химический каталог




ПАЛЛАДИЙ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ПАЛЛАДИЙ (назван в честь открытия планеты Паллада; лат. Palladium) Pd, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 46, атомная масса 106,42; относится к платиновым металлам. Природный ПАЛЛАДИЙ состоит из шести стабильных изотопов: 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), lo8Pd (26,46%) и 110Pd (11,72%). Наиб. долгоживущий искусственный радиоактивный изотоп 107Pd (Т1/2 7•106 лет). Многие изотопы ПАЛЛАДИЯ в сравнительно больших количествах образуются при делении ядер U и Pu. В современной ядерных реакторах в 1 т. ядерного топлива при степени выгорания 3%, содержится 1,5 кг ПАЛЛАДИЯ Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов около 8*10-28 м2. Конфигурация внешней электронной оболочки атома 4d10; степени окисления 0, +1, +2 (наиболее часто), +3, + 4 (часто), +5, +6 (очень редко); энергия ионизации Pd0 -> Pd+ Pd2+ Pd3+ соответственно равна 8,336, 19,428 и 32,92 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,2; атомный радиус 0,137 нм, ионные радиусы (в скобках даны координационные числа) Pd+f 0,073 нм (2), Pd2+ 0,078 нм (4, квадрат), 0,100 нм (6), Pd3 + 0,090 нм (6).

ПАЛЛАДИЙ - один из наиболее редких элементов, его средняя концентрация в земной коре 1*10-6 % по массе. Встречается в самородном виде, в виде сплавов и соединений. Известно около 30 минералов, содержащих ПАЛЛАДИЙ: аллопалладий (содержит примеси Hg, Pt, Ru, Сu), палладистая платина (7-39% ПАЛЛАДИЙ), палладит PdO, станнопалладинит Pd3Sn2, стибиопаллади-нит Pd3Sb (содержит примеси PtAs2), брэггит (Pd, Pt, Ni) S (16-20% ПАЛЛАДИЙ) и др. Кол-во ПАЛЛАДИЙ в смеси платиновых металлов в различные месторождениях колеблется от ~25% (ЮАР) до 43-45% (Канада) и 60% (СССР, по оценкам).

Свойства. ПАЛЛАДИЙ-серебристо-белый металл с гранецентрир. кубич. решеткой типа Сu, а = 0,38902 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m; температура плавления 1554°С, температура кипения 2940 °С; плотность 12,02 г/см3; 25,8 Дж/моль • К); 16,7 кДж/моль, 353 кДж/моль; 37,65 Дж/моль•К); температурный коэффициент линейного расширения 1,17•10-5 К-1 (273-373 К); 9,96 мкОм • см (25 °С); теплопроводность 75,3 Вт/(м•К); g 0,015 Н/см (при 1554°С в вакууме. ПАЛЛАДИЙ 99,998%-ной чистоты); парамагнетик, удельная магн. восприимчивость + 5,231 • 10(20 °С); работа выхода электрона 4,99 эВ. Для отожженного ПАЛЛАДИЙ модуль упругости 117 ГПа, сг 1,8-2,0 ГПа, относит. удлинение 25-40%; твердость по Виккерсу 37-39. ПАЛЛАДИЙ упрочняется при холодном деформировании, но становится мягче после отжига. Добавки некоторых веществ, особенно Ru и Ni, повышают твердость. ПАЛЛАДИЙ легко поддается ковке, штамповке, прокатке, протяжке, хорошо полируется и сваривается. Из него удается получать тончайшие листы и тонкую проволоку.

