Рост кристаллов палладия из пара. Основные сведения о палладии. Два столетия со дня открытия палладия

Здравствуйте! Палладий - это драгоценный металл, который ценится во многих отраслях и в особенности в ювелирном деле. Уникальные физические и химические свойства, сходство с платиной, - все это делает его таким популярным. И все же мало кто знает, для чего нужен этот металл и где его найти.

Химический элемент представляет собой пластичный минерал, имеющий серебристо-белый цвет. Он отнесен к виду драгоценных металлов платиновой группы.

Краткая история появления

Впервые Pd был открыт в XIX веке. Обнаружил химический элемент химик Вильям Волластон (Великобритания). В процессе опытов ученый извлек его из платиновой руды.

Наименование металл получил в честь открытого за год до него астероида Паллада. Тот, в свою очередь, окрестили так благодаря богине из Древней Греции Афине Палладе и упавшему по легенде с неба ее изображению из дерева - Палладиуму.

Как выглядит палладий в природе

В чистом виде самородки в природе не встречаются. Частицы металла извлекаются вместе с иными минералами. По приблизительным данным элементов, которые контактируют с палладием, приблизительно 30.

Внешне крупицы драгметалла весьма схожи с платиной. В отдельных месторождениях эти два элемента добываются совместно (так называемая палладистая платина) и затем отделяются химической обработкой. Также жилы могут пересекаться с золотыми, тогда наблюдается соединение двух металлов (например, палладистое золото либо порпецит из Бразилии).

Процесс образования в природе

Основной источник появления - космические обломки метеоритов. В железных и каменных видах инопланетных осколков обнаружено большое содержание кристаллов драгметалла.

Структура, химические и физические свойства

По своей природе минерал выгодно отличается от прочих драгметаллов низким показателем плотности и химической инертностью. Благодаря последнему свойству он не взаимодействует с другими элементами и не окисляется.

1. Исключениями являются кремний, бор, сера, хром, с ними палладий образует химические соединения.
2. Также кристаллы металла растворяются в «царской водке» (это смесь двух кислот -серной и азотной).

Мнение эксперта

Всеволод Козловский

6 лет в ювелирном деле. Знает все о пробах и может определить подделку за 12 секунд

По внешнему виду самородки аналогичны платине и серебру. Металл очень пластичный, благодаря чему активно используется в ювелирном деле. Для улучшения показателей прочности и износостойкости его берут в соединениях с другими металлами.

Температура плавления составляет 1554 градуса Цельсия .

Как находят палладиевые жилы

Вкрапления минерала ищут в первую очередь в местах расположения серебряных, медных и никелевых руд. Изредка встречаются небольшие месторождения с самородками чистого металла.

Спутники палладия

В земных недрах палладий находится исключительно в виде соединений с другими минералами. Часть из них по сегодняшний день мало изучена и не имеет названия. Наиболее известными спутниками драгметалла являются:

• брэггит;
• палладит;
• потарит;
• станнопалладит.

Также нередко его извлекают из золотых и платиновых жил.

Где встречается палладий в природе

В естественных условиях земных недр минерал содержится в виде соединений разных металлов. Подобные жилы встречаются и на территории Европы, и в РФ, и в Америке.

Виды месторождений

Сложнее всего Pd обнаружить в виде самородков. Гораздо чаще он входит в состав с другими минералами, после извлечения из недр отделяется путем химической обработки.

Месторождения делятся на 2 типа:

1. Россыпные - представляют собой самородки, накапливавшиеся в течение долгих лет, расположены преимущество в районах рудных залежей.
2. Коренные - представлены в большинстве, содержат соединения палладия с другими минералами.

Способы добычи

Работа с палладиевыми месторождениями ведется в двух формах:

1. закрытая (шахтная);
2. открытая (карьерная).

В первом случае для добычи драгметалла создается система подземных туннелей - шахт. В найденном рудном пласте создаются небольшие по размерам отверстия, в которые затем закладывается взрывчатка. Разрыхленный взрывом грунт обрабатывается механизированным или ручным способом для извлечения частиц палладия. По окончании первичной очистки руда переправляется на поверхность, а затем транспортируется к месту дальнейшей переработки.

Для работы во втором случае привлекается тяжелая землеройная техника и транспорт для перевозки извлеченной руды. С ее помощью разрабатывают грунтовый карьер, из которого затем извлекают палладий. Далее ее перевозят для переработки на соответствующие предприятия.

Топ стран по добыче

Мало кто знает, где находятся палладиевые жилы:

1. Лидерами по добыче является Россия и ЮАР. На долю первой выпадает 41% выработки, а второй - 39%.
2. Следом за ними идут Канада (9%), США (6%) и Зимбабве (3%).
3. На долю остальных стран выпадает 2% добычи.

Мировые запасы палладия

Данные о наличии палладия в земных недрах различаются. По одним источникам его количество в 2-3 раза превышает запасы золота. По другим - в 20 раз ему уступает.

По приблизительным подсчетам в рудном слое земли содержится 0,0006-0,015 ppm - частей минерала на миллион частей прочих элементов.

Сферы применения

Элемент широко использует:

1. Химическая промышленность . Pd - популярный катализатор при переработке нефти и рафинации жиров. Хлорид палладия также участвует в поиске микроколичеств угарного газа в воздухе либо газовых смесях. В электрохимии это же соединение является активирующим веществом при гальванической металлизации диэлектриков. Палладиевые мембраны нужны для очистки водорода.
2. Электротехника . Металл важен как покрытие, что устойчиво к действию сульфидов: изготовление вольтагометров высокой точности. Физические характеристики обусловили его применение для производства керамических конденсаторов.
3. Ювелирное дело . В состав изделий палладий добавляют для создания белого золота. Даже малое содержание металла в лигатуре меняет оттенок вещи с желтого на серебристо-белый. Изредка минерал используется при изготовлении памятных монет.
4. Медицина . Палладий добавляют в лекарственные средства, предназначенные для борьбы с опухолями и терапии рака. Еще одной областью, где используется металл, является стоматология. Здесь на его основе изготавливаются зубные протезы. Сплавы с добавлением палладия служат для создания отдельных деталей кардиостимуляторов и медицинских инструментов.

Самые богатые месторождения

Хотя большое количество палладия содержится в кусках упавших на землю метеоритов, основная добыча припадает на рудные месторождения. Именно они обеспечивают около 98% мировых запасов металла.

В мире

Бушвелдский комплекс (ЮАР) - крупнейшее мировое месторождение, где добывают палладий. Здесь старатели находят до 40% мировых запасов драгметалла.

В гораздо меньших объемах его также извлекают в:

• Лак-дез-Иль (Канада);
• Стиллуотер (США);
• Великой Дайке (Зимбабве).

В России

Медно-никелевые месторождения, входящие в состав ОАО «ГМК «Норильский никель», являются крупнейшими в России поставщиками металла:

• Октябрьское;
• Талнахское;
• Норильск-1.

Их суммарная прибыль составляет более 40% от общемировой.

Преимущества и недостатки металла

В первую очередь спрос на палладий обуславливают его физические характеристики:

1. По сравнению с платиной он имеет меньший вес, а потому украшения на его основе, даже крупные, совершенно не тяжелые. При этом прочность его гораздо выше, чем у золота. Это позволяет использовать его в качестве оправы для крупных ювелирных камней. Со временем подобные украшения не темнеют и не теряют своей привлекательности.
2. Еще одно неоспоримое преимущество палладия - невероятная внешняя схожесть с платиной. При этом . По приблизительным подсчетам стоимость 1 грамма металла в 2-3 раза ниже, чем у золота или платины.

В составе сплава палладий является устойчивым к износу, деформации, появлению царапин. Однако чистый металл имеет прямо противоположные свойства, а потому используется в редких случаях, например, для изготовления эксклюзивных украшений. Особо востребованы обручальные кольца на основе палладия. Часто он используется вместо никеля, обеспечивая схожий эффект, но при этом не вызывая аллергической реакции.

Виды сплавов и пробы

Так как в чистом виде палладий излишне мягок, для изготовления украшений используют сплавы на его основе.

