Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПАЛЛАДИЙ

ПАЛЛАДИЙ (назван в честь открытия планеты Паллада; лат. Palladium) Pd, хим. элемент VIII гр. периодич. системы, ат. н. 46, ат. м. 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 искусств. радиоактивный изотоп 107Pd (Т1/2 7·106 лет). Мн. изотопы палладия в сравнительно больших кол-вах образуются при делении ядер U и Pu. В совр. ядерных реакторах в 1 т. ядерного топлива при степени выгорания 3%, содержится 1,5 кг палладия. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов ок. 8·10-28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 4d10; степени окисления 0, +1, +2 (наиб. часто), +3, + 4 (часто), +5, +6 (очень редко); энергия ионизации Pd03525-1.jpg -> Pd+ 3525-2.jpg Pd2+ 3525-3.jpg Pd3+ соотв. равна 8,336, 19,428 и 32,92 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,2; атомный радиус 0,137 нм, ионные радиусы (в скобках даны координац. 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 наиб. редких элементов, его средняя концентрация в земной коре 1·10-6 % по массе. Встречается в самородном виде, в виде сплавов и соединений. Известно ок. 30 минералов, содержащих палладий: аллопалладий (содержит примеси Hg, Pt, Ru, Сu), палладистая платина (7-39% палладия), палладит PdO, станнопалладинит Pd3Sn2, стибиопаллади-нит Pd3Sb (содержит примеси PtAs2), брэггит (Pd, Pt, Ni) S (16-20% палладия) и др. Кол-во палладия в смеси платиновых металлов в разл. 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; т.пл. 1554°С, т. кип. 2940 °С; плотн. 12,02 г/см3; 3525-4.jpg 25,8 Дж/моль • К); 3525-5.jpg 16,7 кДж/моль, 3525-6.jpg 353 кДж/моль; 3525-7.jpg 37,65 Дж/моль·К); температурный коэф. линейного расширения 1,17·10-5 К-1 (273-373 К); 3525-8.jpg 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, уд. магн. восприимчивость + 5,231 · 10(20 °С); работа выхода электрона 4,99 эВ. Для отожженного палладия 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 нек-рых в-в, 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 хим. св-вам палладий близок к платине и является наиб. активным платиновым металлом. При нагр. 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 раств. в царской водке. В отличие от др. платиновых металлов, раств. в горячих конц. HNO3 и H2SO4. Переходит в р-р при анодном растворении в соляной к-те. При комнатной т-ре взаимод. с влажными Сl2 и Вг2, при нагр.-с F2, S, Se, Те, As и Si. Характерная особенность палладия-способность поглощать большие кол-ва Н2 (до 900 объемов на 1 объем палладия) благодаря образованию твердых р-ров с увеличением параметра кристаллич. решетки; предполагается также образование гидридов. Поглощенный Н2 легко удаляется из палладия при нагр. до 100 °С в вакууме. Явления, наблюдаемые при поглощении тяжелого изотопа водорода катодом из палладия в ходе электролиза D2O, принимались за свидетельство, "холодного" ядерного синтеза. Палладий взаимод. с расплавл. KHSО4, с Na2O2.

Черный нерастворимый в воде оксид PdO 3525-9.jpg 31 ДжДмоль • К), 3525-10.jpg -15 кДж/моль, 3525-11.jpg 39 ДжДмоль • К)] разлагается на простые в-ва выше 800-850 °С; сильный окислитель. Гидролизом солей Pd(II,III,IV) выделены соотв. черный Pd(OH)2 (3525-12.jpg —161,1 кДж/моль), шоколад-но-черный Pd2O3·nH2O и темно-красный PdO2. Оксиды Pd(III,IV)-сильные окислители; при небольшом нагр. разлагаются до PdO.

Гексафторид PdF6 получают взаимодействием палладия 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 палладия или его галогенидов с F2. Фториды палладия-сильные окислители, термически неустойчивы и легко гидролизуются водой. Существуют фторопаллада-ты(II и III) состава 3525-13.jpg , МI[Рd2F5], 3525-14.jpg MII[PdF4], 3525-15.jpg и др. Взаимодействием PdF6 с О2 получен оранжевый гексафторопалладат(V) диоксигенила O2PdF6.

Дихлорид PdCl2-красные кристаллы гексагон. синго-нии (т. пл. 680 °С, 3525-16.jpg —163 кДж/моль); легко раств. в воде, в соляной к-те, давая тетрахлоропалладие-вую(II) к-ту H2[PdCl4]; получают из простых в-в выше 500 °С. При растворении в царской водке палладий образует гекса-хлоропалладиевую(IV) к-ту H2[PdCl6], разлагающуюся при кипячении до Н2 [PdCl4] и Сl2. Выделены многочисл. хлоропалладаты(IV) M2[PdCl6] и хлоропалладаты(II) M2[PdCl4], а также их производные, св-ва к-рых используют для выделения и аффинажа палладия. Так, в хлоридном р-ре, содержащем NH3, палладий может образовывать плохо р-римый хлоропалладозамин Pd(NH3)2Cl2 (слабокислая среда), нерастворимую соль Вокелена [Pd(NH3)4] [PdCl4] или р-римый дихлорид тетрамминопалладия (II) Pd(NH3)4Cl2 (сильно щелочная среда). Р-р солей Pd2+ сначала сильно подщелачивают, отделяя осадки гидроксидов металлов (примесей), а затем подкисляют, выделяя палладий в осадок. Осадок Pd(NH3)2Cl2 термически разлагают при 800-900 °С до металла.

Коричневый дибромид PdBr2 (т.пл. 717°С, 3525-17.jpg — 120 кДж/моль) плохо раств. в воде, лучше-в бромисто-водородной к-те. Его получают растворением Pd в смеси бромистоводородной к-ты и Вг2. Черный дииодид PdI2 (3525-18.jpg — 63 кДж/моль) не раств. в воде, осаждается из р-ров PdCl2, образует иодопалладаты(II), напр. K2[PdI4].

Сульфид PdS (т.пл. 970°С, 3525-19.jpg -77,0 кДж/моль), дисульфид PdS2 и др. сульфиды палладия не раств. 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 раств. в воде, гидролизуется при кипячении водного р-ра. Выделен темно-красный сульфат PdSO4, его оливково-зеленый моногидрат и красновато-коричневый дигидрат, к-рые легко гидролизуются.

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

Получение. Из технол. р-ра благородных металлов в царской водке сначала осаждают Аи и Pt. Затем осаждают Pd(NH3)2Cl2, к-рый очищают перекристаллизацией из аммиачного р-ра НС1, высушивают и прокаливают в восстановит. атмосфере. Порошок палладия переплавляют. Восстановлением р-ров солей палладия получают мелкокристаллический палладий-палладиевую чернь. Электроосаждение палладия проводят из нитритных и фосфатных кислых электролитов, в частности с использованием Na2[Pd(NO2)4].

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

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

Из палладия и его сплавов изготовляют мед. инструменты, детали кардиостимуляторов, зубные протезы, оправки, нек-рые лек. ср-ва. В электронике используют, в частности, палладиевые пасты для произ-ва больших интегральных схем, в электротехнике-электрич. контакты из палладия; для этих целей выпускают пружинящие контакты из палладия с добавками Сг и Zr, а также сплавы Pd-Ag и Pd-Cu. Способность палладия растворять Н2 используют для тонкой очистки Н2, каталитич. 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 пром-сти сплавы палладия 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.

Лит. см. при ст. Платиновые металлы.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн