu.

În ultimii ani, diferența de preț între platină și paladiu a fost în intervalul 3,5-5 și este încă foarte departe de un raport de preț normal (aproximativ 1 la 2).

Între timp, având în vedere prețul scăzut al paladiului în comparație cu platina, cererea de paladiu de la producătorii de autocatalizatori este din nou în creștere. Cererea de paladiu pentru utilizarea autocatalizatorului a crescut cu 0,9 tone la 142,3 tone în 2008, potrivit lui Johnson Matthey.

În domeniul frumuseții, paladiul începe să elimine platina. Paladiul este frumos în sine și adaugă noblețe celorlalte metale: micile sale adăugiri dau aurii o nuanță albă unică, „aurul alb” servește ca un cadru excelent pentru pietrele prețioase. Potrivit celei mai mari case de comerț și producător de bijuterii din New York Fortunoff, produsele cu paladiu reprezintă deja 10% din piața de bijuterii. Potrivit lui Johnson Matthey, cererea de paladiu în industria de bijuterii a crescut cu 1,7 tone la 24,3 tone în 2008, după ce a scăzut timp de doi ani la rând. Purtătorul de cuvânt al Fortunoff, Ruth Fortunoff, a declarat: „Ne așteptăm cu siguranță ca creșterea vânzărilor să continue. Oamenii încă nu vin special pentru bijuterii cu paladiu, dar când văd prețurile și cunosc metalul, devin fani ai acestuia.” Prețul mediu al unui inel de logodnă cu paladiu este de aproximativ 600 de dolari, în timp ce un inel din platină costă de două ori mai mult. Într-o eră de criză, acest lucru devine deosebit de relevant.

Fondurile tranzacționate la bursă încep să joace un rol deosebit pe piața metalelor prețioase. Acțiunile lor garantate cu metale prețioase sunt listate la bursă și tranzacționate în același mod ca acțiunile corporative. Analistii cred ca noile fonduri vor creste cererea de metale pretioase si vor atrage investitii suplimentare.

Într-adevăr, crearea de noi fonduri tranzacționate la bursă, care ele însele au devenit cumpărători activi ai platinei, rămâne unul dintre principalii factori din spatele creșterii semnificative a prețului platinei. Deoarece proprietățile și aplicațiile paladiului și platinei coincid în mare măsură, piețele pentru aceste metale sunt interconectate, ceea ce înseamnă că ne putem aștepta la o reacție similară a pieței paladiului la activitățile fondurilor.

Astfel de ipoteze sunt confirmate de Stuart Flerlidzh (Stuart Flerlage) de la compania New York NuWave Investment: „Prețurile la platină cresc din ce în ce mai mult... Poate că vom avea aceeași imagine cu paladiu valoros.” Crearea de fonduri tranzacționate la bursă legate de prețul platinei ar putea stimula și mai mult cererea pentru metal, determinând mai mulți producători și bijuterii să-și îndrepte ochii către paladiu și mai accesibil, a declarat Michael Gambardella, analist la JPMorgan Chase & Co. (JPM). „Ne așteptăm ca diferența mare de prețuri dintre cele două metale să se reducă”, adaugă Gambardella.

Surse și link-uri

wikipedia.org - cea mai mare enciclopedie gratuită

helprf.com - Centrul de suport financiar

interfax.ru - portal de știri

en.goldsilvermetals.com - metale fizice și proprietățile lor

i-think.ru - director chimic și comerț cu metale

globfin.ru - economie mondială, finanțe și investiții

xumuk.ru - enciclopedie chimică

forexpf.ru - site despre tranzacționare online

ru.investing.com - cel mai mare site despre investiții

all-currency.ru - cursuri valutare oficiale

alhimik.ru - site despre produse chimice

chemistry-chemists.com - revista de chimisti - entuziasti

Paladiul (lat. Paladiu) în sistemul periodic este notat cu simbolul Pd - un element chimic cu număr atomic 46 și masă atomică 106,42. Este un element al celei de-a doua triade (metale de platină) a subgrupului secundar, al optulea grup al celei de-a cincea perioade de tranziție a sistemului periodic al lui Dmitri Ivanovici Mendeleev. Paladiul este un metal nobil alb-argintiu, asemănător ca aspect cu argintul, dar asemănările lor nu se termină aici, deoarece al patruzeci și șaselea element este cel mai ușor dintre metalele de platină. Din punct de vedere al densității (12,02 g/cm3), paladiul este mai aproape de argint (10,49 g/cm3) decât de platina înrudită (21,5 g/cm3). Paladiul este un metal greu, refractar, maleabil, care este ușor rulat în folie și tras în sârmă subțire.

Paladiul natural este format din șase izotopi stabili: 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), 108Pd (26,46%) și 110Pd (11,72%). Cel mai lung izotop radioactiv artificial este 107Pd, cu un timp de înjumătățire de șapte milioane de ani. Mulți izotopi de paladiu sunt produși în cantități relativ mici în fisiunea nucleelor ​​de uraniu și plutoniu. În reactoarele nucleare moderne, 1 tonă de combustibil nuclear cu o ardere de 3% conține aproximativ 1,5 kg de paladiu.

Paladiul a fost descoperit de medicul și chimistul englez William Wollaston în 1803 în timp ce studia platina brută adusă din America de Sud, în acea parte a acesteia care este solubilă în acva regia. După ce a dizolvat minereul, Wollaston a neutralizat acidul cu o soluție de NaOH, după care a precipitat platina din soluție prin acțiunea clorurii de amoniu NH4Cl (precipitează cloroplatinat de amoniu). Cianură de mercur a fost apoi adăugată la soluție pentru a forma cianura de paladiu. Paladiul pur a fost izolat din cianură prin încălzire. Abia un an mai târziu, Wollaston a raportat Societății Regale că a descoperit paladiu și un alt metal nobil nou, rodiu, în platină brută. Însuși numele noului element - paladiu (Palladium) Wollaston derivă din numele planetei minore Pallas (Pallas), descoperită cu puțin timp înainte (1801) de astronomul german Olbers.

Al patruzeci și șaselea element, datorită unui număr de proprietăți fizice și chimice remarcabile, și-a găsit o aplicare largă în multe domenii ale științei și vieții. Deci unele tipuri de sticlă de laborator sunt fabricate din paladiu, precum și părți ale echipamentelor pentru separarea izotopilor de hidrogen. Aliajele de paladiu cu alte metale își găsesc o aplicație foarte valoroasă. De exemplu, aliajele celui de-al patruzeci și șaselea element cu argint sunt utilizate în echipamentele de comunicații (producție de contact). Regulatoarele de temperatură și termocuplurile folosesc aliaje de paladiu cu aur, platină și rodiu. Anumite aliaje de paladiu sunt folosite în bijuterii, stomatologie (proteze dentare) și chiar folosite la fabricarea de piese pentru stimulatoare cardiace.

Când este aplicat pe porțelan, azbest și alte suporturi, paladiul servește ca catalizator pentru o serie de reacții redox, care este utilizat pe scară largă în sinteza unui număr de compuși organici. Catalizatorul de paladiu este folosit pentru a purifica hidrogenul din urme de oxigen, precum și oxigenul din urme de hidrogen. O soluție de clorură de paladiu este un indicator excelent al prezenței monoxidului de carbon în aer. Acoperirile cu paladiu sunt aplicate pe contactele electrice pentru a preveni scânteile și pentru a le crește rezistența la coroziune (paladiu).

În bijuterii, paladiul este folosit atât ca componentă a aliajelor, cât și pe cont propriu. În plus, Banca Rusiei bate monede comemorative de paladiu în cantități foarte limitate. O cantitate mică de paladiu este consumată în scopuri medicale - prepararea medicamentelor citostatice - sub formă de compuși complecși, similari cu cis-platină.

Proprietăți biologice

Oamenii de știință cu siguranță nu pot spune nimic despre rolul biologic al paladiului în organismele vii, poate că studii ulterioare ale proprietăților acestui platinoid vor dezvălui semnificația acestuia în anumite procese biologice.

Cu toate acestea, rolul acestui element în medicină este destul de mare. Deci, în unele țări (inclusiv Rusia) o anumită cantitate de paladiu este utilizată pentru a obține medicamente citostatice - sub formă de compuși complecși, similari cu cis-platină. Imediat după descoperirea efectului citostatic al platinei de către Rosenberg, oamenii de știință din întreaga lume au început să studieze acest fenomen și să sintetizeze compuși de platină din ce în ce mai eficienți și siguri în scopuri medicale. În ultimii ani, instituțiile medicale de top din lume și companiile mari au încercat să găsească medicamente bioactive printre alți compuși din grupul platinei, inclusiv paladiu. Acest metal nobil ucide și încetinește creșterea celulelor canceroase nu mai rău decât platina, dar este de aproape zece ori mai puțin toxic. Medicamentele anticancerigene pe bază de paladiu sunt supuse celor mai recente studii clinice și ar putea fi în curând în serviciu cu oncologi.

Un alt scop destul de important al paladiului și aliajelor sale este asociat cu compatibilitatea biologică ridicată a acestui metal - fabricarea de instrumente medicale, piese de stimulatoare cardiace și proteze dentare. Chiar și acum, utilizarea aliajelor de bază tradiționale pe bază de cobalt, nichel și crom pentru stomatologia ortopedică este semnificativ redusă datorită apariției frecvente a reacțiilor adverse la un număr de pacienți sensibili la influența metalelor de bază.

Ce va înlocui materialele învechite? Răspunsul este evident - aliaje de metale nobile, inclusiv platinoide și paladiu în special. Unul dintre aceste aliaje este palladant ("Superpal"), care conține 60% paladiu și 10% aur. Aliajul are o frumoasă culoare metalică gri argintiu, caracteristici de rezistență fiabile și este compatibil biologic. În chirurgia maxilo-facială, este utilizat pentru fabricarea punților extinse. Un alt aliaj care conține paladiu este plagodent ("Super KM"). 98% este format din metale pretioase (cu exceptia paladiului contine aur si platina), are o culoare galben deschis si este destinata fabricarii de proteze turnate, inlay-uri, semicoroane, punti, in principal cu acoperire ceramica sau vitroceramica.

Paladiul este folosit și în industria alimentară. După ce a devenit clar într-o serie de țări că nichelul a fost cauza unei creșteri a alergiilor în rândul populației, mulți au dat vina pe mâncărurile făcute din acest material. Cu toate acestea, studiile ulterioare au infirmat această ipoteză și au stabilit adevărata cauză a reacției alergice - nichelul a fost găsit în alimente și, mai precis, în margarina obținută din ulei vegetal. Faptul este că, conform procesului tehnologic, uleiul trebuie să devină solid, pentru aceasta este hidrogenat, adică moleculele sunt saturate cu hidrogen folosind un catalizator. Nichelul a jucat rolul unui astfel de mult timp. Pentru a intensifica procesul, pulberea de catalizator este amestecată intens cu ulei vegetal la temperatură ridicată, iar apoi catalizatorul este îndepărtat prin filtrare, cu toate acestea, nichelul nu este îndepărtat complet și, dacă procesul eșuează, atunci intră o cantitate destul de mare din acest alergen. produsul final.