На территории России законодательно утверждено 2 пробы - 500 и 850. В качестве лигатуры выступают никель, серебро и медь. За границей также популярна 950 проба. В этом случае на 95% палладия приходится 5% добавок из меди либо рутения. Изредка их заменяют никелем, чтобы обеспечить большую прочность сплава.

Таблица соответствия проб

Утвержденные в России сплавы палладия прописаны в ГОСТе. Состав и количество лигатуры в каждом из них можно отследить по таблице, представленной здесь.

Где можно купить или продать

Для покупки украшений из палладия, следует обратиться в ювелирный салон. Изредка дизайнеры с мировым именем включают драгоценный металл и изделия на его основе в состав своих коллекций. В этих случаях понравившиеся товары можно приобрести через фирменные магазины. Если говорить о сувенирных монетах, их рекомендуется покупать через банк для гарантии того, что получите настоящее изделие.

В случае возврата драгоценной сувенирной продукции сделать это можно также через банковские учреждения. Главное условие - безупречный внешний вид монеты и сохранность ее сертификата. Украшения же гораздо охотнее скупают в ломбардах. Если они повреждены, изделия забирают по цене лома.

Сколько стоит 1 грамм на сегодня

Палладий | Руб | 1 Грамм

Аналогичная ситуация и при продаже прочих товаров, содержащих палладий (спицы, радиодетали, монеты и т. д.). К тому же изредка стоимость определяется не по весу лома, а поштучно.

Как отличить подделку

На глаз отличить палладий от других металлов .

При возникновении сомнений в подлинности металла его рекомендуется показать независимому оценщику-ювелиру. Убедиться в том, что в ваших руках находятся настоящие драгоценности, можно, если со временем они не потеряли привлекательности и блеска. Если же украшения начали темнеть, перед вами однозначно подделка.

Убедитесь, что на украшении стоит маркировка с указанием пробы (500 либо 850).

Серебристо-белый цвет металла лучше сочетается с бриллиантами, сапфирами, аметистами, лабрадорами и аквамаринами.

При выборе обручальных колец обратите внимание на форму внутренней поверхности. Для комфортной носки она должна быть слегка выгнутой.

На украшения из палладия распространяются те же инструкции по уходу и очистке, что и на золото:

• защищать от бытовой химии;
• снимать перед водными процедурами;
• хранить в шкатулках;
• периодически чистить от грязи и налета.

В каких радиодеталях содержится

В радиотехнике палладий чаще есть в составе следующих деталей:

• разъемы;
• конденсаторы;
• резисторы.

В первую очередь , что важны в военной и космической промышленности. В гражданской технике палладий используют лишь в авиации.

Как отличить палладий от платины в радиодеталях

В домашних условиях отличить два драгоценных металла сложно, но возможно. Самый простой способ - бросить небольшой образец в емкость с азотной кислотой. Если металл растворится, перед вами палладий.

Еще один способ предполагает использование пробирного камня, йодистого калия и царской водки. Образцом металла проводят по кромке камня до образования царапины. Затем в нее заливается смесь йодистого калия с царской водкой. При окрашивании царапины в красный цвет с коричневым отливом можно говорить о том, что представленный образец является палладием.

Способы выделить металл

Варианты:

1. Электролитическая реакция. Аффинаж предполагает использование серной кислоты, которая отделит соединения палладия, оставив нетронутыми латунные и медные элементы. Извлечь чистый металл по окончании реакции поможет царская водка.
2. Выделить палладий также помогает раствор аммиака и соляная кислота. Важную роль в процессе аффинирования играет цвет драгметалла. Например, коричневый подтверждает наличие палладия в сплаве.

Также ниже смотрите видео о том, из чего еще можно получить палладий:

Из Бразилии (5-10 %); иногда его находят и в почти чистом виде в форме маленьких октаэдров (Бразилия) или шестиугольных табличек (Гарц). По физическим и химическим свойствам П. очень походит на платину и потому занимает место в VIII группе периодической системы элементов над этим металлом, а из железного ряда ему соответствует никель . Простые соединения П. принадлежат к низшим, встречающимся в VIII группе, типам PdX 2 и PdX 4 , как это имеет место и для платины: подобным образом и соединения никеля проще соединений кобальта и железа; притом для П., тип PdX 2 наиболее обычен и, кроме того, существует и более низкий тип, PdX.

Соединения палладия .

Хлорный палладий . PdCl 4 получается при растворении металла в крепкой царской водке , но он очень непрочен: простое разбавление раствора превращает его в хлористый П ., PdCl 2 . Последнее соединение образуется и при растворении металла в слабой царской водке или в соляной кислоте при пропускании хлора, причем получается темно-бурый раствор; при испарении в эксикаторе, над известью, осаждаются красно-бурые призмы гидрата PdCl 2 ∙2Н 2 О, при нагревании которого остается темно-бурая масса безводной соли; она летуча в струе хлора. При красном калении происходит разложениe с образованием PdCl; это вещество, растворяясь в воде, распадается на PdCl 2 и Pd. Сильное нагревание приводит к полному разложению. Хлористый П. дает двойные соли , напр. PdCl 2 ∙2KCl, которая кристаллизуется в квадратных призмах; в направлении главной кристаллографической оси они кажутся красными, а в прочих направлениях светло-зелеными. Если к раствору PdCl 2 прибавить едкой щелочи, то осаждается гидрат закиси П., растворимый в избытке щелочи и снова осаждающейся кипячением; с кислотами он дает соответствующие соли, которые могут быть получены и при растворении металла в кислотах, способных окислять. Закись П. PdO получается при осторожном нагревании азотнокислой соли Pd(NО 3) 2 ; она черного цвета и трудно растворяется в кислотах. Из прочих солей этого рода следует упомянуть об йодистом и цианистом П.

Йодистый П. PdJ 2 получается из раствора PdCl 2 действием KJ; он почти черного цвета и столь трудно растворим, что применяется при анализе для количественного отделения металла; он содержит одну частицу кристаллизационной воды, которую теряет при нагревании.

Цианистый П . РdC 2 N 2 , желтовато-белый осадок, получается при действии цианистой на нейтральный раствор PdCl 2 ; он растворим в растворе цианистого калия, причем образуется двойная соль PdC 2 N 2 ∙2KCN, кристаллизующаяся с 1 или с 3 частицами воды. Едкий аммоний не осаждает гидрата закиси П. из растворов его солей. Здесь образуются соли сложных оснований или, смотря по условиям, палладодиамминового ряда Pd(NH 3)X 2 , или палладодиамминового Pd(NH 3) 4 X 2 .

Хлористый палладозаммин Pd(NH 3) 2 Cl 2 , кристаллизующийся из воды в виде маленьких желтых октаэдров, получается при кипячении того красного осадка, который образуется, если смешать на холоде раствор PdCl 2 с малым избытком едкого аммония. Красный осадок есть двойная соль хлористых П. и палладодиаммина Pd(NH 3) 4 Cl 2 ∙PdCl 2 ; при нагревании она теряет свой цвет и растворяется.

Хлористый палладодиаммин Pd(NH 3) 4 Cl 2 получается при растворении Pd(NH 3) 2 Cl 2 в едком аммонии и кристаллизуется в виде бесцветных кристаллов, содержащих 1 частицу кристаллизационной воды. Действуя окисью серебра на растворы этих солей или едким баритом на растворы сернокислых солей, получают соответственные основания Pd(NH 3) 2 (OH) 2 и Pd(NH 3) 4 (OH) 2 ,растворы которых не обладают (на холоде, по крайней мере) запахом аммиака и имеют сильные щелочные свойства; при осторожном испарении, над серной кислотой под колоколом, они осаждаются в кристаллическом виде.

Хлорный П ., как уже упомянуто, очень непрочен. Двойные его соли, отвечающие хлороплатинатам, прочнее. PdCl 4 ∙2KCl, буро-красные октаэдры, растворяются в горячей разбавленной соляной кислоте без разложения, но не растворимы в воде, содержащей КСl, и в спирте. Соответственная аммонийная соль PdCl 4 ∙2NH 4 Cl красного цвета; она бурно реагирует с аммиаком при выделении азота, превращаясь в двойную соль низшего типа PdCl 2 NН 4 Cl; при кипячении с едким натром получается черный осадок окиси PdO 2 ; при стоянии со щелочью на холоде окись осаждается в виде желто-бурого гидрата, который легко растворяется в кислотах. При нагревании окись легко превращается в закись.

