nhưng có một cấu hình rất không điển hình ở vỏ electron ngoài cùng của nó so với các thành viên khác của nhóm 10 (xem thêm niobi (41), ruthenium (44), và rhodium (45)), có ít đầy vỏ điện tử hơn so với các yếu tố trực tiếp trước nó (một hiện tượng độc đáo để palladium).
Palladium (II) oxit (ảnh) chiếm làm lu mờ trên kim loại palladium
Palladium là một mềm màu trắng bạc kim loại tương tự như bạch kim. Nó là dày đặc nhất và có điểm nóng chảy thấp nhất của kim loại nhóm bạch kim. Nó mềm và dễ uốn khi ủ và làm tăng đáng kể sức mạnh và độ cứng của nó khi nó lạnh làm việc. Palladium hòa tan chậm trong sulfuric , nitric và acid hydrochloric . [3] Kim loại này cũng không phản ứng với oxy ở nhiệt độ bình thường (và do đó không làm lu mờ trong không khí ).Palladium đun nóng đến 800 ° C sẽ sản xuất một lớp của paladi (II) oxit (PDO). Nó nhẹ bị xỉn bầu không khí ẩm có chứa lưu huỳnh. [4]
Trạng thái ôxi hóa chung của paladi là 0, +1, +2 và 4. Mặc dù ban đầu +3 đã được coi là một trong các trạng thái ôxi hóa cơ bản của paladi, không có bằng chứng cho palladium xảy ra trong trạng thái ôxi hóa +3, điều này đã được nghiên cứu thông qua nhiễu xạ tia Xcho một số hợp chất, cho thấy một dimer paladi (II) và palladium (IV) thay thế. Năm 2002, palladium (VI) lần đầu tiên được báo cáo. [5] [6]
[ sửa ]Đồng vị
Bài chi tiết: Đồng vị của palladium
Palladium tự nhiên bao gồm bảy đồng vị , trong đó bao gồm sáu đồng vị ổn định. Cácđồng vị phóng xạ ổn định nhất là Pd 107 với một nửa cuộc sống của 6,5 triệu năm (được tìm thấy trong tự nhiên), Pd 103 với chu kỳ bán rã 17 ngày, và 100 Pd với một chu kỳ bán rã 3,63 ngày. Mười tám đồng vị phóng xạ khác cũng đã được đặc trưng với các khối lượng nguyên tử khác nhau, từ 90,94948 (64) u (91 Pd) 122,93426 (64) u (123 Pd). [7]Hầu hết trong số này có chu kỳ bán rã ít hơn nửa giờ, ngoại trừ Pd 101 (một nửa cuộc sống: 8,47 giờ), 109 Pd (nửa cuộc sống: 13,7 giờ), và 112 Pd (nửa cuộc sống: 21 giờ). [8]
Đối với các đồng vị với giá trị đơn vị nguyên tử khối lượng ít hơn so với các đồng vị ổn định, phong phú nhất, 106 Pd, chính chế độ phân rã là bắt điện tử với các sản phẩm phân rã chính là rhodium. Các chế độ chính của phân rã cho những đồng vị của Pd với khối lượng nguyên tử lớn hơn 106 là phân rã beta với các sản phẩm chính này phân rã là bạc. [8]
Phóng xạ 107 Ag là một sản phẩm phân rã của 107 Pd và lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1978 [9] ở Santa Clara [10] thiên thạch năm 1976. Người phát hiện ra cho thấy rằng sự hợp nhất và khác biệt của các hành tinh nhỏ có lõi sắt có thể đã xảy ra 10 triệu năm sau khi một nucleosynthetic sự kiện 107 Pd so với Ag mối tương quan quan sát thấy trong cơ thể, kể từ khi lớn dần lên của hệ thống năng lượng mặt trời đã được nấu chảy , phải phản ánh sự hiện diện của Các hạt nhân ngắn ngủi đầu trong hệ mặt trời. [11]
[ sửa ]Các hợp chất
Paladi (II) clorua
Xem thể loại: hợp chất Palladium
Palladium chủ yếu tồn tại trong 0, +2, trạng thái ôxi hóa 4, 4 quá trình oxy hóa nhà nước là tương đối hiếm. Một trong những ví dụ của paladi (IV) làhexachloropalladate (IV) , [PdCl 6] 2 -.