A fost posibil să se rezolve această problemă datorită dezvoltării oamenilor de știință de la Institutul Petrochimic numit după A.V. Topchiev. Au reușit să creeze un catalizator pe bază de paladiu depus pe oxid de aluminiu. Această introducere a făcut posibilă rezolvarea mai multor probleme simultan: paladiul este inert și sigur pentru oameni, în plus, este de multe ori mai eficient decât nichelul, ceea ce înseamnă că are nevoie de o mie de ori mai puțin. Există și alte avantaje ale catalizatorului de paladiu - este mai ușor să-l îndepărtați din produsul final și structura moleculelor acestuia din urmă este „descifrată” de organism mai ușor decât în ​​cazul unui catalizator de nichel, deci „paladiu” margarina este mai ușor de digerat.

Se știe că paladiul este adesea folosit de bijutieri în aliaje cu alte metale prețioase. Deci aliajele testelor 583 și 750, numite „aur alb”, pot conține zece procente sau mai mult paladiu. În țara noastră, guvernul a stabilit oficial probe de paladiu 500 și 850. Aceste mostre sunt cele mai comune în bijuterii.

Un alt semn distinctiv popular de paladiu este 950. Acest lucru se datorează faptului că verighetele sunt realizate dintr-un metal de o asemenea calitate, ca alternativă la inelele din aur alb cu placare cu rodiu. Faptul este că rodiul este șters rapid de pe suprafața inelului și nu toată lumea va putea reînnoi stratul scump în fiecare an. Inelele de paladiu au exact același aspect ca inelele de aur, dar nu necesită reînnoire anuală. Pe lângă aliajele standard de paladiu, compușii decorativi de paladiu-indiu sunt uneori folosiți în producția de bijuterii, formând o gamă largă de culori de la auriu la liliac. Cu toate acestea, produsele realizate dintr-un astfel de aliaj sunt foarte rare.

În 1988, pentru prima dată, monede de 25 de ruble au fost bătute din paladiu în seria „1000-a aniversare a monedei vechi rusești, literatură, arhitectură, botez al Rusiei”. Pe o monedă care cântărește 31,1 g din cel mai mare test de 999, este înfățișat un monument al Prințului Vladimir Svyatoslavovich din Kiev. La Basel, la Expoziția Internațională de Numismatică, această serie a fost recunoscută drept cel mai bun program al anului, primind premiul I pentru calitatea execuției.

Eliberarea unor astfel de monede a fost limitată și nu a durat mult, din acest motiv monedele au o valoare mare de colecție. Cele mai valoroase sunt două serii de monede (emisiunea 1993-1994): „Prima călătorie în jurul lumii a Rusiei. 1803-1806 „-” Sloop „Hope”” cu portretul lui I.F. Kruzenshtern, „Sloop” Neva „(Yu.F. Lisyansky)”. A doua serie „Prima expediție rusă în Antarctica. 1819-1821 "-" Sloop "Mirny" (M.P. Lazarev)", "Sloop" Vostok "(F. F. Bellingshausen)". De asemenea, sunt prezentate monede din seria „Rusia și cultura mondială” - „A. Rublev, M. P. Mussorgsky”, monede din seria „Baletul Rusiei” și dedicate monarhilor ruși.

Există multe premii și premii în lume care sunt acordate unor oameni de știință remarcabili. Există o medalie William Hyde Wollaston făcută din paladiu pur. Acest premiu a fost înființat cu aproape două secole în urmă (1831) de către London Geological Society și a fost inițial făcut din aur. Abia în 1846, celebrul metalurgist englez Johnson a extras paladiu pur din aurul paladiu brazilian, care era destinat exclusiv fabricării acestei medalii. Printre cei premiați cu medalia Wollaston a fost Charles Darwin, iar în 1943 medalia a fost acordată savantului sovietic academicianul Alexander Evgenievich Fersman pentru cercetările sale mineralogice și geochimice remarcabile. Acum această medalie este păstrată la Muzeul de Istorie de Stat.

Cu toate acestea, aceasta nu este singura medalie de paladiu. Al doilea, premiat pentru lucrări remarcabile în domeniul electrochimiei și al teoriei proceselor de coroziune, a fost înființat de Societatea Americană de Electrochimie. În 1957, acest premiu a fost acordat lucrărilor celui mai mare electrochimist sovietic, academicianul A.I. Frumkin.

Meritele lui William Wollaston includ nu numai descoperirea paladiului (1803) și rodiu (1804), producerea primei platine pure (1803), dar și descoperirea radiațiilor ultraviolete independente de J. Ritter. În plus, Wollaston a proiectat un refractometru (1802) și un goniometru (1809).

Industria paladiului din Rusia a apărut relativ târziu. Abia în 1922, Rafinăria de Stat a produs primul lot de paladiu rafinat rusesc. Aceasta a marcat începutul producției industriale de paladiu în țara noastră.