При обработке платиновой руды П. вследствие непрочности PdCl 4 остается в том растворе, из которого выделена нашатырем платина ; его осаждают из этого раствора цинком или железом; вообще П. легко восстановляется из своих соединений многими восстановителями вместе с другими металлами - иридием , родием , медью , платиной в малом количестве; растворяя в слабой царской водке, получают PdCl 2 , затем этот раствор очищают от платины нашатырем и осаждают из него весь П. йодистым калием или цианистой ртутью. Чистый П. легко получить (Ф. Вильм), если раствор не очищенного металла насытить аммиаком, отфильтровать от осадка и затем осадить крепкой соляной кислотой, причем выделится чистый хлористый палладозаммин Pd(NH З) 2 Cl 2 ; при прокаливании его останется губчатый П ., который при высокой температуре образуется и из йодистого или цианистого П., как и из всех других соединений его.

Металлический палладий плавится значительно легче платины, при 1500° (Виолль); в пламени гремучего газа он улетает, образуя зеленый пар, который осаждается в более холодных частях прибора в виде буроватого порошка, состоящего из смеси металла и PdO; при нагревании порошкообразного П. в струе кислорода или воздуха можно достигнуть и полного его окисления в закись; при более высокой температуре она теряет вполне свой кислород . П. тягуч и ковок; уд. вес 10,9 до 12,1; по цвету он занимает середину между серебром и платиной, от которой легко может быть отличен при содействии йодной тинктуры , не действующей на платину и оставляющей черный налет на П.: способность окисляться с поверхности при нагревании точно также отличает его от платины и от серебра. При обыкновенной температуре П. не изменяется на воздухе, не темнеет , как серебро , а потому употребляется для шкал астрономических приборов с тонкими делениями. Весьма замечательна способность П. поглощать водород , при чем образуется Pd 2 Н (см. Водородистые металлы); характер процесса поглощения недавно был подвергнут новому изучению (1894; А. А. Кракау); оказалось, что сначала, пока поглощение не достигло 80-40 объемов водорода относительно объема металла, происходит простое растворение газа, и величина упругости его следует закону Генри-Дальтона, а затем уже обнаруживается присутствие определенного химического соединения и упругость становится постоянной; наблюдения велись при 26° и при 140°.

Примечания

В статье воспроизведен материал из

Палладий (лат. Palladium) в периодической системе обозначается символом Pd — химический элемент с атомным номером 46 и атомной массой 106,42. Является элементом второй триады (платиновые металлы) побочной подгруппы, восьмой группы пятого переходного периода периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева. Палладий - серебристо-белый благородный металл по внешнему виду схожий с серебром, на этом их сходство не заканчивается, ведь сорок шестой элемент самый легкий из платиновых металлов. По плотности (12,02 г/см3) палладий ближе к серебру (10,49 г/см3), чем к родственной платине (21,5 г\см3). Палладий тяжелый тугоплавкий пластичный ковкий металл, который легко прокатывается в фольгу и протягивается в тонкую проволоку.

Природный палладий состоит из шести стабильных изотопов: 102Pd (1,00 %), 104Pd (11,14 %), 105Pd (22,33 %), 106Pd (27,33 %), 108Pd (26,46 %) и 110Pd (11,72 %). Наиболее долгоживущий искусственный радиоактивный изотоп 107Pd с периодом полураспада семь миллионов лет. Многие изотопы палладия в сравнительно небольших количествах образуются при делении ядер урана и плутония. В современных ядерных реакторах в 1 т ядерного топлива при степени выгорания 3 %, содержится около 1,5 кг палладия.

Палладий был открыт английским врачом и химиком Вильямом Волластоном в 1803 году при изучении сырой платины, привезенной из Южной Америки, в той ее части, которая растворима в царской водке. Растворив руду, Волластон нейтрализовал кислоту раствором NaOH, после чего осадил платину из раствора действием хлорида аммония NH4Cl (в осадок выпадает хлорплатинат аммония). Потом к раствору был добавлен цианид ртути, при этом образовался цианид палладия. Чистый палладий был выделен из цианида нагреванием. Лишь через год Волластон доложил Королевскому обществу о том, что им в сырой платине обнаружены палладий и еще один новый благородный металл - родий. Само название нового элемента - палладий (Palladium) Волластон произвел от названия малой планеты Паллады (Pallas), открытой незадолго до этого (1801) немецким астрономом Ольберсом.

Сорок шестой элемент благодаря ряду своих замечательных физико-химических свойств нашел широкое применение во многих областях науки и жизни. Так из палладия изготовляют некоторые виды лабораторной посуды, а также детали аппаратуры для разделения изотопов водорода. Весьма ценное применение находят сплавы палладия с другими металлами. Например, сплавы сорок шестого элемента с серебром применяют в аппаратуре связи (изготовление контактов). В терморегуляторах и термопарах используются сплавы палладия с золотом, платиной и родием. Определенные сплавы палладия применяются в ювелирном деле, зубоврачебной практике (зубные протезы) и даже идут на изготовление деталей кардиостимуляторов.

При нанесении на фарфоровые, асбестовые и прочие носители, палладий служит катализатором ряда окислительно-восстановительных реакций, что широко используется при синтезе ряда органических соединений. Палладиевый катализатор применяют для очистки водорода от следов кислорода, а также кислорода от следов водорода. Раствор хлористого палладия - прекрасный сигнализатор наличия угарного газа в воздухе. Покрытия из палладия применяются для нанесения на электрические контакты для предотвращения искрения и повышения их коррозионной стойкости (палладирование).

В ювелирных изделиях палладий используется как в качестве компонента сплавов, так и сам по себе. Кроме того, банк России чеканит из палладия памятные монеты в очень ограниченном количестве. Небольшое количество палладия расходуется в медицинских целях - приготовление цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине.

Биологические свойства

Ученые определенно ничего не могут сказать о биологической роли палладия в живых организмах, возможно дальнейшие исследования свойств данного платиноида выявят его значимость в определенных биологических процессах.

Тем не менее, роль данного элемента в медицине достаточно велика. Так в некоторых странах (включая Россию) определенное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цис-платине. Сразу же после открытия Розенбергом цитостатического действия платины, ученые всего мира приступили к изучению данного явления и синтезированию в медицинских целях всё более эффективных и безопасных соединений платины. Последние годы ведущие мировые медицинские институты и крупные компании пытаются найти биоактивные препараты среди других соединений платиновой группы, в том числе палладия. Этот благородный металл убивает и замедляет рост раковых клеток не хуже платины, но зато почти в десять раз менее токсичен. Противоопухолевые препараты на основе палладия проходят последние клинические испытания и вскоре могут оказаться на вооружении врачей-онкологов.

Другое довольно важное назначение палладия и его сплавов связано с высокой биологической совместимостью этого металла - изготовление медицинского инструментария, деталей кардиостимуляторов и зубных протезов. Уже сейчас применение традиционных неблагородных сплавов на основе кобальта, никеля и хрома для ортопедической стоматологии существенно сокращается в связи с частыми случаями возникновения побочных реакций у ряда пациентов, чувствительных к влиянию неблагородных металлов.

Что же заменит устаревшие материалы? Ответ очевиден - сплавы благородных металлов, в том числе платиноидов и палладия в частности. Один из таких сплавов - палладент («Суперпал»), содержащий 60 % палладия и 10 % золота. Сплав обладает красивым серебристо-серым металлическим цветом, надежными прочностными характеристиками, биологически совместим. В челюстно-лицевой хирургии применяется для изготовления протяжённых мостовидных протезов. Другой сплав, содержащий палладий - плагодент («Супер КМ»). На 98 % состоит из благородных металлов (кроме палладия содержит золото и платину), имеет светло-желтый цвет и предназначен для изготовления цельнолитых протезов, вкладок, полукоронок, мостовидных протезов преимущественно с керамическим или ситалловым покрытием.

Палладий использует и пищевая промышленность. После того, как в ряде стран выяснилось, что никель стал причиной всплеска аллергии населения, многие обвинили в этом посуду из этого материала. Однако последующие исследования опровергли эту гипотезу и установили истинную причину аллергической реакции - никель был обнаружен в пище, а точнее в маргарине, производимом из растительного масла. Дело в том, что по технологическому процессу масло должно стать твердым, для этого его гидрируют, то есть насыщают молекулы водородом с помощью катализатора. В роли такового долгое время выступал никель. Для интенсификации процесса порошок катализатора интенсивно перемешивают с растительным маслом при высокой температуре, а затем от катализатора избавляются путем фильтрации, однако, полностью никель не удаляется, а уж если происходит сбой в процессе, то в конечный продукт поступает довольно большое количество этого аллергена.

Решить эту проблему удалось благодаря разработкам ученых Нефтехимического института имени А.В. Топчиева. Им удалось создать катализатор на основе палладия, нанесенного на оксид алюминия. Это внедрение позволило решить сразу несколько проблем: палладий инертен и безопасен для человека, кроме того, во много раз эффективнее никеля, значит, его нужно в тысячи раз меньше. Есть и другие преимущества палладиевого катализатора - его легче удалить из конечного продукта и структура молекул последнего «расшифровывается» организмом легче, чем в случае никелевого катализатора, поэтому «палладиевый» маргарин легче усваивается.

Известно, что палладий часто используется ювелирами в сплавах с другими благородными металлами. Так сплавы 583-ей и 750-ой проб называемые «белым золотом» могут содержать от десяти процентов палладия и больше. В нашей стране правительством официально установлены пробы палладия 500 и 850. Эти пробы наиболее распространены в ювелирных изделиях.

Еще одна палладиевая проба, пользующаяся популярностью - 950. Связано это с тем, что из металла, такой пробы делают обручальные кольца, как альтернативу кольцам из белого золота с родированным покрытием. Дело в том, что родий довольно быстро стирается с поверхности кольца, и не каждый сможет ежегодно обновлять дорогостоящее покрытие. Палладиевые кольца имеют абсолютно такой же внешний вид, как золотые, но не требуют ежегодного обновления. Помимо стандартных сплавов палладия в ювелирном производстве иногда используются декоративные соединения палладия с индием, образующие широкую цветовую гамму от золотистого до сиреневого. Однако изделия из такого сплава - большая редкость.

В 1988 году впервые были отчеканены из палладия 25-рублевые монеты в серии «1000-летие древнерусской монетной чеканки, литературы, зодчества, крещения Руси». На монете весом 31,1 г высшей 999 пробы изображен памятник князю Владимиру Святославовичу в Киеве. В Базеле на Международной нумизматической выставке эта серия признана лучшей программой года, получив первый приз за качество исполнения.

Выпуск таких монет был ограниченным и продолжался недолго, по этой причине монеты имеют высокую коллекционную стоимость. Наибольшую ценность представляют две серии монет (выпуск 1993-1994 гг.): «Первое русское кругосветное путешествие. 1803-1806» - «Шлюп "Надежда"» с портретом И. Ф. Крузенштерна, «Шлюп "Нева" (Ю.Ф. Лисянский)». Вторая серия «Первая русская антарктическая экспедиция. 1819-1821» - «Шлюп "Мирный" (М.П. Лазарев)», «Шлюп "Восток" (Ф. Ф. Беллинсгаузен)». Также представлены монеты серии «Россия и мировая культура» - «А. Рублев», «М. П. Мусоргский», монеты серии «Русский балет» и посвященные российским монархам.

В мире немало наград и премий, которые вручаются выдающимся ученым. Существует медаль имени Уильяма Хайда Волластона, изготовленная из чистого палладия. Учреждена эта награда была почти два века назад (1831) Лондонским геологическим обществом и по началу изготовлялась из золота. Лишь в 1846 году известный английский металлург Джонсон извлек из бразильского палладистого золота чистый палладий, предназначавшийся исключительно для изготовления этой медали. В числе удостоенных медали имени Волластона был Чарльз Дарвин, а в 1943 году медаль была присуждена советскому ученому академику Александру Евгеньевичу Ферсману за его выдающиеся минералогические и геохимические исследования. Сейчас эта медаль хранится в Государственном Историческом музее.

Однако это не единственная палладиевая медаль. Вторую, присуждаемую за выдающиеся работы в области электрохимии и теории коррозионных процессов, учредило Американское электрохимическое общество. В 1957 году этой наградой были отмечены труды крупнейшего советского электрохимика академика А. И. Фрумкина.

В заслуги Уильяма Волластона входит не только открытие палладия (1803) и родия (1804), получение первой чистой платины (1803), но и независимое от И. Риттера открытие ультрафиолетового излучения. Кроме того, Волластон сконструировал рефрактометр (1802) и гониометр (1809).

Палладиевая промышленность в России появилась сравнительно поздно. Лишь в 1922 году Государственный аффинажный завод выпустил первую партию русского аффинированного палладия. Этим было положено начало промышленному получению палладия в нашей стране.

Известно, что палладий способен усилить антикоррозионные свойства даже такого стойкого к агрессивным средам металла, как титан. Добавка палладия всего в 1 % повышает устойчивость титана к серной и соляной кислотам. Так за год пребывания в соляной кислоте пластинка из нового сплава теряет всего 0,1 миллиметра своей толщины, в то время как чистый титан за тот же срок утончается на 19 миллиметров. Раствор хлорида кальция вовсе не действует на сплав, титан же ежегодно теряет до двух миллиметров в агрессивной среде. В чем же секрет такого сплава? Дело в том, что кислота взаимодействует в первую очередь с палладием и тут же поверхность второго компонента сплава покрывается тончайшей окисной пленкой - деталь как бы надевает на себя защитную рубашку. Это явление было названо учеными самопассивацией (самозащитой) металлов.

История

Честь открытия палладия принадлежит англичанину Уильяму Хайду Волластону, выделившему новый металл из сырой платины южноамериканских рудников в 1803 году. Кто же этот человек, чьим именем названа медаль из чистого палладия, ежегодно присуждаемая Лондонским геологическим обществом?

В конце восемнадцатого века Уильям Волластон был одним из многих никому не известных лондонских врачей, практиковавших в бедных рабочих районах. Работа, не приносившая дохода, не могла устроить умного и предприимчивого молодого человека. В те времена врачу приходилось иметь навыки не только медика, но и владеть аптекарским делом, что в свою очередь предполагало отличное знание химии. У.Х. Волластон оказался отменным химиком - изучая платину, он изобрел новый способ изготовления платиновой посуды и наладил ее производство. Стоит упомянуть, что в те годы платиновая посуда для химических лабораторий была необходимостью, ведь ажиотаж вокруг научных открытий был таким же, как во времена алхимиков вокруг философского камня. Неслучайно на рубеже XVIII и XIX вв. открыто около 20 новых химических элементов!

Неудивительно, что новое предприятие англичанина стало приносить ему немалый доход, достаточный чтобы оставить бесперспективную медицинскую практику. Продукция, производимая Волластоном, пользовалась спросом далеко за пределами туманного Альбиона, позволяя англичанину не беспокоясь о денежном вопросе, заниматься новыми химическими изысканиями. Совершенствуя технику аффинажа и очистки платины от примесей, химик пришел к мысли о возможности существования платиноподобных металлов.

Платина, с которой приходилось работать Волластону, являлась побочным продуктом, получаемым при промывке золотоносных песков в далекой Колумбийской республике. Помимо золота она содержала примеси ртути, от которых необходимо было избавиться. Сырую платину он растворял в царской водке, после осаждал из раствора только платину - особо чистым нашатырем NH4Cl. Тогда-то Волластон отметил, что осаждаемый раствор имеет розовый оттенок, которого не могут дать такие примеси, как золото и ртуть. Добавив к окрашенному раствору цинк, химик получил осадок черного цвета, который он высушил, а затем растворил в царской водке. Оказалось, что растворяется лишь часть черного порошка. Разведя концентрат водой, Волластон добавил цианид калия, в результате чего образовался обильный осадок оранжевого цвета, который при нагревании приобретал серый цвет. Серый осадок сплавлялся в металл, который по удельному весу был меньше ртути. Растворив полученный металл в азотной кислоте, Волластон получил растворимую часть, которая и была палладием и нерастворимую, из которой он выделил другой платиноид - родий.

