دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر پالادیم (Pd)
پالادیم، (به انگلیسی : Palladium) با علامت اختصاری Pd و عدد اتمی ۴۶، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزات واسطه است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
پالادیوم یا پالادیم 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، پلاتین، روبیدیوم، روتیوم، ایریدیوم و اسمیوم در یک گروه از جدول تناوبی قرار دارند که به فلزات گروه پلاتین (PGMs) معروف هستند. این فلزات ویژگی های شیمیایی یکسانی دارند اما پالادیوم کمترین نقطه ذوب و کمترین دانسیته را دارد.
شناسنامه پالادیم
عدد اتمی: ۴۶
جرم اتمی: ۱۰۶.۴
نقطه ذوب : C° ۱۵۵۴.۹
نقطه جوش : C° ۲۹۶۳
شعاع اتمی : ۱۳۸ pm
ظرفیت: ۱
رنگ: سفید نقره ای متالیک
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: ۱۰
انرژی یونیزاسیون : ۸۰۴.۴ Kj/mol
شکل الکترونی: ۴d10
شعاع یونی : Å ۰.۸۶
الکترونگاتیوی: ۲.۲۰
حالت اکسیداسیون: ±۱
دانسیته: ۱۲.۰۳۳
گرمای فروپاشی : Kj/mol 17.06
گرمای تبخیر : Kj/mol 357
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000105
گرمای ویژه: J/g Ko 0.24
دوره تناوبی:۵
تاریخچه پالادیم
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 پالادیم
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 پالادیم
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. به نظر می‌رسد که احتمالاً هیدرید پالادیوم را شکل می‌دهد: pd2H. اما هنوز ترکیب شیمیایی واقعی آن آشکار نیست.
پالادیوم یک فلز نرم نقره ای رنگ شبیه به پلاتین است. پلاتین، کمترین دانسیته و کمترین نقطه ذوب در گروه PGM را دارد. پالادیوم به آرامی در نیتریک اسید غلیظ، سولفوریک اسید غلیظ و گرم حل می شود.
ترکیبات پالادیم
پالادیم در دمای معمولی با اکسیژن واکنش نمی دهد، بنابراین در اثر تماس با هوا، لکه دار نمی شود. پالادیومی که تا دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد گرم شود، یک لایه پالادیوم (II) اکسید (PdO) تولید خواهد کرد. پالادیوم عنصری با کلرین واکنش داده و پالادیوم (II) کلراید تولید می کند. در نیتریک اسید قابل حل بوده و در اثر افزودن استیک اسید، رسوب پالادیوم (II) استات تولید می شود.
کاربردهای پالادیم
امروزه بیشترین کاربرد پالادیوم در ساخت مبدل های کاتالیستی است. همچنین در جواهر سازی، دندان پزشکی، نوار تست های قند خون، شمع های هواپیما و در ساخت وسایل جراحی و ابزار تماس الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.
۱)کاتالیزور
زمانی که پالادیوم به اندازه کافی ریز شود، به کاتالیزور همه کاره تبدیل می شود و واکنش های هیدروژنیزاسیون و هیدروژن زدایی که تسریع می بخشد. واکنش های تشکیل پیوند کربن – کربن زیادی در شیمی آلی وجود دارد که با استفاده از کاتالیست پالادیوم، انجام این واکنش ها راحت تر می شود. علاوه بر این، زمانیکه پالادیوم به صورت پراکنده در مواد رسانا قرار گیرد، به یک الکتروکاتالیست عالی برای اکسیداسیون الکل ها در مواد قلیایی تبدیل می شود.
۲)الکترونیک
دومین کاربرد اصلی پالادیوم در الکترونیک، ساخت خازن های سرامیکی چند لایه است. در این خازن ها، پالادیوم به عنوان الکترود استفاده می شود. یکی دیگر از کاربردهای پالادیوم، آبکاری اتصالات در لوازم الکترونیکی مصرفی است.
۳)تکنولوژی
هیدروژن به راحتی از بین پالادیوم گرم شده عبور می کند. بنابراین می توان از آن برای خالص سازی گاز استفاده کرد. به همین دلیل از رآکتورهای غشایی با غشاء پالادیوم برای تولید خالص ترین هیدروژن استفاده می کنند. پالادیوم کلراید توانایی اکسید کردن مقدار زیادی گاز کربن مونوکسید را دارد و در دتکتورهای کربن مونوکسید استفاده می شود.
۴)ذخیره هیدروژن
پالادیوم در دمای اتاق به راحتی هیدروژن را جذب کرده و پالادیوم هیدرید تولید می کند. با اینکه این خاصیت در بین فلزات واسطه مشترک است اما پالادیوم توانایی جذب بالایی دارد. این ویژگی برای طراحی یک منبع ذخیره هیدروژن کارآمد و ارزان مورد بررسی قرار گرفته است.
مقدار هیدروژن موجود در پالادیوم را می توان به حساسیت مغناطیسی مرتبط ساخت، بدین صورت که با افزایش میزان هیدروژن، از حساسیت مغناطیسی کاسته می شود.
۵)دندان پزشکی
پالادیوم به مقدار بسیار کم در بعضی از آلیاژهای آمالگام مورد استفاده قرار می گیرد تا میزان خوردگی را کاهش و درخشندگی ترمیم نهایی را افزایش دهد.
ایزوتوپ های پالادیم
پالادیوم طبیعی از شش ایزوتوپ تشکیل شده‌است. پایدارترین ایزوتوپ های 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.
اثرات پالادیم بر روی سلامتی
پالادیم باعث سوزش پوست، چشم یا مجاری تنفسی و حساسیت پوست می شود و مایع آن باعث سوختگی پوست و چشم می شود. اگر پالادیم بلعیده شود، باید آب، شیر و غیره به شخص داد. در صورت تماس با پالادیم، چشمها یا پوست را با آب بشویید.
معمولا مردم به ندرت با ترکیبات پالادیم مواجه می شوند. کلیه ترکیبات پالادیم سمیت بالایی دارند و سرطان زا هستند. کلرید پالادیم سمی است و اگر بلعیده شود یا از طریق پوست جذب شود، مضر است. در جانوران آزمایشگاهی کلرید پالادیم باعث آسیب مغز استخوان، کبد و کلیه شده است. پالادیم سوزش آور است. اما کلرید پالادیم به میزان ۰.۰۶۵ گرم در روز (حدود ۱ mg kg-1) در درمان سل موثر است بدون این که عوارض بدی ایجاد کند.
button color=”orange” size=”medium” link=”https://www.daneshchi.ir/%d8%aa%d8%ad%d9%82%db%8c%d9%82-%d8%af%d8%b1%d8%a8%d8%a7%d8%b1%d9%87-%d8%a7%d9%86%d9%88%d8%a7%d8%b9-%d8%a7%db%8c%d8%b2%d9%88%d8%aa%d9%88%d9%be-%d9%88-%d8%b9%d9%86%d8%a7%d8%b5%d8%b1%d8%b4%d8%a7%d9%86/” icon=”” target=”true”]پیشنهادی: ایزوتوپ ها را بیشتر بشناسید![/button]
عنصر پالادیم _ دانشچی
