پالادیم

پالادیوم یا پالادیم از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Pd و عدد اتمی آن ۴۶ است، و یکی از فلزات کمیاب است و به رنگ نقره‌ای و سفید می‌باشد. پالادیوم از فلزات گروه پلاتین است و در مقایسه با سایر فلزات این گروه کمترین چگالی و پائینترین نقطه ذوب را دارد. این فلز کمیاب بیشتر از معادن مس و نیکل بدست می‌آید.

پالادیم، 46Pd
ویژگی‌های کلی
تلفظ/pəˈldiəm/ (pə-LAY-dee-əm)
ظاهرنقرهy white metallic
جرم اتمی نسبی (Ar، استاندارد)۱۰۶٫۴۲(۱)[1]
پالادیم در جدول تناوبی
Ni

Pd

Pt
رودیمپالادیمنقره
عدد اتمی (Z)46
گروهگروه ۱۲
دورهدوره 5
بلوکبلوک-d
آرایش الکترونی[Kr] 4d10
لایه الکترونی
2, 8, 18, 18
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب1828.05 K (1554.9 °C, 2830.82 °F)
نقطه جوش3236 K (2963 °C, 5365 °F)
چگالی (near r.t.)12.023 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)10.38 g/cm3
حرارت همجوشی16.74 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 362 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی25.98 J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 1721 1897 2117 2395 2753 3234
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش0, +1, +2, +3, +4 (a mildly basic اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 2.20
انرژی یونش
  • 1st: 804.4 kJ/mol
  • 2nd: 1870 kJ/mol
  • 3rd: 3177 kJ/mol
شعاع اتمیempirical: 137 pm
شعاع کووالانسی pm 139±6
شعاع واندروالسی163 pm
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری پالادیم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری (fcc)
سرعت صوت thin rod3070 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی11.8 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی71.8 W/(m·K)
رسانش الکتریکی105.4 n Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسیپارامغناطیس[2]
مدول یانگ121 GPa
مدول برشی44 GPa
مدول حجمی180 GPa
نسبت پواسون0.39
سختی موس4.75
سختی ویکرز461 MPa
سختی برینل37.3 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-05-3
ایزوتوپ‌های پالادیم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
100Pd syn 3.63 d ε - 100Rh
γ 0.084, 0.074,
0.126
-
102Pd 1.02% 102Pd ایزوتوپ پایدار است که 56 نوترون دارد
103Pd syn 16.991 d ε - 103Rh
104Pd 11.14% 104Pd ایزوتوپ پایدار است که 58 نوترون دارد
105Pd 22.33% 105Pd ایزوتوپ پایدار است که 59 نوترون دارد
106Pd 27.33% 106Pd ایزوتوپ پایدار است که 60 نوترون دارد
107Pd ایزوتوپ پرتوزای ناچیز 6.5×106 y β 0.033 107Ag
108Pd 26.46% 108Pd ایزوتوپ پایدار است که 62 نوترون دارد
110Pd 11.72% 110Pd ایزوتوپ پایدار است که 64 نوترون دارد

تولید جهانی پالادیم از معادن در سال ۲۰۰۶ حدود ۲۲۲ تن بوده و بیشتر آن برای تهیه مبدل‌های کاتالیست در صنعت خودروسازی استفاده شده‌است که گازهای سمی خروجی از اگزوز را به ترکیبات بی‌خطر یا کم‌خطر تبدیل می‌کنند. از این فلز در صنایع الکترونیک، پزشکی (مثل نوارهای تست قند خون)، دندانپزشکی، تلخیص هیدروژن، صنایع شیمیایی، هواپیماسازی و جواهرسازی (مثل تولید طلای سفید) نیز استفاده می‌شود. این فلز همچنین نقش مهمی در تولید نوعی از پیلهای سوختی دارد که هیدروژن و اکسیژن را ترکیب کرده تا الکتریسیته، گرما و آب تولید کنند.

پالادیم یکی از گرانترین فلزات دنیاست و قیمت هر اونس آن در سال ۲۰۲۰ بیش از ۲۰۰۰ دلار (نزدیک به ۶۵ هزار دلار برای هر کیلوگرم) بوده‌است. بیشتر پالادیم دنیا در دو کشور روسیه و آفریقای جنوبی تولید می‌شود ضمن اینکه بازیافت محصولات حاوی پالادیم نیز به ویژه مبدل‌های کاتالیست یکی از منابع عمده تولید این فلز است.

تاریخچه

پالادیوم در سال ۱۸۰۳ توسط ویلیام هاید والاستون کشف شد. این عنصر دو سال بعد از کشف سیارک پالاس و به نام آن نامگذاری شد، که نام این سیارک هم برگرفته از الهه یونانی خرد، آتنا ملقب به پالاس است. والاستون این عنصر را در یک معدن پلاتین در آمریکای جنوبی کشف کرد. او این عمل را با حل کردن مواد دریافت شده از معدن در تیزاب سلطانی و خنثی سازی محلول با اضافه کردن هیدروکسید سدیم که با اضافه کردن آمونیوم کلرید باعث ته‌نشین شدن نمک آمونیوم کلرو پلاتینات میشد و با اضافه کردن سیانید جیوه باعث شکل‌گیری پالادیوم سیانید می‌شد و در آخر با گرم کردن ترکیب بدست آمده، فلز پالادیوم را بدست آورد.