Elemental palladium phản ứng với clo để cho paladi (II) clorua , nó hòa tan trong axit nitric và kết tủa paladi (II) acetate về việc bổ sung axit axetic . Hai hợp chất này và các bromide phản ứng và tương đối rẻ tiền, làm cho chúng các điểm nhập cảnh thuận tiện đến hóa học palladium. Tất cả ba là monomeric, clorua và bromide thường phải được hồi lưu trong acetonitrile để có được các monome acetonitrile phức tạp hơn phản ứng, ví dụ: [12] [13]
PDX 2 + 2 MeCN → PDX 2 (MeCN) 2 (X = Cl, Br)
Clorua paladi (II) là nguyên liệu chủ yếu bắt đầu cho chất xúc tác palladium khác. Nó được sử dụng để chuẩn bị chất xúc tác palladium không đồng nhất: palladium trên sulfat bari, palladium trên carbon, và palladium clorua trên carbon. [14] Nó phản ứng với triphenylphosphine phối hợp dung môi để cung cấp cho bis (triphenylphosphine) paladi (II) dichloride , một chất xúc tác hữu ích. [15] Trong trường hợp mong muốn, chất xúc tác có thể được hình thành tại chỗ.
PdCl 2 + 2 PPH 3 → PdCl 2 (PPH 3) 2
Paladi (II) acetate
Giảm phức tạp này phosphine với hydrazine với phosphine hơn cho tetrakis (triphenylphosphine) paladi (0) , [16] một trong những khu phức hợp lớn palladium (0):
2 PdCl 2 (PPH 3) 2 + 4 băng huyết sau sanh 3 + 5 N 2 H 4 → 2 Pd (PPH 3) 4 + N 2 + 4 N 2 H 5 +Cl -
Lớn khác palladium (0) phức tạp, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (Pd 2 (dba) 3), được chuẩn bị bằng cách giảm natri tetrachloropalladate trong sự hiện diện của dibenzylideneacetone . [17]
Các phản ứng rất nhiều, trong đó các hợp chất palladium phục vụ như là chất xúc tác được gọi chung là phản ứng khớp nối xúc tác palladium . Ví dụ nổi bật bao gồm Heck , Suzuki và phản ứng Stille acetate Palladium (II) , tetrakis palladium (triphenylphosphine) (0) (Pd (PPH 3) 4, và tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (Pd 2 (dba) 3) rất hữu ích trong vấn đề này, có thể là chất xúc tác hoặc như là điểm bắt đầu cho chất xúc tác. [18]
[ sửa ]Lịch sử
William Hyde Wollaston
William Hyde Wollaston ghi nhận phát hiện của một kim loại quý mới trong tháng 7 năm 1802 trong cuốn sách trong phòng thí nghiệm của mình và đặt tên cho nó là palladium vào tháng Tám cùng năm.Wollaston đủ tinh khiết của vật liệu và cung cấp nó, mà không đặt tên người phát hiện ra trong một cửa hàng nhỏ ở Soho trong tháng 4 năm 1803. Sau khi chỉ trích gay gắt rằng palladium là một hợp kim của bạch kim và thuỷ ngân do Richard Chenevix , Wollaston nặc danh cung cấp một phần thưởng 20 bảng Anh cho 20 hạt hợp kim palladium tổng hợp. [19] Chenevix nhận được Huy chương Copley năm 1803 sau khi công bố các thí nghiệm của ông trên palladium . Wollaston công bố việc phát hiện ra rhodium năm 1804 và đề cập đến một số công việc của mình trên palladium. [20] [21] Ông đã công bố là người phát hiện ra palladium trong một công bố vào năm 1805. [19] [22]