Se știe că paladiul este capabil să sporească proprietățile anticorozive chiar și ale unui astfel de metal rezistent la medii agresive, cum ar fi titanul. Adăugarea de paladiu în doar 1% crește rezistența titanului la acizii sulfuric și clorhidric. Deci timp de un an în acid clorhidric, o placă dintr-un aliaj nou își pierde doar 0,1 milimetri din grosime, în timp ce titanul pur se subțiază cu 19 milimetri în aceeași perioadă. O soluție de clorură de calciu nu afectează deloc aliajul, în timp ce titanul pierde anual până la doi milimetri într-un mediu agresiv. Care este secretul unui astfel de aliaj? Faptul este că acidul interacționează în primul rând cu paladiul și imediat suprafața celei de-a doua componente a aliajului este acoperită cu cea mai subțire peliculă de oxid - partea, așa cum ar fi, se îmbracă cu o cămașă de protecție. Acest fenomen a fost numit de oamenii de știință autopasivarea (autoprotecția) metalelor.

Poveste

Onoarea de a descoperi paladiul îi aparține englezului William Hyde Wollaston, care a izolat noul metal din platina brută a minelor din America de Sud în 1803. Cine este omul care este numit după medalia de paladiu pur acordată anual de Societatea Geologică din Londra?

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, William Wollaston era unul dintre mulți medici obscur din Londra care practicau în zonele sărace ale clasei muncitoare. Un job care nu aducea venituri nu se potrivea unui tânăr inteligent și întreprinzător. În acele zile, medicul trebuia să aibă abilitățile nu numai de medic, ci și să stăpânească afacerile farmaceutice, care, la rândul lor, necesitau cunoștințe excelente de chimie. W.H. Wollaston s-a dovedit a fi un chimist excelent - în timp ce studia platina, a inventat o nouă metodă de a face feluri de mâncare din platină și a pus bazele producției. Merită menționat că în acei ani, sticlăria de platină pentru laboratoarele chimice era o necesitate, deoarece entuziasmul în jurul descoperirilor științifice era același ca pe vremea alchimiștilor în jurul pietrei filozofale. Nu întâmplător, la începutul secolelor XVIII și XIX. a descoperit aproximativ 20 de elemente chimice noi!

Nu este de mirare că noua întreprindere a englezului a început să-i aducă un venit considerabil, suficient pentru a lăsa practica medicală nepromițătoare. Produsele fabricate de Wollaston erau la cerere cu mult dincolo de ceața Albion, permițându-i englezului să se angajeze în noi cercetări chimice fără a-și face griji cu privire la problema banilor. Îmbunătățind tehnica de rafinare și curățare a platinei de impurități, chimistul a ajuns la ideea posibilității existenței metalelor asemănătoare platinei.

Platina cu care a trebuit să lucreze Wollaston a fost un produs secundar obținut din spălarea nisipurilor de aur din îndepărtata Republică Columbiană. Pe lângă aur, conținea impurități de mercur, care trebuiau îndepărtate. A dizolvat platina bruta in aqua regia, dupa care a precipitat doar platina din solutie - cu amoniac deosebit de pur NH4Cl. Atunci Wollaston a observat că soluția precipitată avea o nuanță roz, pe care impuritățile precum aurul și mercurul nu o puteau da. Adăugând zinc în soluția colorată, chimistul a obținut un precipitat negru, pe care l-a uscat și apoi l-a dizolvat în apă regia. S-a dovedit că doar o parte din pulberea neagră a fost dizolvată. Diluând concentratul cu apă, Wollaston a adăugat cianura de potasiu, în urma căreia s-a format un precipitat portocaliu copios, care a devenit gri la încălzire. Precipitatul gri a fost topit în metal, care era mai mic decât mercurul în greutate specifică. După ce a dizolvat metalul rezultat în acid azotic, Wollaston a obținut o parte solubilă, care era paladiu și o parte insolubilă, din care a izolat un alt platinoid, rodiu.

Rodiul și-a primit numele de la cuvântul grecesc pentru „roz”, deoarece sărurile de rodiu dau soluției o culoare roz. În ceea ce privește paladiu, Wollaston l-a numit după o descoperire astronomică anterioară. Cu puțin timp înainte de descoperirea paladiului și a rodiului (în 1802), astronomul german Olbers a descoperit o mică planetă în sistemul solar și a numit-o Pallas în onoarea zeiței grecești antice a înțelepciunii, Athena Pallas.

Ce a făcut Wollaston după descoperirea unui nou element? Nu a anunțat imediat acest lucru, ci a vehiculat o reclamă anonimă pentru vânzarea noului metal paladiu în magazinul dealer-ului de minerale Forster. Mesajul despre un nou metal nobil - „argint nou” i-a interesat pe mulți, inclusiv pe chimistul Richard Cheneviks. Având un caracter irlandez tipic înfierbântat și de necontrolat, Chenevix a vrut să expună „smecheria frauduloasă” și, neglijând prețul mare, a cumpărat un baton de paladiu și a început să-l analizeze.

Curând, irlandezul a sugerat că metalul nu era deloc un element nou, ci a fost făcut din platină prin alierea lui cu mercur, după metoda omului de știință rus A. A. Musin-Pușkin. Chenevicii s-au grăbit să-și exprime această opinie - mai întâi într-un raport citit în fața membrilor Societății Regale din Londra și apoi în presa generală. Ca răspuns, agentul de publicitate anonim a anunțat că este dispus să plătească 20 de lire sterline oricui ar putea pregăti artificial noul metal folosind metoda propusă de Chenevix. Cu toate acestea, alți chimiști, și chiar și Chenevix însuși, cu toate eforturile lor, nu au putut găsi nici mercur, nici platină în paladiu ...

Abia ceva timp mai târziu, Wollaston a anunțat oficial că este autorul descoperirii paladiului și a descris o metodă de obținere a acestuia din platină brută. În același timp, a raportat despre descoperirea și proprietățile unui alt metal de platină - rodiu. În plus, a spus că este vânzătorul anonim al noului metal, care a stabilit o primă pentru prepararea lui artificială.

O persoană atât de interesantă și extraordinară a fost William Hyde Wollaston - un doctor londonez puțin cunoscut și un chimist celebru în întreaga lume - descoperitorul paladiului și rodiului.

Fiind în natură

Paladiul este unul dintre cele mai rare metale, concentrația sa medie în scoarța terestră este de 1∙10-6% în masă, cu toate acestea, aceasta este de două ori mai mult decât aurul conținut în scoarța terestră (5∙10-7%). William Wollaston a trebuit să extragă paladiu din boabele de platină nativă columbiană, singurul mineral cunoscut la acea vreme pentru a conține paladiu. În zilele noastre, geochimiștii pot numi aproximativ 30 de minerale care includ acest metal nobil.

La fel ca platina, cel de-al patruzeci și șaselea element apare în forma sa nativă (spre deosebire de restul platinoidelor), în timp ce poate conține impurități ale altor metale: platină, aur, argint și iridiu. În aparență, este destul de dificil să-l deosebești de platina nativă, dar este mult mai ușor și mai moale decât acesta. Destul de des, paladiul în sine este o impuritate în aur sau platină nativ. Astfel, în minereurile de la Norilsk s-a găsit paladiu platină care conține 40% paladiu, iar în Brazilia (statul Minas Gerais) s-a găsit o varietate de aur nativ foarte rară și puțin studiată - aurul paladiu sau porpecitul. În aparență, acest mineral este foarte greu de distins de aurul pur, deoarece conține doar 10% paladiu.

Aproximativ o treime din mineralele care conțin paladiu sunt puțin studiate, unele dintre ele nici măcar nu au un nume, acest lucru se datorează faptului că mineralele tuturor metalelor de platină formează microincluzii în minereuri și sunt greu de studiat. Un astfel de mineral este alopaladiul. Acest mineral alb-argintiu cu un luciu metalic este foarte rar. Toate componentele acestui mineral nu au fost încă pe deplin identificate, totuși, analiza spectrală a arătat conținutul de mercur, platină, ruteniu și cupru în el. Cele mai cunoscute minerale de paladiu sunt paladit PdO, stanpalladit Pd3Sn2, stibiopalladit Pd3Sb (contine impuritati PtAs2), braggite (Pd, Pt, Ni) S (16-20% paladiu), tarita PdHg. Ultimul dintre aceste minerale a fost găsit în 1925 în plasatorii de diamante din Guineea Britanică. Compoziția sa a fost stabilită prin analiză chimică convențională: 34,8% Pd și 65,2% Hg.

Cele mai mari depozite de placer de metale de platină (inclusiv paladiu) sunt situate în Rusia - în Urali. Alte țări bogate în paladiu includ Statele Unite (Alaska), Columbia și Australia.

Cu toate acestea, principalul furnizor al celui de-al patruzeci și șaselea element au fost zăcămintele de minereuri de sulfură de nichel și cupru, în care paladiul este un produs secundar al prelucrării. La urma urmei, conținutul său în astfel de minereuri este de trei ori mai mare decât cel al platinei în sine, ca să nu mai vorbim de ceilalți sateliți ai săi. Depozite mari de astfel de minereuri sunt situate în Africa (Transvaal) și Canada. În țara noastră, cele mai bogate zăcăminte de minereuri de cupru-nichel se află în zona arctică (Norilsk, Talnakh).

Paladiul se găsește nu numai în intestinele planetei noastre, așa cum demonstrează analiza chimică a „oaspeților” spațiului. Deci, în meteoriți de fier, până la 7,7 grame de paladiu pe tonă de substanță, iar în piatră - până la 3,5 grame. Și pe Soare, a fost descoperit simultan cu heliu în 1868.

Nu este de mirare că, având cele mai bogate rezerve de minereuri metalice de platină, Rusia este unul dintre cei mai mari producători și exportatori de paladiu din lume, precum și de platină, nichel și cupru. Conducerea în acest domeniu în rândul companiilor rusești aparține MMC Norilsk Nickel. Întreprinderile deținute de companie exploatează metale valoroase în peninsulele Taimyr și Kola. Dezvoltarea zăcămintelor din teritoriul Krasnoyarsk este în curs de desfășurare. Se crede că zăcământul din Peninsula Taimyr este unul dintre cele mai bogate din lume în ceea ce privește conținutul de paladiu în minereuri sulfurate. Din acest motiv, Norilsk Nickel este proprietarul celor mai mari rezerve de paladiu din lume.

Aplicație

O altă proprietate foarte valoroasă a paladiului este prețul său relativ scăzut. Deci, la sfârșitul anilor șaizeci ai secolului trecut, a costat de aproximativ cinci ori mai puțin decât platina. De-a lungul timpului, prețul celui de-al patruzeci și șaselea element a crescut, dar la fel și prețurile altor metale prețioase. Această calitate a paladiului este cea care îl face cel mai promițător dintre toate metalele de platină, extinzând sfera de utilizare a acestuia.