По химический свойствам ПАЛЛАДИЙ близок к платине и является наиболее активным платиновым металлом. При нагревании устойчив на воздухе до ~ 300 °С, при 350-800 °С тускнеет из-за образования тонкой пленки PdO, выше 850 °С PdO разлагается и вновь становится устойчивым на воздухе. Хорошо растворим в царской водке. В отличие от др. платиновых металлов, растворим в горячих конц. HNO3 и H2SO4. Переходит в раствор при анодном растворении в соляной кислоте. При комнатной температуре взаимодействие с влажными Сl2 и Вг2, при нагревании-с F2, S, Se, Те, As и Si. Характерная особенность ПАЛЛАДИЙ-способность поглощать большие количества Н2 (до 900 объемов на 1 объем ПАЛЛАДИЙ) благодаря образованию твердых растворов с увеличением параметра кристаллич. решетки; предполагается также образование гидридов. Поглощенный Н2 легко удаляется из ПАЛЛАДИЙ при нагревании до 100 °С в вакууме. Явления, наблюдаемые при поглощении тяжелого изотопа водорода катодом из ПАЛЛАДИЙ в ходе электролиза D2O, принимались за свидетельство, "холодного" ядерного синтеза. ПАЛЛАДИЙ взаимодействие с расплавл. KHS04, с Na2O2.

Черный нерастворимый в воде оксид PdO 31 ДжДмоль • К), -15 кДж/моль, 39 ДжДмоль • К)] разлагается на простые вещества выше 800-850 °С; сильный окислитель. Гидролизом солей Pd(II,III,IV) выделены соответственно черный Pd(OH)2 ( —161,1 кДж/моль), шоколад-но-черный Pd2O3•nH2O и темно-красный PdO2. Оксиды Pd(III,IV)-сильные окислители; при небольшом нагревании разлагаются до PdO.

Гексафторид PdF6 получают взаимодействием ПАЛЛАДИЙ с атомным F, красно-коричневый тетрафторид PdF4-фто-рированием Pd2F6 под давлением F2 при 300-450 °С, черный "три фторид" PdIIPdIVF6 и бледно-фиолетовый д и фторид PdF2 - взаимодействием ПАЛЛАДИЙ или его галогенидов с F2. Фториды ПАЛЛАДИЙ-сильные окислители, термически неустойчивы и легко гидролизуются водой. Существуют фторопаллада-ты(П и III) состава , МI[Рd2F5], MII[PdF4], и др. Взаимодействием PdF6 с О2 получен оранжевый гексафторопалладат(V) диоксигенила O2PdF6.

Дихлорид PdCl2-красные кристаллы гексагон. синго-нии (температура плавления 680 °С, —163 кДж/моль); легко растворим в воде, в соляной кислоте, давая тетрахлоропалладие-вую(П) кислоту H2[PdCl4]; получают из простых веществ выше 500 °С. При растворении в царской водке ПАЛЛАДИЙ образует гекса-хлоропалладиевую(IV) кислоту H2[PdCl6], разлагающуюся при кипячении до Н2 [PdCl4] и Сl2. Выделены многочисленные хлоропалладаты(IV) M2[PdCl6] и хлоропалладаты(II) M2[PdCl4], а также их производные, свойства которых используют для выделения и аффинажа ПАЛЛАДИЙ Так, в хлоридном растворе, содержащем NH3, ПАЛЛАДИЙ может образовывать плохо растворимый хлоропалладозамин Pd(NH3)2Cl2 (слабокислая среда), нерастворимую соль Вокелена [Pd(NH3)4] [PdCl4] или растворимый дихлорид тетрамминопалладия (II) Pd(NH3)4Cl2 (сильно щелочная среда). Раствор солей Pd2+ сначала сильно подщелачивают, отделяя осадки гидроксидов металлов (примесей), а затем подкисляют, выделяя ПАЛЛАДИЙ в осадоколо Осадок Pd(NH3)2Cl2 термически разлагают при 800-900 °С до металла.

Коричневый дибромид PdBr2 (температура плавления 717°С, — 120 кДж/моль) плохо растворим в воде, лучше-в бромисто-водородной кислоте. Его получают растворением Pd в смеси бромистоводородной кислоты и Вг2. Черный дииодид PdI2 ( — 63 кДж/моль) не растворим в воде, осаждается из растворов PdCl2, образует иодопалладаты(II), например K2[PdI4].