Nó được đặt tên bởi Wollaston vào năm 1802 sau khi các tiểu hành tinh Pallas, đã được phát hiện hai năm trước đó. [3] Wollaston tìm thấy paladi trong quặng platin thô từ Nam Mỹ bằng cách hòa tan quặng trong nước cường toan , trung hòa dung dịch bằng natri hydroxit , và kết tủa bạch kim nhưcloroplatinat amoni với amoni clorua . Ông nói thêm xyanua thủy ngân để tạo thành palladium hợp chất cyanide, được nung nóng để trích xuất kim loại palladium. [20]
Palladium clorua là tại một thời gian quy định như một điều trị bệnh lao ở mức bằng 0,065 g mỗi ngày (khoảng 1 mg cho mỗi kg trọng lượng cơ thể). Điều trị này có nhiều tiêu cực tác dụng phụ , và sau đó đã được thay thế bằng các loại thuốc hiệu quả hơn. [23]
Palladium ái lực với hydro dẫn nó để chơi một vai trò thiết yếu trong các thử nghiệm Fleischmann-Pons vào năm 1989. [24]
Lên đến 2000, nguồn cung cấp của Nga palladium cho thị trường toàn cầu nhiều lần bị trì hoãn và phá vỡ [25] bởi vì hạn ngạch xuất khẩu không được cấp vào thời gian, vì lý do chính trị. Sự hoảng loạn của thị trường sau đó lái xe giá một cao mọi thời đại $ 1100 cho mỗi troy ounce vào tháng Giêng năm 2001. [26] Khoảng thời gian này, các Ford ô tô Công ty , vì sợ tự động xe sản xuất gián đoạn do một thiếu hụt paladi có thể, dự trữ số lượng lớn kim loại mua gần cao giá. Khi giá giảm vào đầu năm 2001, Ford đã mất gần $ 1 tỷ USD Mỹ . [27] Nhu cầu thế giới cho palladium tăng từ 100 tấn năm 1990 lên gần 300 tấn trong năm 2000. Sản xuất toàn cầu của palladium từ các mỏ là 222 tấn trong năm 2006, theo khảo sát địa chất Hoa Kỳ . [28] palladium Hầu hết được sử dụng cho các bộ chuyển đổi xúc tác trong ngành công nghiệp ô tô. [29]
[ sửa ]Sự xuất hiện
Palladium sản lượng trong năm 2005.
Trong năm 2007, Nga là nhà sản xuất hàng đầu của paladi, với một thế giới chia sẻ 44%, tiếp theo là Nam Phi với 40%. Canada với 6% và Mỹ với 5% là các nhà sản xuất khác đáng kể của paladi. [28] [30]
Palladium có thể được tìm thấy như là một kim loại hợp kim với vàng và các kim loại nhóm bạch kim sa khoáng tiền gửi của các dãy núi Ural , Úc , Ethiopia , Bắc và Nam Mỹ . Đối với sản xuất palladium các khoản tiền gửi này chơi chỉ có một vai trò nhỏ. Các nguồn thương mại quan trọng nhất là niken - đồng tiền gửi được tìm thấy trong lưu vực sông Sudbury ,Ontario , và tiền gửi Talnakh trong Norilsk Siberia . Các khoản tiền gửi lớn khác là cácMerensky Reef bạch kim nhóm kim loại tiền gửi trong đá lửa Bushveld Complex Nam Phi . Phức tạp nham thạch Stillwater Montana và vùng quặng Roby cơ thể của Iles des Lạc phức tạp nham thạch Ontario là hai nguồn khác của paladi ở Canada và Hoa Kỳ. [28] [30]Palladium được tìm thấy trong các khoáng chất hiếm cooperite [ 31] và polarite . [32]
Palladium cũng được sản xuất trong các lò phản ứng phân hạch hạt nhân và có thể được chiết xuất từ nhiên liệu hạt nhân đã qua (xem tổng hợp của kim loại quý ) mặc dù điều này không được sử dụng nguồn palladium. Hiện có các cơ sở tái chế hạt nhân được trang bị để trích xuất palladium từ chất thải phóng xạ mức độ cao . [33]
[ sửa ]Ứng dụng
Cross phần của một công cụ chuyển đổi xúc tác kim loại-core
25- palladium đồng rúp của Liên Xô kỷ niệm đồng tiền là một ví dụ hiếm hoi của việc sử dụng tiền tệ của palladium.