روزگاری ترکیب کلریدپالادیوم برای درمان مرض سل به میزان ۰٫۰۶۵ گرم در روز تجویز می‌شد. این ترکیب، عوارض جانبی زیادی داشت و بعداً داروهای مؤثر دیگر جایگزین آن شدند.

پیدایش

پالادیوم هم به صورت فلز آزاد و هم به صورت آلیاژ با طلا و پلاتین و دیگر فلزات این گروه در محل کوه‌های اورال استرالیا، اتیوپی و آمریکای شمالی و جنوبی یافت می‌شود. با این حال، اکثر پالادیوم مصرفی به دلیل صرفه اقتصادی از معادن نیکل و مس در آفریقای جنوبی و انتاریوی کانادا استخراج می‌شود، چرا که حجم بالای فلزات تولید این معادن عمل دریافت پالادیوم را به‌صرفه می‌کند.

ویژگی‌های قابل توجه

پالادیوم در مجاورت هوا سیاه نمی‌شود. این فلز با چگالی اندک خود، پایین‌ترین نقطه ذوب را در میان فلزات هم گروه پلاتینیوم دارد. این فلز در زمانی که به آن حرارت داده شود، به میزان زیاده کشیده و نرم شده، در دمای سخت سفت و محکم می‌شود. پالادیوم به‌شدت با ترکیبات گوگردی و اسید نیتریک ترکیب شده، به‌آرامی در اسید هیدروکلریک حل می‌شود. همچنین این فلز در دماهای معمولی با اکسیژن ترکیب نمی‌شود.

این فلز به طرز بسیار غیرمعمول و عجیب خاصیت جذب هیدروژن را تا ۹۰۰ برابر حجم خود در شرایط مناسب (دمای ۸۰ درجه سانتیگراد و فشار ۱ اتمسفر) دارد.[3] به نظر می‌رسد که احتمالاً هیدرید پالادیوم را شکل می‌دهد: pd2H. اما هنوز ترکیب شیمیایی واقعی آن آشکار نیست.

حالتهای معمولی اکسیداسیون پالادیوم +۲، +۳ و +۴ می‌باشد. اخیراً ترکیبات پالادیوم که در آن، این عنصر اکسیداسیون +۶ دارد هم به وجود آمد.

کاربردها

پالادیوم، کاتالیزورهای خوبی را شکل داده، مخصوصاً در عمل تصفیه نفت، سرعت هیدروژن‌گیری و هیدروژن‌زدایی (Hydrogenation and Dehydrogenation) را زیاد می‌کند. همچنین آلیاژ آن، در جواهرسازی استفاده می‌شود.پالادیوم کاربرد زیادی در زمینه ساخت زیورآلات نیز دارد : طلای سفید، آلیاژی از طلا بوده که با اضافه کردن پالادیوم، رنگ خود را از دست می‌دهد.

پالادیوم نیز همانند طلا می‌تواند به ورقه‌های نازک تبدیل شود.

هیدروژن به‌راحتی در پالادیوم گرم شده منتشر می‌شود که در خالص‌سازی گازها کاربرد دارد.

در تجهیزات و سیستم‌های سوییچینگ مخابراتی از پالادیوم استفاده می‌شود.

پالادیوم همچنین در دندانپزشکی، ساعت سازی و ساخت ابزار جراحی و اتصالات الکتریکی کاربرد دارد.

ایزوتوپها

پالادیوم طبیعی از شش ایزوتوپ تشکیل شده‌است. پایدارترین ایزوتوپ‌های رادیو اکتیوی Pd-107 با نیمه عمر ۶٫۵ میلیون سال، Pd-103 با نیمه عمر ۱۷ روز و Pd-100 با نیمه عمر ۳٫۶۳ روز روز می‌باشند. ۱۸ ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر از طریق وزن اتمی شان طبقه‌بندی می‌شوند. اکثر آن‌ها به غیر از Pd-101 که نیمه عمرش ۸٫۴۷ ساعت و Pd-109 که نیمه عمرش ۱۳٫۷ ساعت و Pd-112 که نیمه عمرش ۲۱ ساعت است، بقیه نیمه عمری کمتر از نیم ساعت دارند.

ویژگی‌های فیزیکی

تولید جهانی پالادیم در سال ۲۰۰۵
  • عدد اتمی: ۴۶
  • جرم اتمی: ۱۰۶٫۴
  • نقطه ذوب: C° ۱۵۵۴٫۹
  • نقطه جوش: C° ۲۹۶۳
  • ظرفیت: ۱
  • رنگ: سفید نقره‌ای متالیک

منابع

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. "palladium (Pd)". Encyclopædia Britannica. Retrieved 16 May 2014.

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ پالادیم موجود است.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.