Paladiul, ca și alte metale de platină, este un catalizator excelent. În prezența sa, multe reacții practic importante încep și au loc la temperaturi scăzute, de exemplu, procesele de hidrogenare a grăsimilor și cracarea uleiului. Paladiul accelerează procesele de hidrogenare a multor produse organice mult mai bine decât un astfel de catalizator dovedit precum nichelul. Al patruzeci și șaselea element este folosit ca catalizator în producția de acetilenă, multe produse farmaceutice, acizi sulfuric, nitric, acetic, îngrășăminte, explozivi, amoniac, clor, sodă caustică și alte produse de sinteză organică.

În echipamentele de producție chimică, un catalizator de paladiu este cel mai adesea utilizat sub formă de „niello” (în stare fin dispersată, paladiul, ca toate metalele de platină, devine negru) sau sub formă de oxid de PdO (în aparatele de hidrogenare). Începând cu anii șaptezeci ai secolului XX, paladiul a fost utilizat în mod activ de industria auto în catalizatori pentru arderea postcombustibilă a gazelor de eșapament (neutralizatoare). Apropo, neutralizatorii sunt necesari nu numai pentru curățarea gazelor de eșapament auto, ci și pentru curățarea oricăror emisii de gaze, de exemplu, la centralele termice. Instalațiile industriale cu acest scop sunt utilizate în SUA, unele țări UE și Japonia.

Datorită faptului că hidrogenul difuzează în mod activ prin paladiu, acesta din urmă este utilizat pentru purificarea profundă a hidrogenului. Sub presiune scăzută, gazul este trecut prin tuburi de paladiu închise pe o parte, încălzite la 600 ° C. Hidrogenul trece rapid prin paladiu, iar impuritățile (vaporii de apă, hidrocarburi, oxigen, azot) sunt reținute în tuburi. Pentru a reduce costul procesului, nu se folosește paladiu pur, ci aliajele sale cu alte metale (argint, ytriu).

Paladiul și aliajele pe bază de acesta sunt utilizate pe scară largă în electronică - pentru acoperiri rezistente la sulfuri. O anumită cantitate din acest metal este utilizată pentru producerea de reocorduri de rezistență de înaltă precizie (echipamente aerospațiale și militare), inclusiv sub formă de aliaj cu wolfram (de exemplu, PdV-20M). În forma sa pură, paladiul se găsește în condensatoarele ceramice cu stabilitate la temperatură ridicată, care sunt utilizate în producția de pagere, telefoane mobile, computere, televizoare cu ecran lat și alte dispozitive electronice. Clorura de paladiu PdCl2 este utilizată ca agent de activare în metalizarea galvanică a dielectricilor - în special, depunerea cuprului pe suprafața materialelor plastice laminate în producția de plăci de circuite imprimate în electronică.

Al patruzeci și șaselea element este necesar și în bijuterii, atât ca componentă a aliajelor, cât și în sine. De exemplu, binecunoscutul concept de „aur alb” se referă la un aliaj de aur, paladiu și alte câteva elemente. De exemplu, „aurul alb” din testul 583 conține 13% paladiu, iar metalul prețios alb din testul 750 are următoarea compoziție: Au - 75%, Ag - 4%, Pd - 21% (pentru această probă, compoziția poate varia). Bijuteriile de paladiu „pure” conțin un amestec de ruteniu de 5%.

Paladiul este utilizat pentru fabricarea articolelor din sticlă chimică specială (de exemplu, pentru producția de acid fluorhidric) - alambicuri, vase, piese de pompe, retorte. O parte din metal este cheltuită pentru fabricarea pieselor rezistente la coroziune ale instrumentelor de măsurare de înaltă precizie.

În industria sticlei, aliajele de paladiu sunt folosite în creuzetele pentru topirea sticlei, în filarele pentru producerea firului de raion și de viscoză.

Paladiul și aliajele sale sunt, de asemenea, folosite în medicină - fabricarea de instrumente medicale, piese de stimulatoare cardiace, proteze dentare. În unele țări, o cantitate mică de paladiu este utilizată pentru a obține medicamente citostatice - sub formă de compuși complecși, similari cu cisplatina.

Productie

Știm că William Hyde Wollaston a izolat paladiul în timp ce studia cele mai recente metode de rafinare a platinei. Dizolvând platina brută în acva regia și precipitând doar metal nobil pur din soluția cu amoniac, chimistul a remarcat culoarea roz neobișnuită a soluției. O culoare de acest fel nu putea fi explicată prin prezența unor impurități cunoscute în platina brută, din care Wollaston a concluzionat că unele metale de platină erau prezente în probele din minereul pe care le-a studiat.

După ce a acționat asupra soluției rezultate de o culoare neobișnuită cu zinc, chimistul englez a obținut un precipitat negru, pe care l-a uscat și a încercat să-l redizolve în acva regia. Cu toate acestea, nu toată pulberea a fost dizolvată. Diluând această soluție cu apă și adăugând cianura de potasiu (pentru a evita precipitarea unor cantități mici de platină rămase în soluție), William Wollaston a obținut un precipitat portocaliu, care a devenit gri la încălzire, iar la topire s-a transformat într-o picătură de metal, pe care omul de știință a încercat să-l dizolve în acid azotic. Partea solubilă a fost paladiu.