Свое название родий получил от греческого слова «розовый», ведь соли родия придают раствору розовый цвет. Что касается палладия, то его Волластон назвал в честь одного астрономического открытия, произошедшего ранее. Незадолго до открытия палладия и родия (в 1802 г.) немецкий астроном Ольберс обнаружил в солнечной системе малую планету и в честь древнегреческой богини мудрости Афины Паллады так и назвал ее Палладой.

Что же Волластон предпринял после открытия нового элемента? Он не стал сразу же заявлять об этом, а распространил анонимную рекламу о продаже нового металла палладия в магазине торговца минералами Форстера. Сообщение о новом благородном металле - «новом серебре» заинтересовало многих, в том числе и химика Ричарда Ченевикса. Имея типичный вспыльчивый и неудержимый ирландский характер, Ченевикс желал разоблачить «мошенническую проделку» и, пренебрегая высокой ценой, купил слиток палладия и стал его анализировать.

Вскоре ирландец выдвинул предположение о том, что металл вовсе не новый элемент, а изготовлен из платины путем ее сплавления ртутью по методу русского ученого А. А. Мусина-Пушкина. Это мнение Ченевикс поспешил высказать - сначала в докладе, прочитанном перед членами Лондонского Королевского общества, а затем и в широкой печати. В ответ на это анонимный автор рекламы объявил, что он готов выплатить 20 фунтов стерлингов тому, кто сумеет искусственно приготовить новый металл, по предполагаемому Ченевиксом методу. Однако другие химики, да и сам Ченевикс, при всем своем старании никак не могли найти в палладии ни ртути, ни платины...

Лишь спустя некоторое время Волластон заявил официально, что это он автор открытия палладия и описал способ его получения из сырой платины. Одновременно он сообщил об открытии и свойствах еще одного платинового металла - родия. Кроме того, он рассказал, что был тем анонимным продавцом нового металла, который назначил премию за его искусственное приготовление.

Вот таким интересным и неординарным человеком был Уильям Хайд Волластон - малоизвестный лондонский врач и всемирно известный химик - первооткрыватель палладия и родия.

Нахождение в природе

Палладий является одним из самых редких металлов, его средняя концентрация в земной коре 1∙10-6 % по массе, однако это в два раза больше, чем содержащегося в земной коре золота (5∙10-7 %). Уильяму Волластону приходилось извлекать палладий из зерен колумбийской самородной платины - единственного известного в те времена минерала, содержащего палладий. В наше время геохимики могут назвать около 30 минералов, в которые входит этот благородный металл.

Как и платина, сорок шестой элемент встречается в самородном виде (в отличие от остальных платиноидов), при этом он может содержать примеси других металлов: платины, золота, серебра и иридия. По внешнему виду его довольно трудно отличить от самородной платины, но он значительно легче и мягче ее. Довольно часто палладий сам является примесью в самородном золоте или платине. Так в рудах Норильска обнаружена палладистая платина, содержащая 40 % палладия, а в Бразилии (штат Минас Жераис) найдена очень редкая и малоизученная разновидность самородного золота - палладистое золото или порпецит. По внешнему виду этот минерал весьма трудно отличить от чистого золота, потому что он содержит всего 10 % палладия.

Около трети минералов, содержащих палладий, мало изучены, некоторые из них не имеют даже названия, это связано с тем, что минералы всех платиновых металлов образуют в рудах микровключения и труднодоступны для исследования. Один из таких минералов - аллопалладий. Этот серебристо-белый с металлическим блеском минерал очень редок. Полностью все составляющие этого минерала не выявлены до сих пор, однако спектральный анализ показал содержание в нем ртути, платины, рутения и меди. Самые известные палладиевые минералы - это палладит PdO, станнопалладит Pd3Sn2, стибиопалладит Pd3Sb (содержит примеси PtAs2), брэггит (Pd, Pt, Ni) S (16-20 % палладия), потарит PdHg. Последний из названных минералов был найден еще в 1925 году в алмазных россыпях Британской Гвинеи. Его состав был установлен обычным химическим анализом: 34,8 % Pd и 65,2 % Hg.

Самые крупные россыпные месторождения платиновых металлов (в том числе и палладия) расположены в России - на Урале. Среди других богатых палладием стран выделяются США (Аляска), Колумбия и Австралия.

Однако главным поставщиком сорок шестого элемента стали месторождения сульфидных руд никеля и меди, в которых палладий является побочным продуктом переработки. Ведь содержание его в таких рудах втрое больше, чем самой платины, не говоря уже об остальных ее спутниках. Крупные залежи таких руд расположены в Африке (Трансвааль) и Канаде. В нашей стране богатейшие месторождения медноникелевых руд расположены в Заполярье (Норильск, Талнах).

Палладий содержится не только в недрах нашей планеты, о чем свидетельствует химический анализ космических «гостей». Так, в железных метеоритах на тонну вещества приходится до 7,7 грамма палладия, а в каменных - до 3,5 грамма. А на Солнце его открыли одновременно с гелием еще в 1868 г.

Неудивителен тот факт, что, обладая богатейшими запасами руд платиновых металлов, Россия - один из крупнейших в мире производителей и экспортеров палладия, а также платины, никеля и меди. Лидерство в этой сфере среди российских компаний принадлежит ГМК «Норильский никель». Предприятия, принадлежащие компании, ведут добычу ценных металлов на Таймырском и Кольском полуостровах. Ведется разработка месторождений Красноярского края. Считается, что месторождение Таймырского полуострова одно из самых богатых в мире по содержанию палладия в сульфидных рудах. По этой причине компания «Норильский никель» - обладатель крупнейших запасов палладия в мире.

Применение

Еще одним очень ценным свойством палладия является его относительно низкая цена. Так в конце шестидесятых годов прошлого века он стоил примерно в пять раз меньше, чем платина. Со временем цена на сорок шестой элемент возросла, однако возросли цены и на другие благородные металлы. Именно это качество палладия делает его самым перспективным из всех платиновых металлов, расширяя сферы его использования.

Палладий, как и прочие платиновые металлы - прекрасный катализатор. В его присутствии начинаются и идут при низких температурах многие практически важные реакции, например, процессы гидрогенизации жиров и крекинга нефти. Процессы гидрирования многих органических продуктов палладий ускоряет гораздо лучше, чем такой испытанный катализатор, как никель. Сорок шестой элемент в качестве катализатора используют в производстве ацетилена, многих фармацевтических препаратов, серной, азотной, уксусной кислот, удобрений, взрывчатых веществ, аммиака, хлора, каустической соды и других продуктов органического синтеза.

В аппаратуре химических производств катализатор из палладия чаще всего используют в виде «черни» (в тонкодисперсном состоянии палладий, как и все платиновые металлы, приобретает черный цвет) или в виде окисла PdO (в аппаратах гидрирования). С семидесятых годов XX века палладий активно стала использовать автомобильная промышленность в катализаторах дожигания выхлопных газов (нейтрализаторы). Между прочим, нейтрализаторы необходимы не только для очистки выхлопных газов автомобилей, но и для очистки любых газовых выбросов, например на ТЭЦ. Промышленные установки подобного назначения применяются в США, некоторых странах ЕС и Японии.

Благодаря тому, что водород активно диффундирует через палладий, последний применяют для глубокой очистки водорода. Под небольшим давлением газ пропускают через закрытые с одной стороны палладиевые трубки, нагретые до 600° C. Водород быстро проходит через палладий, а примеси (пары воды, углеводороды, кислород, азот) задерживаются в трубках. Для удешевления процесса используют не чистый палладий, а сплавы его с другими металлами (серебро, иттрий).

Палладий и сплавы на его основе широко используются в электронике - для покрытий, устойчивых к действию сульфидов. Определенное количество этого металла идет на производство реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности (аэрокосмическая и военная техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например, ПдВ-20М). В чистом виде палладий входит в состав керамических конденсаторов, с высокими показателями температурной стабильности ёмкости, которые нашли применение в производстве пейджеров, мобильных телефонов, компьютеров, широкоэкранных телевизоров и прочих электронных приборов. Хлорид палладия PdCl2 применяется в качестве активирующего вещества при гальванической металлизации диэлектриков - в частности, осаждении меди на поверхность слоистых пластиков при производстве печатных плат в электронике.

