Palladium chemisches Element

Palladium (Pd), chemisches Element, das am wenigsten dichte und am wenigsten schmelzende der Platinmetalle der Gruppen 8–10 (VIIIb), Perioden 5 und 6 des Periodensystems, wird insbesondere als Katalysator (eine Substanz, die die Chemikalie beschleunigt) verwendet Reaktionen ohne Änderung ihrer Produkte) und in Legierungen.

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Palladium ist ein kostbares grauweißes Metall, extrem duktil und leicht zu verarbeiten. Palladium wird bei normalen Temperaturen nicht durch die Atmosphäre getrübt. Somit dienen das Metall und seine Legierungen als Ersatz für Platin in Schmuck und in elektrischen Kontakten; Das geschlagene Blatt wird zu dekorativen Zwecken verwendet. Relativ geringe Mengen an mit Gold legiertem Palladium ergeben das beste Weißgold. Palladium wird auch in Dentallegierungen verwendet. Palladium wird jedoch hauptsächlich in Autokatalysatoren verwendet (häufig in Kombination mit Rhodium). Das Palladium dient als Katalysator, um umweltschädliche Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide im Abgas in Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff umzuwandeln. Palladiumbeschichtungen, galvanisch abgeschieden oder chemisch plattiert, wurden in Komponenten für gedruckte Schaltungen verwendet, und Palladium wird auch in mehrschichtigen Keramikkondensatoren verwendet.

Einheimisches Palladium kommt, obwohl selten, in Kolumbien (Departement Chocó), in Brasilien (Itabira, Minas Gerais), im Ural und in Südafrika (Transvaal) mit etwas Platin und Iridium legiert vor. Palladium ist eines der am häufigsten vorkommenden Platinmetalle und kommt in der Erdkruste mit einer Häufigkeit von 0,015 ppm vor. Zu den mineralogischen Eigenschaften von Palladium siehe natives Element (Tabelle). Palladium kommt auch legiert mit nativem Platin vor. Es wurde zuerst vom englischen Chemiker und Physiker William Hyde Wollaston aus rohem Platin isoliert (1803). Er nannte das Element zu Ehren des neu entdeckten Asteroiden Pallas. Palladium ist auch mit einer Reihe von Gold-, Silber-, Kupfer- und Nickelerzen verbunden. Es wird im Allgemeinen kommerziell als Nebenprodukt bei der Raffination von Kupfer- und Nickelerzen hergestellt. Russland, Südafrika, Kanada und die Vereinigten Staaten waren zu Beginn des 21. Jahrhunderts die weltweit führenden Palladiumproduzenten.

Palladiumoberflächen sind ausgezeichnete Katalysatoren für chemische Reaktionen mit Wasserstoff und Sauerstoff, wie die Hydrierung ungesättigter organischer Verbindungen. Palladium absorbiert unter geeigneten Bedingungen (80 ° C und 1 Atmosphäre) mehr als das 900-fache seines eigenen Wasserstoffvolumens. Es dehnt sich aus und wird dabei härter, stärker und weniger duktil. Die Absorption bewirkt auch, dass sowohl die elektrische Leitfähigkeit als auch die magnetische Suszeptibilität abnehmen. Es entsteht ein metallisches oder legierungsartiges Hydrid, aus dem der Wasserstoff durch erhöhte Temperatur und verminderten Druck entfernt werden kann. Da Wasserstoff bei hohen Temperaturen schnell durch das Metall strömt, fungieren erhitzte Palladiumrohre, die für andere Gase undurchlässig sind, als semipermeable Membranen und werden verwendet, um Wasserstoff in geschlossene Gassysteme und aus diesen heraus oder zur Wasserstoffreinigung zu leiten.

Palladium ist reaktiver als die anderen Platinmetalle. Beispielsweise wird es von Säuren leichter angegriffen als jedes andere Platinmetall. Es löst sich langsam in Salpetersäure zu Palladium (II) -nitrat Pd (NO ₃) ₂ und ergibt mit konzentrierter Schwefelsäure Palladium (II) -sulfat PdSO ₄ ∙ 2H ₂ O. In seiner Schwammform löst es sich sogar in Salzsäure in Gegenwart von Chlor oder Sauerstoff. Es wird schnell von geschmolzenen Alkalioxiden und -peroxiden sowie von Fluor und Chlor bei etwa 500 ° C (932 ° F) angegriffen. Palladium verbindet sich beim Erhitzen auch mit einer Reihe nichtmetallischer Elemente wie Phosphor, Arsen, Antimon, Silizium, Schwefel und Selen. Eine Reihe von Palladiumverbindungen kann mit der Oxidationsstufe +2 hergestellt werden; Es sind auch zahlreiche Verbindungen im + 4-Zustand und einige wenige im 0-Zustand bekannt. Unter den Übergangsmetallen hat Palladium eine der stärksten Tendenzen, Bindungen mit Kohlenstoff zu bilden. Alle Palladiumverbindungen werden leicht zersetzt oder zum freien Metall reduziert. Eine wässrige Lösung von Kaliumtetrachlorpalladat (II), K ₂ PdCl ₄, dient als empfindlicher Detektor für Kohlenmonoxid- oder Olefingase, da in Gegenwart äußerst geringer Mengen dieser Gase ein schwarzer Niederschlag des Metalls auftritt. Natürliches Palladium besteht aus einer Mischung von sechs stabilen Isotopen: Palladium-102 (1,02 Prozent), Palladium-104 (11,14 Prozent), Palladium-105 (22,33 Prozent), Palladium-106 (27,33 Prozent), Palladium-108 (26,46 Prozent) und Palladium-110 (11,72 Prozent).

Elementeigenschaften

Ordnungszahl	46
atomares Gewicht	106,40
Schmelzpunkt	1.554,9 ° C (2.830,8 ° F)
Siedepunkt	2.963 ° C (5.365 ° F)
spezifisches Gewicht	12,02 (0 ° C)
Oxidationsstufen	+2, +4
Elektronenkonfiguration	[Kr] 4d 10