Сульфид PdS (температура плавления 970°С, -77,0 кДж/моль), дисульфид PdS2 и др. сульфиды ПАЛЛАДИЙ не растворим в воде. Известны селениды PdSe, PdSe2, Pd4Se, теллуриды PdTe, PdTe2, Pd2Te, Pd3Te, Pd5Te2, фосфиды PdP2, Pd3P, Pd5P, Pd5P2, арсениды PdAs, Pd2As, Pd3As, Pd3As2, силициды PdSi, Pd2Si и Pd3Si.

Коричнево-желтый нитрат Pd(NO3)2 хорошо растворим в воде, гидролизуется при кипячении водного раствора. Выделен темно-красный сульфат PdSO4, его оливково-зеленый моногидрат и красновато-коричневый дигидрат, которые легко гидролизуются.

ПАЛЛАДИЙ в степени окисления + 2 образует многочисленные комплексные соединения с лигандами, содержащими "мягкие" доноры: CN-, P(III), As(III) и др. Для Pd(IV) наиболее типичны соединение, содержащие ион [PdX6]2- (X = F, Cl, Вг). Известны соединения с нейтральными группами типа Pd(aмин)2X4 и др. Получены комплексные соединения Pd0, например [Pd(CN)4]4-, Pd(PF3)4 (температура плавления — 40°С). См. также Палладийорганические соединения.

Получение. Из технол. раствора благородных металлов в царской водке сначала осаждают Аи и Pt. Затем осаждают Pd(NH3)2Cl2, который очищают перекристаллизацией из аммиачного раствора НCl, высушивают и прокаливают в восстановит. атмосфере. Порошок ПАЛЛАДИЙ переплавляют. Восстановлением растворов солей ПАЛЛАДИЙ получают мелкокристаллический ПАЛЛАДИЙ-палладиевую чернь. Электроосаждение ПАЛЛАДИЙ проводят из нитритных и фосфатных кислых электролитов, в частности с использованием Na2[Pd(NO2)4].

В сер. 80-х гг. ежегодная добыча ПАЛЛАДИЙ в капиталистич. и развивающихся странах составляла 25-30 т. При этом из вторичного сырья получали не более 10% ПАЛЛАДИЙ По оценкам 2/3 мировой добычи ПАЛЛАДИЙ падало на СССР.

Применение. По объему годового потребления в капиталистич. и развивающихся странах ПАЛЛАДИЙ опережает др. платиновые металлы. Из областей его применения наиболее важны медицина и стоматология (25-40% ежегодного потребления), электротехника и электроника (30-40%), химический промышленость (10-15%), автомобилестроение (5-15%), ювелирная (2-5%) и стекольная промышленость и др.

Из ПАЛЛАДИЙ и его сплавов изготовляют мед. инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы, оправки, некоторые лек. средства. В электронике используют, в частности, палладиевые пасты для производства больших интегральных схем, в электротехнике-электрич. контакты из ПАЛЛАДИЙ; для этих целей выпускают пружинящие контакты из ПАЛЛАДИЙ с добавками Сг и Zr, а также сплавы Pd-Ag и Pd-Cu. Способность ПАЛЛАДИЙ растворять Н2 используют для тонкой очистки Н2, каталитических гидрирования и дегидрирования и др. Обычно для этого используют сплавы с Ag, Rh и др. металлами, а также палладиевую чернь. С сер. 70-х гг. 20 в. ПАЛЛАДИЙ в виде сплавов с Pt стали использовать в катализаторах дожигания выхлопных газов автомобилей. В стекольной промышленности сплавы ПАЛЛАДИЙ применяют в тиглях для варки стекла, в фильерах для получения искусств. шелка и вискозной нити.

ПАЛЛАДИЙ открыл У. Волластон в 1803 при исследовании самородной платины.

Литература см. при ст. Платиновые металлы.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
купить облицовочный материал череповец
узи брюшной полости натощак или нет
продажа кухонной утвари
кастрюли фислер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)