Необходим сорок шестой элемент и в ювелирном деле, как в качестве компонента сплавов, так и сам по себе. Например, хорошо известное понятие «белое золото», обозначает сплав золота, палладия и некоторых других элементов. Например, «белое золото» 583-й пробы содержит 13 % палладия, а белый драгоценный металл 750-й пробы имеет следующий состав: Au – 75 %, Ag – 4 %, Pd – 21 % (для этой пробы состав может изменяться). «Чистые» палладиевые ювелирные украшения имеют в своем составе примесь рутения в 5 %.

Палладий используется для изготовления специальной химической посуды (например, для производства плавиковой кислоты) - перегонные кубы, сосуды, детали насосов, реторты. Часть металла расходуется на изготовление стойких к коррозии деталей высокоточных измерительных приборов.

В стекольной промышленности сплавы палладия применяют в тиглях для варки стекла, в фильерах для получения искусственного шелка и вискозной нити.

Палладий и его сплавы используются и в медицине - изготовление медицинского инструментария, деталей кардиостимуляторов, зубных протезов. В некоторых странах незначительное количество палладия используется для получения цитостатических препаратов - в виде комплексных соединений, аналогично цисплатине.

Производство

Нам известно, что Уильям Хайд Волластон выделил палладий при изучении новейших методов аффинажа платины. Растворяя сырую платину в царской водке и осаждая из раствора нашатырем только чистый благородный металл, химик отметил необычный розовый цвет раствора. Окраску подобного рода нельзя было объяснить присутствием в сырой платине известных примесей, из этого Волластон сделал заключение о наличии неких платиновых металлов в образцах исследуемой им руды.

Подействовав на полученный раствор необычного цвета цинком, английский химик получил осадок черного цвета, который он высушил и попытался повторно растворить в царской водке. Однако не весь порошок удалось растворить. Разведя этот раствор водой и добавив цианид калия (дабы избежать осаждения незначительных количеств платины, оставшейся в растворе), Уильям Волластон получил оранжевый осадок, который при нагревании приобрел серый цвет, а при сплавлении превратился в капельку металла, который ученый попытался растворить в азотной кислоте. Растворимая часть и являлась палладием.

Таким сложным и малопонятным языком сам ученый описывал открытие нового металла. Современные методы получения чистого палладия из природного сырья, основанные на разделении химических соединений платиновых металлов, очень сложны и длительны. Большинство фирм и корпораций, занимающихся аффинажем не расположены делиться своими производственными секретами. Можно лишь сказать, что получение палладия является одной из стадий переработки сырой платины и получения платиновых металлов. Получение металла производится по следующей схеме: из фильтрата, оставшегося после осаждения (NH4)2, в результате аффинажа получают труднорастворимое комплексное соединение дихлордиаммин палладия Cl2, его очищают от примесей других металлов перекристаллизацией из раствора NH4Cl. Прокаливая это соединение в восстановительной атмосфере водорода, получают палладий в виде губки:

Cl2 + H2 → Pd + 2NH3 + 2HCl

Губчатый палладий сплавляют в вакуумной электрической печи высокой частоты. Восстанавливая растворы солей палладия, получают мелкокристаллический палладий - палладиевую чернь. Электроосаждение палладия проводят из нитритных и фосфатных кислых электролитов, в частности с использованием Na2.

Применяют и другие способы аффинажа, в частности, основанные на использовании ионитов.

Известно, что в середине восьмидесятых годов прошлого века ежегодная добыча и производство палладия в западных и развивающихся странах составляла порядка 25-30 тонн. Из вторичного сырья палладия получали не более десяти процентов. В то же самое время на долю СССР приходилось до двух третей от общего мирового производства драгоценного металла. В наше время (по данным 2007 года) производство палладия составило 267 тонн, из них на долю России пришлось 141 тонна, ЮАР - 86 тонн, США и Канада - 31 тонна, прочие страны - 9 тонн. Из этой статистики видно, что производство, как и добыча сорок шестого элемента, возрастает, а роль лидера по-прежнему остается за нашей страной.

Изделия из палладия в основном производят штамповкой и холодной прокаткой. Из данного металла довольно легко можно получить цельнотянутые трубы нужной длины и диаметра. Кроме того, палладий выпускается в слитках 3000-3500 граммов, а также в виде лент, полос, фольги, проволоки и других полуфабрикатов.

На рынке торговли металлами наблюдается стремительный рост спроса на палладий. Возможно, в скором времени существующего предложения на рынке уже будет не хватать для удовлетворения растущего спроса на металл, в результате чего стоимость на палладий поднимется еще выше. Таким образом, палладий становится лучшим объектом для инвестиций среди драгоценных металлов.

Физические свойства

Палладий - благородный платиновый металл серебристо-белого цвета c гранецентрированной кубической решеткой типа медной (а = 0,38902 нм, z = 4). Входя в первую триаду платиноидов палладий, все же по внешнему виду более похож на серебро, чем на платину. В тоже время все три металла внешне весьма схожи, чего не скажешь об их плотности. В этом аспекте палладий (плотность 12,02 г/см3) гораздо ближе к серебру (10,49 г/см3), чем к платине (21,5 г\см3).

Кроме того, что сорок шестой элемент самый легкий из платиновых металлов, он еще и самый легкоплавкий из них - температура плавления Pd 1 552 °С, в то время, как температура плавления платины (Pt) равна 1 769 °С, температура плавления родия (Rh) 1 960 °С, температура плавления рутения (Ru) 2 250 °С, для иридия (Ir) температура плавления составляет 2 410 °С, а температура плавления осмия (Os) превышает 3 000 °С. Такая же ситуация и с температурой кипения платиновых металлов - самая низкая у палладия (3 980 °С), для родия и платины около 4 500 °С, у рутения около 4 900°С, а у иридия (5 300 °С) и осмия (5 500 °С) самые высокие температуры кипения из всех платиноидов.

Другие температурные характеристики сорок шестого элемента: теплоемкость (при температуре 0 °С) 0,058 кал/(г∙°С) или 0,243 кДж/(кг∙К); теплопроводность 0,17 кал/(см∙сек∙°С) или 71 Вт/(м∙К). Линейный коэффициент теплового расширения при 0 °С равен 11,67∙10-6.

Схожесть внешнего вида палладия с серебром и платиной, его способность хорошо полироваться, устойчивость к коррозии и, как следствие, отсутствие потускнения - все эти качества сделали сорок шестой элемент одним из ювелирных металлов. В палладиевой оправе эффектно выделяются драгоценные камни. Большой популярностью пользуются часы в корпусах из белого золота. Казалось бы причем тут палладий? Дело в том, «белое золото» для часовых корпусов - это золото, обесцвеченное добавкой палладия. Хорошо известно свойство палладия «отбеливать» большое количество золота. На другие металлы палладий тоже воздействует благотворно. Так его добавка к титану (менее 1 %) способна превратить этот металл в абсолютно устойчивый к агрессивным средам сплав. Чистый титан способен сопротивляться царской водке и азотной кислоте, но неустойчив к концентрированным соляной и серной кислотам. Легированный же палладием, титан спокойно переносит их воздействие.

Как и платина, палладий пластичный и ковкий металл, который хорошо сваривается, поддается прокатке, протяжке, штамповке и волочению даже при комнатной температуре. Для разогретого палладия эти качества улучшаются, из него удается получать тончайшие листы, проволоку, цельнотянутые трубы нужной длины и диаметра. Твердость по Бринеллю 49 кгс/мм2. Модуль нормальной упругости для сорок шестого элемента составляет 12600 кгс/мм2. Относительное удлинение при разрыве 24-30 %. Предел прочности при растяжении 18,5 кгс/мм2. Примечательно то, что механические характеристики палладия непостоянны, что важно для техники. Так после холодной обработки твердость этого металла возрастает в 2-2,5 раза, но снижается после отжига. Добавки родственных металлов тоже влияют на свойства палладия: добавка 4 % рутения и 1 % родия увеличивает прочность на растяжение вдвое!