Într-un limbaj atât de complex și obscur, omul de știință însuși a descris descoperirea unui nou metal. Metodele moderne de obținere a paladiului pur din materii prime naturale, bazate pe separarea compușilor chimici ai metalelor de platină, sunt foarte complexe și consumatoare de timp. Majoritatea firmelor și corporațiilor de rafinare sunt reticente în a-și împărtăși secretele comerciale. Putem spune doar că producția de paladiu este una dintre etapele prelucrării platinei brute și a producerii metalelor de platină. Metalul se obține după următoarea schemă: din filtratul rămas după precipitarea (NH4)2, ca urmare a rafinării, se obține un compus complex puțin solubil diclorodiamina paladiu Cl2, se purifică din impuritățile altor metale prin recristalizare din o soluție de NH4Cl. Prin calcinarea acestui compus într-o atmosferă reducătoare de hidrogen, se obține paladiu sub formă de burete:

CI2 + H2 → Pd + 2NH3 + 2HCl

Paladiul burete este aliat într-un cuptor electric cu vid de înaltă frecvență. Prin reducerea soluțiilor de săruri de paladiu se obține paladiu fin-cristalin - negru de paladiu. Electrodepunerea paladiului se realizează din nitriți și electroliți acizi fosfatați, în special folosind Na2.

Se folosesc și alte metode de rafinare, în special, bazate pe utilizarea schimbătoarelor de ioni.

Se știe că la mijlocul anilor optzeci ai secolului trecut, exploatarea și producția anuală de paladiu în țările occidentale și în curs de dezvoltare era de aproximativ 25-30 de tone. Nu s-a obținut mai mult de zece procente din paladiu reciclat. În același timp, URSS a reprezentat până la două treimi din producția mondială totală de metal prețios. La noi (conform datelor din 2007), producția de paladiu a fost de 267 de tone, din care Rusia a reprezentat 141 de tone, Africa de Sud - 86 de tone, SUA și Canada - 31 de tone, alte țări - 9 tone. Aceste statistici arată că producția, la fel ca și extragerea celui de-al patruzeci și șaselea element, este în creștere, iar rolul liderului rămâne încă în țara noastră.

Produsele cu paladiu sunt produse în principal prin ștanțare și laminare la rece. Din acest metal, este destul de ușor să obțineți țevi fără sudură de lungimea și diametrul dorite. În plus, paladiul este produs în lingouri de 3000-3500 de grame, precum și sub formă de panglici, benzi, folii, fire și alte semifabricate.

Piața de tranzacționare cu metale înregistrează o creștere a cererii de paladiu. Este posibil ca în viitorul apropiat oferta existentă pe piață să nu mai fie suficientă pentru a satisface cererea în creștere pentru metal, în urma căreia prețul paladiului va crește și mai mult. Astfel, paladiul devine cea mai bună investiție dintre metalele prețioase.

Proprietăți fizice

Paladiul este un metal nobil de platină de culoare alb-argintiu, cu o rețea cubică centrată pe față de tip cupru (a = 0,38902 nm, z = 4). Inclus în prima triadă de platinoide, paladiul, cu toate acestea, în aparență este mai asemănător cu argintul decât cu platina. În același timp, toate cele trei metale sunt în exterior foarte asemănătoare, ceea ce nu se poate spune despre densitatea lor. Sub acest aspect, paladiul (densitate 12,02 g/cm3) este mult mai aproape de argint (10,49 g/cm3) decât de platină (21,5 g/cm3).

Pe lângă faptul că al patruzeci și șaselea element este cel mai ușor dintre metalele de platină, este și cel mai fuzibil dintre ele - punctul de topire al Pd este de 1.552 ° C, în timp ce punctul de topire al platinei (Pt) este de 1.769 °. C, punctul de topire al rodiului (Rh) 1960 °C, punctul de topire al ruteniului (Ru) este 2250 °C, pentru iridiu (Ir) punctul de topire este 2410 °C, iar punctul de topire al osmiului (Os) depășește 3000 °C. Aceeași situație este și cu punctul de fierbere al metalelor de platină - cel mai scăzut este pentru paladiu (3980 °C), pentru rodiu și platină aproximativ 4500 °C, pentru ruteniu aproximativ 4900 °C și pentru iridiu (5300 °C) și osmiu ( 5.500 °C) cel mai ridicat punct de fierbere dintre toate platinoidele.

Alte caracteristici de temperatură ale celui de-al patruzeci și șaselea element: capacitatea termică (la o temperatură de 0 ° C) 0,058 cal / (g ∙ ° C) sau 0,243 kJ / (kg ∙ K); conductivitate termică 0,17 cal/(cm∙sec∙°C) sau 71 W/(m∙K). Coeficientul liniar de dilatare termică la 0 °C este 11,67∙10-6.

Asemănarea aspectului paladiului cu argintul și platina, capacitatea sa de a lustrui bine, rezistența la coroziune și, ca urmare, absența pătării - toate aceste calități au făcut din al patruzeci și șaselea element unul dintre metalele de bijuterii. Într-un cadru de paladiu, pietrele prețioase ies în evidență eficient. Ceasurile cu carcase din aur alb sunt foarte populare. S-ar părea, de unde paladiul? Adevărul este că „aurul alb” pentru carcasa ceasurilor este aurul care a fost decolorat cu adaos de paladiu. Proprietatea paladiului de a „albi” cantități mari de aur este binecunoscută. Alte metale beneficiază și ele de paladiu. Deci, adăugarea lui la titan (mai puțin de 1%) este capabil să transforme acest metal într-un aliaj care este absolut rezistent la medii agresive. Titanul pur este capabil să reziste acva regiei și acidului azotic, dar este instabil la acizii clorhidric și sulfuric concentrați. Aliat cu paladiu, titanul le suportă calm impactul.

