Реферат: Производство, свойства и применение палладия

2.2.Химические свойства:

Палладий единственный металл с предельно заполненной наружной электронной оболочкой: на внешней орбите атома палладия 18 электронов. При таком строении атом просто не может не обладать высочайшей химической стойкостью. Не случайно на палладий при нормальной температуре не действует даже всесокрушающий фтор.

Палладий при температуре темно-красного каления окисляется кислородом воздуха в РdO, который при более сильном нагревании вновь разлагается.

Фтор при темно-красном калении образует с палладием дифторид PdF2, а хлор при тех же условиях - дихлорид PdCl2. Сера и селен при несколько более высокой температуре энергично действуют на палладий, причем реакции сопровождаются значительным выделением тепла. Несколько менее энергично реагируют с палладием фосфор и мышьяк, и только при температуре белого каления вступает в реакцию кремний. Углерод, хотя и растворяется в расплавленном палладии, но при остывании вновь выделяется из него в виде графита. Палладий образует с большинством металлов сплавы.

Разбавленная азотная кислота медленно растворяет палладий. В концентрированной азотной кислоте, если она содержит окислы азота, палладий растворяется очень быстро. Лучшим растворителем для палладия является царская водка. Соляная кислота, даже концентрированная, если она не содержит растворенного кислорода и свободного хлора, оказывает на компактный палладий лишь едва заметное действие.

В соединениях палладий бывает двух-, трех- и четырехвалентным, двухвалентным чаще всего. А еще, как и все платиновые металлы, он 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 платиновых металлов. Те почти всегда образуют объемные октаэдрические комплексы.

Сейчас известны многие тысячи комплексных соединений палладия. Некоторые из них приносят практическую пользу – хотя бы в производстве самого палладия.

При кипячении палладия в концентрированной серной кислоте он растворяется с образованием PdS04 и SO2. Та же реакция происходит и при сплавлении палладия с бисульфатом калия. При сплавлении с селитрой и содой палладий не окисляется, а при нагревании с перекисью натрия он переходит в моноксид PdO.

Нормальный потенциал палладия равен приблизительно +0, 82 в. Таким образом, палладий в электрохимическом ряду напряжений занимает место между серебром и ртутью.

Палладий при растворении в царской водке образует хлористый палладий, который с соляной кислотой даёт палладохлористоводородную кислоту H2PdCl6. Соль — хлорпалладозамин [Pd(NH3)2Cl2], которая получается после последовательной обработки палладохлористоводородной кислоты и образующихся при этом соединений, имеет малую растворимость и поэтому используется для выделения палладия из растворов. При нагревании хлорпалладозамин разлагается, при этом хлористый аммоний и хлористый водород выделяются в виде газа, а палладий остаётся в виде металлической губки.

Основные физические и механические свойства палладия:

Атомная масса - 106, 4

Плотность, г/см3 - 12, 6

Температура, °С:

плавления - 1554

кипения - 4000

Теплота плавления, кал/г - 37, 8

Удельная теплоёмкость при 20°С, кал/ (г . град) - 0, 0586

Удельное эл.сопротивление при 25°С, мкОм . см - 9, 96

Теплопроводность, кал/ (см . сек . град) - 0, 161

И еще об одном очень ценном свойстве

Это «свойство» – относительная дешевизна палладия. В 60-х годах нашего века он стоил примерно впятеро дешевле платины (517 и 2665 долларов за килограмм). Это свойство делает палладий, пожалуй, самым перспективным из всех платиновых металлов. Уже сейчас добавкой палладия удешевляют некоторые сплавы, например один из сплавов для изготовления зубных протезов (еще он содержит медь, серебро, золото и платину). А то, что палладий стал самым доступным из платиновых металлов, открывает ему все более широкую дорогу в технику.

Давно прошло время, когда палладии извлекали в мизерных количествах только из сырой платины. Сейчас его получают десятками тонн в год, он все шире заменяет платину повсюду, где это можно. Главные потребители этого металла в наши дни – электротехника и химия.

3.Применение палладия.

Среди основных потребителей палладия по отраслям, опять-таки, выделяются автопроизводители, на долю которых приходится порядка 70% его общемирового потребления.

Причиной такого спроса на металлы платиновой группы со стороны автомобилестроителей являются ограничения по химическому составу автомобильных выхлопов во многих странах мира, таких как Северная Америка, Европа, Япония, а также ряд стран Южной Америки и Юго–Восточной Азии.

Палладий применяется при изготовлении слоистых палладиевых катализаторов, на внутреннюю поверхность которых напылено покрытие из драгметаллов. На один катализатор идет 3-5 г палладия, платины и родия. Стоит один катализатор от $300 до $500, при этом около 60% этой суммы составляют драгметаллы.

Далее в списке потребителей палладия следуют компании электронной промышленности (порядка 15% мирового потребления), производящие электро и радиоаппаратуру, широкое применение металл нашел в области мобильной связи. Кроме того, в сплаве с другими металлами палладий используется при производстве химического оборудования и для протезирования зубов.

Сплавы палладия также используются в драгоценностях, а сам металл может быть частью сплавов белого золота. Главные запасы палладия находятся в России, но его также производят в Канаде, США и Южной Африке.