پالادیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
رودیمپالادیمنقره
Ni

Pd

Pt
ظاهر
نقرهy white metallic
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد پالادیم, Pd, 46
تلفظ به انگلیسی /pəˈldiəm/
pə-LAY-dee-əm
نام گروهی برای عناصر مشابه فلزات واسطه
گروه، تناوب، بلوک ۱۰۵, d
جرم اتمی استاندارد 106.42 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Kr] 4d10
الکترون به لایه 2, 8, 18, 18 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به r.t.) 12.023 g·cm−۳
چگالی مایع در m.p. 10.38 g·cm−۳
نقطه ذوب 1828.05 K, 1554.9 °C, 2830.82 °F
نقطه جوش 3236 K, 2963 °C, 5365 °F
گرمای هم‌جوشی 16.74 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 362 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 25.98 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 1721 1897 2117 2395 2753 3234
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 0, +1, +2, +4, +6
(mildly basic oxide)
الکترونگاتیوی 2.20 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونیزه شدن 1st: 804.4 kJ·mol−1
2nd: 1870 kJ·mol−1
3rd: 3177 kJ·mol−1
شعاع اتمی 137 pm
شعاع کووالانسی 139±6 pm
شعاع واندروالانسی 163 pm
متفرقه
ساختار کریستالی face-centered cubic
مغناطیس پارامغناطیس[۱]
مقاومت الکتریکی (20 °C) 105.4 nΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 71.8 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (25 °C) 11.8 µm·m−1·K−1
سرعت صوت (سیم نازک) (20 °C) 3070 m/s
مدول یانگ 121 GPa
مدول شیر 44 GPa
مدول باک 180 GPa
نسبت پواسون 0.39
سختی موس 4.75
سختی ویکر 461 MPa
سختی برینل 37.3 MPa
عدد کاس 7440-05-3
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های پالادیم
iso NA نیمه عمر DM DE (MeV) DP
100Pd syn 3.63 d ε - 100Rh
γ 0.084, 0.074,
0.126
-
102Pd 1.02% 102Pd ایزوتوپ پایدار است که 56 نوترون داردs
103Pd syn 16.991 d ε - 103Rh
104Pd 11.14% 104Pd ایزوتوپ پایدار است که 58 نوترون داردs
105Pd 22.33% 105Pd ایزوتوپ پایدار است که 59 نوترون داردs
106Pd 27.33% 106Pd ایزوتوپ پایدار است که 60 نوترون داردs
107Pd trace 6.5×106 y β 0.033 107Ag
108Pd 26.46% 108Pd ایزوتوپ پایدار است که 62 نوترون داردs
110Pd 11.72% 110Pd ایزوتوپ پایدار است که 64 نوترون داردs

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.

تولید جهانی پالادیم از معادن در سال ۲۰۰۶ حدود ۲۲۲ تن بوده و بیشتر آن برای تهیه مبدل‌های کاتالیست در صنعت خودروسازی استفاده شده است 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 سلول‌های خورشیدی 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 ۲۰۰۱۴ بیش از ۸۰۰ دلار (نزدیک به ۳۰ 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[ویرایش]

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 NaOH که با اضافه کردن mercuric Cyanide باعث ته‌نشین شدن Ammonium Chloroplatinate و شکل گیری پالادیوم سیانید می‌شد، انجام داد. وی 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 موثر دیگر جایگزین آن شدند.

پیدایش[ویرایش]

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 بدلیل 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[ویرایش]

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 غیر معمول و عجیب خاصیت جذب هیدروژن را تا ۹۰۰ برابر حجم خود در شرایط مناسب (دمای ۸۰ درجه سانتیگراد و فشار ۱ اتمسفر) دارد.[۲] به نظر می‌رسد که احتمالاً هیدرید پالادیوم را شکل می‌دهد: pd2H. اما هنوز ترکیب شمیایی 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 بوجود آمد.

کاربردها[ویرایش]

پالادیوم، کاتالیزورهای خوبی را شکل داده، مخصوصا در عمل تصفیه نفت، سرعت هیدروژن‌گیری و هیدروژن‌زدایی (Hydrogenation and Dehydrogenation) را زیاد می‌کند. همچنین آلیاژ آن، در جواهرسازی استفاده می‌شود.

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[ویرایش]

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[ویرایش]

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[ویرایش]

  1. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  2. “palladium (Pd)”. Encyclopædia Britannica. Retrieved 16 May 2014. 

پیوند به بیرون[ویرایش]