Как и все платиновые металлы, палладий парамагнитен, его магнитная восприимчивость χs∙10-6 (при температуре 18 °С) равна 5,4 электромагнитные единицы. Удельное электросопротивление при 0 °С равно 10 Ом∙см∙10-6. Палладий обладает уникальной способностью поглощать водород: в одном объеме палладия при нормальных условиях растворяется более восьмисот объемов водорода. При этом элемент сохраняет металлический вид, но растрескивается и становится хрупким.

Химические свойства

Перед описанием химических свойств палладия необходимо упомянуть о том, что это единственный элемент с предельно заполненной наружной электронной оболочкой: на внешней орбите атома палладия 18 электронов. Какова же важность данного факта? Дело в том, что при таком строении атом просто не может не обладать высочайшей химической стойкостью. Поэтому, на палладий при нормальных условиях не действует даже всесокрушающий фтор. В соединениях палладий бывает двух-, трех- и четырехвалентным, чаще всего двухвалентным. В тоже время, сорок шестой элемент - самый активный из платиновых металлов, близкий по химическим свойствам к платине. На воздухе палладий устойчив до температуры 300-350 °C, после которой начинает окисляться кислородом, образуя на поверхности тусклую пленку оксида палладия PdO:

2Pd + O2 → 2PdO

Что интересно, «перевалив» рубеж в 850 °C оксид палладия PdO разлагается на металл и кислород, и при такой температуре металлический палладий становится устойчивым к окислению вновь.

Палладий не реагирует с водой, разбавленными кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Это объясняется положением сорок шестого элемента в ряду стандартных потенциалов, где он находится правее водорода. Зато палладий взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотами, растворяется в царской водке:

Pd + 2H2SO4 → PdSO4 + SO2 + 2H2O

Pd + 4HNO3 → Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O

3Pd + 4HNO3 + 18HCl → 3H2 + 4NO + 8H2O,

а также переходит в раствор при анодном растворении в соляной кислоте. При растворении в царской водке палладий образует гексахлоропалладиевую (IV) кислоту H2, разлагающуюся при кипячении до Н2 и Сl2.

При комнатной температуре палладий реагирует с влажными бромом и хлором:

Pd + Cl2 → PdCl2

Дихлорид палладия PdCl2 - красные кристаллы, легко растворимые в воде и соляной кислоте. Причем в результате последней реакции получается тетрахлоропалладиевая (II) кислота H2.

При температуре 500 °C и выше сорок шестой элемент может взаимодействовать с фтором и другими сильными окислителями, а также с серой, селеном, теллуром, мышьяком и кремнием.

Очень интересно взаимодействие палладия с водородом - металл способен поглощать большое количество этого газа (при комнатной температуре один объем палладия вбирает в себя до 950 объемов водорода) благодаря образованию твердых растворов с увеличением параметра кристаллической решетки. Водород находится в металле в атомарном виде и обладает высокой химической активностью. Поглощение большого объема водорода не проходит бесследно для палладия - металл разбухает, вспучивается, дает трещины. Поглощенный газ легко удаляется из палладия при нагреве до 100 °С в вакууме.

Кроме поглощения водорода палладий обладает свойством транзита данного газа через себя. Так, если в изготовленный из палладия сосуд закачать под давлением водород, а затем нагреть закупоренную емкость, то водород «вытечет» из палладиевого сосуда через стенки, как вода сквозь решето. При 240 °С за одну минуту через каждый квадратный сантиметр палладиевой пластинки толщиной в миллиметр проходит 40 кубических сантиметров водорода, а с повышением температуры проницаемость металла становится еще более значительной.

Как и все платиновые металлы, палладий образует множество комплексных соединений. Комплексы двухвалентного палладия с аминами, оксимами, тиомочевиной и многими другими органическими соединениями имеют плоское квадратное строение и этим отличаются от комплексных соединений других платиноидов. Те почти всегда образуют объемные октаэдрические комплексы. Современной науке известна не одна тысяча комплексных соединений палладия. Некоторые из них приносят практическую пользу - хотя бы в производстве самого палладия.

Среди драгоценных металлов выделяют четыре элемента, подлежащих клеймению. Они являются самыми дорогими из всех благородных минералов.

Это серебро, золото, платина и палладий. Платина и палладий – это минералы, относящиеся к элементам платиновой группы. По внешним признакам различить их трудно. Поэтому стоит разобраться, что такое палладиум и как отличить его от других металлов?

В 1801 году немецким ученым Ольберсом была открыта планета, которую назвали Паллада. Это открытие стало сенсацией и произвело огромное впечатление на известного химика Волластона. Поэтому, когда через два года он смог получить из сырой платины новый элемент, он дал ему название палладий.

Палладий является наиболее легким элементом из платиновой группы. Плотность его составляет около 12 г. на 1 кубический сантиметр. В чистом виде металл имеет серебристо-белый цвет, других оттенков нет.

Многие свойства металла похожи на свойства других благородных элементов. Например, минерал достаточно пластичен, тягуч и обладает хорошей ковкостью. Так же, как и золото, его легко можно растянуть в наитончайший лист или придать любую форму, спаять, отполировать или сделать гравировку.

А вот если сравнивать элемент с платиной, то в некоторых качествах он ей уступает. Например, он вступает в реакцию с серной и соляной кислотами. А азотная кислота способна растворить его полностью. В отношении других элементов палладий – металл инертный.

Получение

Элемент присутствует в белом золоте. И важная задача отделить его от висмута и мышьяка, которые, как и палладий, растворяются в азотной кислоте.

Чтобы это сделать, проделывают следующие манипуляции:

1. Нитрат таких элементов, как серебро, палладий и висмут необходимо упарить до сиропного состояния. В случае с палладием это поможет удалить из них остатки различных кислот.
2. Далее смесь разбавляется очищенной водой.
3. Добавляется концентрированная соляная кислота. Образуется осадочный налет белого цвета, похожий на творог – хлорид серебра. Его необходимо отделить, чтобы раствор стал прозрачным.
4. После этого состав упаривается. При этом происходит удаление соляной кислоты.
5. В смесь добавляется аммиак. Состав должен стать синего или зеленого цвета. Начнут выпадать хлопья – хлорид висмута. Он не растворяется в аммиаке.
6. Смесь фильтруется. К ней добавляется соляная кислота. В результате образуется сульфид палладия.
7. После того как произойдет окончание реакции, образуется осадок желтого цвета в прозрачном растворе с желтоватым оттенком.
8. Сульфид палладия необходимо тщательно промыть и избавить от воды.
9. Далее сульфид палладия можно восстановить до состояния металла. Для этого его необходимо снова переплавить.
10. Чтобы придать металлу товарный вид, сульфид палладия лучше всего восстанавливать с помощью сернистого водорода до черни. Затем его необходимо вновь сплавить. После этого сульфид палладия гранулируется.

Проба

Так как палладиум – металл мягкий, он не используется в чистом виде. Такой сплав не сможет выдержать даже небольшое внешнее воздействие.

Ювелиры используют для работы минерал с различными примесями. От их количества и названия зависит и проба сплава.

Основные пробы палладия представлены в таблице.

Все металлы придают элементу твердость. А если добавить золото или серебро, можно повысить износостойкость сплава.

Добыча и использование

Палладий – это драгоценный металлический сплав, который входит в состав более 30 минералов. Встречается и в виде самородков. Большое количество элемента входит в золотые и серебряные сплавы.

Палладіумъ считается редким драгоценным металлом. Он встречается гораздо реже, чем золото. Среди основных мест добычи можно выделить:

1. Норильскую платину. Она является важным месторождением элемента. Здесь более половины от всех минералов составляет палладий. Остальная часть – ртуть, медь, никель.
2. Большое количество металла добывается в Бразилии. Здесь находят самородки с содержанием элемента более 10%.

Применение металла палладиум различно. Нет практически ни одной области, где бы он не использовался:

Часто используется смесь палладия и платины. Она не только повышает технологические характеристики металла, но и придает украшению большую выразительность.

Цена

Стоимость 1 г. палладия на бирже составляет почти 1500 рублей.

Если говорит о ломе, то стоит знать, что дороже стоит изделие высокой пробы и с художественным замыслом. За украшение 500 пробы скупщики предложат не более 550 рублей. Но если количество сдаваемого элемента составляет 500 г. и больше, стоимость увеличится.