Việc sử dụng lớn nhất của ngày hôm nay palladium trong chuyển đổi xúc tác. [34] Palladium cũng được sử dụng trong đồ trang sức, trong nha khoa , [34] [35] xem , dải kiểm tra lượng đường trong máu, máy bay bugi và trong việc sản xuất các dụng cụ phẫu thuật điện liên lạc. [36] Palladium cũng được sử dụng để làm cho chuyên nghiệp sáo ngang . [37] Như một loại hàng hóa, palladium vàng thỏi có mã tiền tệ ISO của XPD và 964. Palladium là một trong những chỉ có bốn kim loại có mã số như vậy, những người khác là vàng , bạc và bạch kim .[38]
[ sửa ]Xúc tác
Khi nó được chia nhỏ, chẳng hạn như trong palladium trên carbon , palladium tạo thành mộtchất xúc tác linh hoạt và tăng tốc độ phản ứng hydro hóa và khử , cũng như trong xăng dầu nứt . Một số lượng lớn carbon-carbon phản ứng hình thành trong hóa học hữu cơ (như Heck và khớp nối Suzuki ) được tạo điều kiện xúc tác với hợp chất palladium. ( hợp chất Palladium và phản ứng xúc tác palladium khớp nối ) Ngoài ra, palladium, khi được phân tán trên các vật liệu dẫn điện, được chứng minh là một chất điện tuyệt vời cho quá trình oxy hóa của rượu chính trên các phương tiện truyền thông có tính kiềm. [39] Trong năm 2010, palladium xúc tác phản ứng hữu cơ đã được công nhận giải Nobel Hóa học . Palladium cũng là một kim loại linh hoạt trong việc xúc tác đồng nhất . Nó được sử dụng kết hợp với một loạt rộng của các phối tử cho các chuyển hóa hóa học có tính chọn lọc cao. Một nghiên cứu năm 2008 cho thấy palladium đó là một chất xúc tác hiệu quả để làm cho trái phiếu có chất fluoride carbon. [40] Palladium được tìm thấy trong các chất xúc tác Lindlar , cũng được gọi là Palladium Lindlar. [41]
[ sửa ]Điện tử
Ứng dụng lớn thứ hai của paladi trong ngành điện tử trong sản xuất của các tụ điện gốm nhiều lớp , [42] , trong đó palladium (và palladium-bạc hợp kim) được sử dụng làm điện cực. [34] Palladium (đôi khi hợp kim với niken) được sử dụng trong kết nối mạ điện tử tiêu dùng. [43] [44]
Nó cũng được sử dụng trong mạ các linh kiện điện tử và vật liệu hàn. Lĩnh vực điện tử tiêu thụ 1,07 triệu troy ounce (33,2 tấn) của palladium trong năm 2006, theo một báo cáo của Johnson Matthey . [45]
[ sửa ]Công nghệ
Palladium-dựa trên sorbents có hiệu quả trong việc loại bỏ thủy ngân từ khí thải công nghiệp. [46]
Hydrogen dễ dàng khuếch tán qua palladium nước nóng, do đó, nó cung cấp một phương tiện để thanh lọc khí [3] lò phản ứng màng với màng Pd do đó được sử dụng cho việc sản xuất hydro có độ tinh khiết cao. [47] Palladium là một phần của các điện cực palladium-hydrogen trong điện hóa. nghiên cứu Palladium (II) clorua có thể oxy hóa một lượng lớn khí carbon monoxide, và được sử dụng trong các máy dò khí carbon monoxide . [48]
[ sửa ]Hydrogen lưu trữ
Bài chi tiết: Palladium hydride