La fel ca platina, paladiul este un metal ductil și maleabil care poate fi sudat, laminat, trasat, ștanțat și tras chiar și la temperatura camerei. Pentru paladiul încălzit, aceste calități se îmbunătățesc, este posibil să se obțină cele mai subțiri foi, sârmă, țevi fără sudură de lungimea și diametrul necesar din acesta. Duritate Brinell 49 kgf/mm2. Modulul de elasticitate normală pentru al patruzeci și șaselea element este de 12600 kgf/mm2. Alungire relativă la rupere 24-30%. Rezistenta la tractiune 18,5 kgf/mm2. Este de remarcat faptul că caracteristicile mecanice ale paladiului nu sunt constante, ceea ce este important pentru tehnologie. Deci, după prelucrarea la rece, duritatea acestui metal crește de 2-2,5 ori, dar scade după recoacere. Aditivii metalelor înrudite afectează și proprietățile paladiului: adăugarea de 4% ruteniu și 1% rodiu dublează rezistența la tracțiune!

Ca toate metalele de platină, paladiul este paramagnetic, susceptibilitatea sa magnetică χs∙10-6 (la o temperatură de 18 °C) este de 5,4 unități electromagnetice. Rezistivitatea electrică la 0 °C este de 10 Ohm∙cm∙10-6. Paladiul are o capacitate unică de a absorbi hidrogen: într-un volum de paladiu, în condiții normale, se dizolvă mai mult de opt sute de volume de hidrogen. În acest caz, elementul își păstrează aspectul metalic, dar crapă și devine casant.

Proprietăți chimice

Înainte de a descrie proprietățile chimice ale paladiului, este necesar să menționăm că acesta este singurul element cu un înveliș electron exterior extrem de umplut: există 18 electroni în orbita exterioară a atomului de paladiu. Care este importanța acestui fapt? Faptul este că, cu o astfel de structură, atomul pur și simplu nu poate decât să aibă cea mai mare rezistență chimică. Prin urmare, chiar și fluorul care distruge totul nu afectează paladiul în condiții normale. În compuși, paladiul este bivalent, trivalent și tetravalent, cel mai adesea divalent. În același timp, al patruzeci și șaselea element este cel mai activ dintre metalele de platină, aproape ca proprietăți chimice de platină. În aer, paladiul este stabil până la o temperatură de 300-350 °C, după care începe să se oxideze cu oxigen, formând o peliculă mată de oxid de paladiu PdO la suprafață:

2Pd + O2 → 2PdO

Interesant este că oxidul de paladiu PdO se descompune în metal și oxigen după ce „depășește” pragul de 850 °C, iar la această temperatură, paladiul metalic devine din nou rezistent la oxidare.

Paladiul nu reacționează cu apa, acizii diluați, alcalii, hidratul de amoniac. Acest lucru se datorează poziției celui de-al patruzeci și șaselea element din seria potențialelor standard, unde este situat în dreapta hidrogenului. Dar paladiul interacționează cu acizii sulfuric și azotic concentrați, se dizolvă în acva regia:

Pd + 2H2SO4 → PdSO4 + SO2 + 2H2O

Pd + 4HNO3 → Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O

3Pd + 4HNO3 + 18HCl → 3H2 + 4NO + 8H2O,

și, de asemenea, intră în soluție la dizolvarea anodică în acid clorhidric. Când este dizolvat în acva regia, paladiul formează acid hexacloropaladic (IV) H2, care se descompune la fierbere la H2 și Cl2.

La temperatura camerei, paladiul reacționează cu bromul umed și clorul:

Pd + Cl2 → PdCl2

Diclorura de paladiu PdCl2 - cristale rosii, usor solubile in apa si acid clorhidric. Mai mult, ca rezultat al ultimei reacții, se obține acidul tetracloropaladic (II) H2.

La temperaturi de 500 ° C și peste, al patruzeci și șasea element poate interacționa cu fluorul și alți agenți oxidanți puternici, precum și cu sulful, seleniul, telurul, arsenul și siliciul.

Interacțiunea paladiului cu hidrogenul este foarte interesantă - metalul este capabil să absoarbă o cantitate mare din acest gaz (la temperatura camerei, un volum de paladiu absoarbe până la 950 de volume de hidrogen) datorită formării de soluții solide cu o creștere a parametrul rețelei cristaline. Hidrogenul se găsește în metal sub formă atomică și are o activitate chimică ridicată. Absorbția unui volum mare de hidrogen nu trece fără urmă pentru paladiu - metalul se umflă, se umflă și crapă. Gazul absorbit este ușor îndepărtat din paladiu atunci când este încălzit la 100°C în vid.

Pe lângă faptul că absoarbe hidrogenul, paladiul are proprietatea de a tranzita acest gaz prin el însuși. Deci, dacă hidrogenul este pompat sub presiune într-un vas din paladiu și apoi recipientul sigilat este încălzit, atunci hidrogenul va „curge” din vasul de paladiu prin pereți, ca apa printr-o sită. La 240°C, 40 de centimetri cubi de hidrogen trec prin fiecare centimetru pătrat al unei plăci de paladiu cu grosimea milimetrică într-un minut, iar pe măsură ce temperatura crește, permeabilitatea metalului devine și mai semnificativă.

Ca toate metalele de platină, paladiul formează mulți compuși complecși. Complexele de paladiu bivalent cu amine, oxime, tiouree și mulți alți compuși organici au o structură pătrată plană și aceasta diferă de compușii complecși ai altor platinoizi. Acestea formează aproape întotdeauna complexe octaedrice voluminoase. Știința modernă cunoaște mai mult de o mie de compuși complecși ai paladiului. Unele dintre ele sunt de utilizare practică - cel puțin în producția de paladiu în sine.