Что такое палладий? Это металл платиновой группы, который имеет характерные свойства. На сегодняшний день считается одним из самых дорогих и востребованных. Используется в различных отраслях промышленности, но чаще всего - в машиностроении.

Палладий - № 46 в таблице Менделеева

Как добывают в природе?

Pd редко встречается в природе в чистом виде, в основном в сочетании с другими металлами, такими как платина, золото, серебро и медь. В виде самородков встретить палладий, сложно, но можно.

Добыча металла проходит двумя способами:

1. На коренных месторождениях.
2. На россыпных месторождениях.

На коренных месторождениях палладий добывают в качестве сопутствующего материала при обработке медных и никелевых руд.

На россыпных месторождениях добывают металл в виде самородков, где он накапливался долгие годы. Самородки находят преимущественно в местах разработки месторождений руды.

Природный самородок палладия

В процентном соотношении:

• самородки составляют 2 % от общего объема добычи;
• остальные 98 % металла добывают при разработке коренных месторождений.

Стоит отметить, что добыча Pd осуществляется и на территории нашей страны. На Урале есть одно из крупнейших месторождений, правда, его ресурсы практически исчерпаны. На территории России металл добывают в дальневосточных районах.

В следующих странах происходит добыча Pd:

1. Канаде.
2. Австрии.
3. Колумбии.

В России добычей металла занимается «Норильский никель», извлекая драгоценный металл при добыче основного материала своего производства - никеля и меди.

Свойства

Свойства Pd позволяют использовать его во многих отраслях промышленности. Палладий отличается от других металлов:

• химической инертностью;
• низкой плотностью.

Имеет внешнее сходство с серебром.

Температура плавления палладия составляет 1555 °C. За счет солей ковкости и пластичности металл используют для изготовления украшений.

Но в чистом виде палладий относят к хрупким, непрочным металлам, он хорошо поддается обработке, но украшения из этого материала не будут отличаться прочностью. Испортить изделие можно при помощи слабого механического воздействия.

По этой причине использование палладия в ювелирном деле проходит при помощи создания лигатуры. То есть в сплав для изготовления украшения добавляют и другие металлы.

Химические свойства:

1. Не окисляется в природе.
2. Не вступает в реакции.
3. Образует соединения с другими химическими элементами.

Свойства Pd говорят о том, что это инертный металл, который не окисляется, находясь под воздействием природных факторов, как, впрочем, и все металлы платиновой группы.

Палладий не вступает в реакции с другими металлами, но растворяется в смеси серной и азотной кислот, которую химики называют «царской водкой».

Pd образует соединения с бором, хлором, кремнием и серой.

Свойства металла ценят при изготовлении драгоценностей. Украшения, изготовленные из палладия и сплава других металлов, отличаются износостойкостью, они не поддаются воздействию факторов внешней среды и долго сохраняют блеск и цвет. Налет на их поверхности образуется медленно.

Палладиевый браслет или часы будут носиться дольше других, серьги из белого золота или кольцо порадуют не только красотой, но и стойкостью к химическим реагентам и влажности.

Свойства Pd ценятся не только ювелирами и автомобилистами, но также химиками и медиками, которые активно используют металл для различных целей.

В промышленности

Внешне металл имеет определенное сходство с серебром по цвету. Благодаря инертности и другим качествам палладий используют в следующих отраслях промышленности:

• производстве катализаторов для автомобилей;
• ювелирной;
• медицине;
• инвестиционной;
• электронной;
• химической.

Использование палладия в производстве катализаторов - необходимое условие выпуске автомобиля любой марки. Необходимо для дожигания выхлопных газов. Интерес к этому металлу обусловлен не только желанием граждан иметь машину, но и нормами ЕС. Pd помогает сократить количество выхлопных газов, поэтому популярность металла неуклонно растет.

Слиток палладия с завода Красцветмет г. Красноярск

Украшения, которые делают из Pd и других драгоценных металлов, неизменно пользуются спросом. Но ювелирная промышленность не влияет на мировые объемы добычи по причине того, что встретить изделия из чистого металла практически невозможно. Палладий добавляют в состав лигатуры, с помощью которой делают часы, запонки и другие аксессуары. Кроме того, из лигатуры чеканят памятные монеты на радость нумизматов.

В медицине металл используют для изготовления деталей для кардиостимуляторов, а также специальной посуды и инструментов.

Инвестиции - это покупка Pd в виде слитков. Можно также открыть счет в банке, но при этом слитков вкладчик не увидит. А вот при их непосредственной покупке сможет подержать в руках палладий. Такое вложение денег приносит инвестиции лишь в долгосрочной перспективе.

В электронике Pd нашел свое применение в производстве военно-аэрокосмической техники. А также для создания специального покрытия, которое защищает детали от воздействия негативных факторов внешней среды, предотвращает окисление. Металл входит в состав керамических конденсаторов, которые используют для изготовления материнских плат. Таким образом, небольшое количество Pd есть в мобильных телефонах, компьютерах и другой бытовой технике.

Химическая промышленность использует 46-й элемент таблицы Менделеева для изготовления посуды, различных колб и других емкостей. А также для выделения ацетилена, аммиака, хлора и других веществ, для очистки водорода.

Применение палладия с целью очистки водорода не используют в чистом виде. Для удешевления производства в промышленности палладий сочетают с никелем и другими металлами.

Что такое аффинирование?

Аффинаж палладия - это процесс его отделения от других металлов. Используется в лабораторных условиях, но нередко химики и предприимчивые умельцы готовы провести аффинирование в домашних условиях.

Это делается по причине того, что:

1. Элемент используется в большом количестве химических реакций.
2. Его можно сдать и получить вознаграждение.

Стоимость одного грамма Pd колеблется в пределах от 1000 рублей и выше. Поэтому гораздо проще сдать несколько граммов палладия, чем собирать детали от компьютера и радиоприемника.

Можно попробовать получить Pd двумя способами:

• электролизом;
• растворением в царской водке.

Если попробовать снять Pd с деталей путем электролиза, то и тут не обойтись без смеси серной и азотной кислот. Проводится электролиз в концентрате серной кислоты, основная часть деталей из меди и латуни не пострадает, она останется. В ходе процесса сам палладий не образуется, получится отделить сплав, в составе которого есть Pd. Полученный сплав нужно растворить в царской водке.

Как определить палладий? Он снимется с деталей в виде черного порошка или хлопьев. Пока электролит чистый, промывка делается просто, если раствор нагрелся, то его нужно остудить. Обработка осадка проводится с применением царской водки.

При работе необходимо напряжение в 11–13 вольт, его подают до того, как деталь погружают в раствор. Необходимо продумать и процесс отделения Pd от других элементов, таких как серебро, золото и пр. Для этого понадобится азотная и соляная кислоты, а также раствор аммиака и воды.

Азотная кислота вместе с серной помогает отделить Pd от других элементов. Понять, что палладий есть в растворе, можно просто оценив его цвет. Во время реакции раствор приобретает характерный коричневый оттенок. Это свидетельствует о том, что Pd присутствует в составе сплава и опыты имеет смысл продолжать.

Если в составе сплава есть еще и золото, то раствор оставляют на сутки, предварительно залив его холодной водой. Далее проводят фильтрацию хлорида серебра, в результате чего в растворе остается только золото и Pd.

Процедура аффинажа палладия проводится с помощью аммиака. Он соединяется с раствором, смесь оставляют на двое суток, после чего можно отфильтровать золото, а палладий останется в растворе. В дальнейшем золото можно восстановить при помощи соляной кислоты и цинка.

В раствор с Pd стоит добавить соляной кислоты - появляется осадок оранжевого или желтого цвета. Через несколько часов осадок стоит отфильтровать, его высушивают и прокаливают при температуре не ниже 500 градусов. В результате процедуры можно получить аффинаж Pd. Некоторое количество драгметалла останется в растворе его можно получить при помощи повторного аффинирования.

Продуктивность процесса зависит от того, сколько палладия содержалось в деталях, а также от того, какие элементы помимо Pd входили в состав сплава.

В целом процедура достаточно сложная, требует определенных навыков в химии, порой получить положительный результат можно лишь путем проб и ошибок.