Palladium dễ dàng hấp thụ hydro ở nhiệt độ phòng tạo thành palladium hydride PDH x với x dưới 1.[49] Trong khi khách sạn này là phổ biến nhiều kim loại chuyển tiếp, palladium là duy nhất do khả năng hấp thụ cao và do đó nó không bị mất độ dẻo của nó cho đến khi x cao giá trị. [50] Khách sạn này đã được nghiên cứu để thiết kế một vật liệu, hiệu quả nhưng rẻ tiền lưu trữ hydrogen (palladium chính nó là tốn kém cho mục đích này). [51]
[ sửa ]Trang sức
Một dây nịt mạ palladium
Palladium chính nó đã được sử dụng như là một kim loại quý trong đồ trang sức kể từ năm 1939, như là một thay thế cho bạch kim để làm vàng trắng . Điều này sử dụng kết quả từ màu sắc tự nhiên màu trắng của palladium, mà không cần mạ rhodium . Palladium là tỷ lệ nhẹ hơn nhiều hơn bạch kim. Tương tự như vàng, palladium có thể được đánh đập vào một hình thức lá mỏng mỏng là 100 nm (1/250, 000 trong). [3] Không giống như bạch kim, paladi có thể mất màu khi sưởi ấm để ở trên 400 ° C (752 ° F);[52] nó là tương đối giòn và phản ứng với axit mạnh như axit nitric . [53]
Palladium là một trong ba kim loại được sử dụng phổ biến nhất để làm cho hợp kim vàng trắng ( nikenvà bạc cũng có thể được sử dụng). [34] vàng Palladium là một hợp kim đắt hơn vàng niken, nhưng hiếm khi gây ra các phản ứng dị ứng (mặc dù một số chéo -dị ứng với nickel có thể xảy ra). [54]
Khi bạch kim đã được tuyên bố một nguồn lực của chính phủ chiến lược trong chiến tranh thế giới thứ II, các ban nhạc đồ trang sức nhiều đã được thực hiện ra paladi. Gần đây nhất là tháng 9 năm 2001, [55] palladium đắt hơn bạch kim và hiếm khi được sử dụng trong đồ trang sức cũng do trở ngại kỹ thuật của đúc . Tuy nhiên, vấn đề đúc đã được giải quyết và sử dụng trong đồ trang sức đã tăng lên vì một cành lớn trong giá của bạch kim và giảm giá palladium. [56]
Trước khi đến năm 2004, công dụng chủ yếu của paladi trong đồ trang sức là sản xuất vàng trắng. Đầu năm 2004, khi giá vàng và bạch kim tăng vọt, Trung Quốc bắt đầu chế tạo khối lượng đáng kể đồ trang sức paladi và sử dụng 37 tấn của paladi cho mục đích này trong năm 2005. Thay đổi của giá tương đối giữa palladium và bạch kim sau năm 2008 giảm nhu cầu palladium lên 17,4 tấn trong năm 2009.[57] [58]
Trong tháng 1 năm 2010, điểm nổi bật cho palladium đã được giới thiệu của cơ quan khảo nghiệm ở Vương quốc Anh, và nó đã trở thành một yêu cầu pháp lý để dấu tất cả các bài viết của đồ trang sức được mô tả như là toàn bộ hoặc một phần của paladi. Bài viết có thể được đánh dấu là có chứa tối thiểu của một trong hai phần 500, 950 hoặc 999 phần nghìn của paladi.
[ sửa ]Nhiếp ảnh
Với platinotype nhiếp ảnh gia quá trình in ấn làm cho bản in màu đen và trắng mỹ nghệ bằng cách sử dụng bạch kim hay palladium muối. Thường được sử dụng bạch kim, palladium cung cấp một thay thế cho bạc. [59]
No comments:
Post a Comment