Палладий - благородный и редкий металл, входящий в платиновую группу вместе с серебром и золотом. В природе его можно встретить в виде химических соединений и очень редко в самородном виде.
История и интересные факты
Палладий был обнаружен английским химиком и врачом Вильямом Волластоном еще в 1803 году, как природная примесь платины. Он получил палладий при изучении платиновой руды (сырой платины), которую привезли из Южной Америки. Ученый для этого растворил руду в смеси кислот, в так называемой царской водке. В ходе цепочки химических реакций, палладий выделился из цианида при помощи нагревания. Лишь по истечению года исследований Волластон смог доложить всему Королевскому обществу о своем открытии: в сырой платине был найден палладий и новый элемент, представитель благородных металлов – родий. получил он свое название он в честь Паллады, малой планеты, которую открыл немецкий астроном Ольберс незадолго до открытия самого элемента в 1801 году.
Интересным фактом является то, что предельно заполненная внешняя электронная оболочка выделяет этот химический элемент от остальных. Следует отметить, что палладий может плавиться при самой низкой температуре и имеет самую меньшую плотность среди металлов платиновой группы. В ювелирном производстве иногда применяют соединение с индием, которое образует интересный цветовой спектр – от золотистого оттенка и сиреневого. Однако, такие изделия пока редкость.
Палладий – хороший катализатор. Большинство важных реакций начинаются и происходят при низком показателе температуры с его участием. Он способен ускорить процессы гидрирования в органических продуктах лучше, нежели испытанные и давно известные катализаторы.
Палладий, который встречается в природе, имеет шесть стабильных изотопов, однако самым «долгоживущим» является 107Pd. Период его полураспада составляет почти 7 млн лет.
Свойства
Цвет и вес палладия очень схож с серебром, а с платиной - химическими свойствами. В чистом виде он имеет красивый серебристо-белый оттенок, который не изменяется с течением времени. Палладий является самым легко поддающимся плавлению металлом из всей платиновой группы. Холодная обработка делает его только прочнее. С другими элементами он инертный. Сплавы с палладием не окисляются даже под воздействием электрической дуги. Нагрев металла меняет его структуру необратимо.
Палладий обладает такими свойствами:
- имеет 6 стабильных изотопов;
- период полураспада 7 млн лет;
- в компактном виде мягкий, легкий и пластичный;
- легко раскатывается в лист и вытягивается в тонкую проволоку;
- в холодном виде легко подвергается ковке, штамповке, сварке, полировке и прокату;
- температура плавления - 1552 °C;
- на воздухе не окисляется;
- впитывает водород;
- является парамагнетиком;
- в воде не растворяется.
Уникальность химических свойств металла состоит в том, что он не вступает в реакцию с щелочью, разбавленными кислотами и гидратом аммиака. Так как палладий легко поглощает газы из воздуха, то превращение сырья в слиток становится сложным технологическим процессом. Этапы производства палладия: получение платиносодержащей руды с ее последующим обогащением и извлечение в чистом виде.
Ювелирные украшения из этого металла не будут тускнеть, так как в природе он не вступает в реакцию с кислородом или другими веществами. Палладий один из четырех металлов, который подлежит клеймению.
Химическая устойчивость создает уникальные антикоррозийные свойства металла. К сожалению, биологические свойства палладия еще не достаточно изучены. Известно лишь то, что он может подавлять и уничтожать раковые клетки.
Запасы и добыча
По подсчетам геологов недра Земли содержат около 6 % палладия. Так как он является примесью платины, то и добывается в тех месторождениях. На территории России палладий добывается на Урале, под Норильском и на территории Кольского полуострова. За пределами страны он может встретиться на Аляске, в Австралии, Африке и в Колумбии. Его добыча возможна и во время обработки никелевых руд, их залежами богата Канада и африканский материк. Получают его еще в процессе переработки сульфидных руд серебра, никеля и меди.
Существуют угли, которые обогащены палладием около 10 %. Также его содержат марганцевые руды, зола растений и фосфориты. Породы, в состав которых входят сульфиды, также имеют небольшой процент палладия. Само чаще встречается как примесь в самородках платины. В палладистой платине самого палладия может содержаться от 19 до 40 %. В редкой разновидности золота (порпеците), добывающегося в Бразилии, содержится до 11 % палладия. Он входит в состав более, чем 30 минералов. В природе его можно встретить гораздо реже, нежели золото.
Методы разработки месторождений: открытый, т.е. карьерный с использованием землеройной техники и закрытый (шахтный) с прокладыванием подземных шахт и просверливанием отверстий в рудосодержащем пласте, куда в дальнейшем закладывается взрывчатка. После взрыва грунт дорабатывают механизированным способом, а добытая руда транспортируется к месту переработки.
Применение
Палладий отличный катализатор для химических реакций, а потому почти 70 % совокупного объема добычи припадает на производство автомобильных катализаторов в бензиновых двигателях для снижения выброса токсичных компонентов в окружающую среду.
Хлорид палладия в качестве активирующего вещества применяется в гальванотехнике. Сплавы и металл в чистом виде благодаря стойкости к сульфидам применяют в электронике, в планшетах и мобильных телефонах. Самым большим потребителем является Китай, закупающий палладия для автоиндустрии.
Для создания ювелирных украшений этот металл в чистом виде не подходит, так как будет очень чувствителен к внешним механическим воздействиям. Но придать прочность поможет сплав с такими элементами как рутений или никель. В Северной Америке и Европе идет палладий 950 пробы на создание ювелирных изделий. Износостойкость таких изделий сравнима с платиной.
Иногда из палладия чеканят памятные монеты с ограниченным тиражом. Из сплавов делают зубные протезы, элементы кардиостимуляторов и медицинский инструмент. В фармацевтической области используют в производстве лекарственных препаратов.
Как проверить подлинность
Если необходимо определить палладий это или нет, то с высокой точностью можно это проверить, опустив кусочек металла в горячую азотную кислоту. Палладий в такой среде растворяется, а, к примеру, платина нет. Также можно кусочком металла провести по заготовке, нарисовав черту, на которую в дальнейшем нанести реагент. Реагентом в данном случае выступает смесь соляной и азотной кислоты с добавлением раствора йодистого калия. Если на месте нанесения реагента возникло яркое красно-коричневое пятно, то можно быть уверенным, что это палладий. Такие проверки проводят обычно в лабораторных условиях. Однако можно попробовать это проделать и дома, нанеся каплю йода на проверяемый материал. Если это место потемнеет, можно быть уверенным, что это палладий. Также можно использовать горелку. Натуральный палладий не будет плавиться, но нагреется до белого цвета. При этом схожими свойствами обладает иридий.
Где встречается в быту
В последние годы этот драгоценный металл становится популярным и одновременно возрастает его стоимость. За 5 лет она поднялась на 80 %. Палладий становится интересен простым гражданам. Где же можно его встретить в бытовых приборах? Внешне этот металл очень похож на серебро, и не имея специальных знаний отличить его невозможно. Чаще палладий можно встретить в сложной радио- и электротехнике в виде напыления на контактах или специальных проводниках, для того, чтобы защищать их от окисления и сульфидов. Этот химический элемент можно встретить на платах старых моделей компьютеров, резисторах и деталях самописцев. Много его содержится в керамических конденсаторах радиодеталей.
