Paladiu

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Pd
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla enantada
Pd,46.jpg
Blancu platiáu metálicu
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu Paladiu, Pd, 46
Serie química Metales de transición
Grupu, periodu, bloque 10, 5, d
Configuración electrónica [Kr]4d10
Durez Mohs 4,75
Electrones per nivel 2, 8, 18, 18
Propiedaes atómiques
Radiu mediu 140 pm
Electronegatividá 2,20 (Pauling)
Radiu atómicu (calc) 169 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente 131 pm
Radiu de van der Waals 163 pm
Estáu(aos) d'oxidación 0, +1, +2, +4, +6
Óxidu Llevemente básicu)
Propiedaes físiques
Densidá 12023 kg/m3
Puntu de fusión 1828,05 K (1555 °C)
Puntu d'ebullición 3236 K (2963 °C)
Entalpía de vaporización 357 kJ/mol
Entalpía de fusión 17,6 kJ/mol
Presión de vapor 1,33 Pa a 1825 K
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada nes cares tao = Sólidu
N° CAS 7440-05-3
N° EINECS 231-115-6
Conductividá térmica 71,8 W/(m·K)
Velocidá del soníu 3070 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del paladiu
iso AN Periodu MD Ed PD
MeV
102Pd Estable con 56 neutrones
104Pd Estable con 58 neutrones
105Pd Estable con 59 neutrones
106Pd Estable con 60 neutrones
107Pd 6,5 × 106 a 0,033 107Ag
108Pd Estable con 62 neutrones
110Pd Estable con 64 neutrones
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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El paladiu ye un elementu químicu de númberu atómicu 46 asitiáu nel grupu 10 de la tabla periódica de los elementos. El so símbolu ye Pd. Ye un metal de transición del grupu del platín, blandiu, dúctil, maleable y pocu abondosu. Paezse químicamente al platín y estrayer de delles mines de cobre y níquel. Emplégase principalmente como catalizador y en xoyería.

El paladiu ye un metal raro y brillante de color blancu plateado que afayóse en 1803 por William Hyde Wollaston, y lleva el nome del asteroide Palas, que recibe tamién el so nome de la diosa Palas o Atenea.

El paladiu, xuntu col platín, el rodiu, el ruteniu, el iridiu y el osmiu forma un grupu d'elementos mentaos como los metales del grupu del platín, que comparten propiedaes químiques similares a los metales del grupu, pero'l paladiu tien el puntu de fusión más baxu y ye el menos trupu d'estos metales preciosos.

Les propiedaes úniques de paladiu y otros metales del grupu del platín tener en cuenta pal so usu xeneralizáu. Unu de cada cuatro productos que se fabriquen anguaño contien metales del grupu del platín, o bien estos desempeñen un papel clave mientres el so procesu de manufactura.[1] Más de la metá de la ufierta de paladiu y platín al so conxénere entra n'el convertidores catalíticos, que converten hasta'l 90 % de los gases nocivos d'escape de los automóviles (hidrocarburos, monóxidu de carbonu y óxidu de nitróxenu) en sustances menos nocives (nitróxenu, dióxidu de carbonu y vapor d'agua).

El paladiu alcuéntrase en munchos productos electrónicos como computadores, teléfonos móviles, condensadores de múltiples capes de cerámica, revestimiento de componentes de baxa tensión, contactos eléctricos y televisiónes SEDE/GOLÉI/LCD. El paladiu úsase tamién en odontoloxía, medicina, purificación d'hidróxenu, aplicaciones químiques, y nel tratamientu d'agües soterrañes. El paladiu desempeña un papel clave na tecnoloxía utilizada pa les piles de combustible, que combina hidróxenu y osíxenu pa producir electricidá, calor y agua.

Los depósitos de mineral de paladiu y otros metales del grupu del platín son raros, y los xacimientos más estensos allugar en Sudáfrica, Estaos Xuníos, Canadá, y Rusia. Amás de la minería, el reciclaje ye tamién una fonte de paladiu.

Historia[editar | editar la fonte]

El paladiu, como'l restu de los elementos del grupu del platín, foi usáu dende la antigüedá, pos se tien constancia de que los antiguos exipcios y les civilizaciones precolombines yá lo valoraben como metal precioso. Los conquistadores del Nuevu Mundu redescubrieron el mineral de platín nel sieglu XVII, na busca d'oru.

El descubrimientu científicu del paladiu deber a William Hyde Wollaston, que consiguió aisllalo en 1803 y púnxo-y un nome basáu nel asteroide (2) Palas, descubiertu dos meses enantes.[2][3][4] Wollaston eslleió mineral de platín en agua regia y neutralizó con hidróxidu de sodiu. En llogrando la precipitación del platín con cloruru de amonio, añedió cianuru de mercuriu, que forma'l compuestu cianuru de paladiu. Al calecer esti postreru llógrase paladiu n'estáu metálicu. Esti métodu ye la base del llogru modernu del paladiu.

Les técniques de les que se disponía hasta finales del sieglu XIX nun dexaron la separación fayadiza del paladiu. Namá cuando se desenvolvieron nueves técniques de refináu empezar a utilizar industrialmente cada unu de los metales del platín. El paladiu tuvo la so puxanza a partir de la década de 1970 cuando creció la so importancia como catalizador.

El cloruru de paladiu foi nun tiempu usáu pa tratar la tuberculosis, a razón de 0,065 g/día (aprosimao un miligramu por kilogramu de pesu corporal). Esti tratamientu tenía munchos efectos secundarios negativos, y foi reemplazáu más tarde por melecines más eficaces.[5]

Escontra finales del sieglu XX, la ufierta rusa de paladiu pal mercáu global retrasóse en delles ocasiones y venáu, una y bones el cupu d'esportación nun se concedió a tiempu, por razones polítiques.[6] La llerza del mercáu posterior condució'l preciu del paladiu a un máximu históricu de 1100 dólares por toma en xineru de 2001.[7] Alredor d'esti tiempu, la compañía Ford Motor, atayó la so producción por cuenta de la escasez de paladiu posible. Cuando los precios cayeron a principios de 2001, Ford perdió cerca de mil millones de dólares.[8] La demanda mundial de paladiu aumentó de 100 tonelaes en 1990 a cerca de 300 tonelaes en 2000. La producción mundial de paladiu de les mines foi de 222 tonelaes métriques en 2006, según datos del USGS.[9] La mayoría de paladiu utilizar pa convertidores catalíticos na industria automotriz.[10]

Bayura y llogru[editar | editar la fonte]

Producción mundial de paladiu (2005).

Rusia ye'l principal productor de paladiu, con siquier el 50 per cientu de participación mundial, siguíu por Sudáfrica, el Canadá y los Estaos Xuníos.[11]

Puede atopase como metal llibre aleado col oru y otros metales del grupu del platín nos depósitos de los monte Urales, Australia, Etiopía, Sudáfrica y América del Norte. Ye comercialmente producíu a partir de depósitos de níquel-cobre, que s'atopen en Suráfrica, Ontario, y Siberia; Precísase tratamientu de munches tonelades métriques de mineral pa estrayer una sola toma de paladiu. Sicasí, la producción de la mina entá podía ser rentable, dependiendo de los precios del metal actual, como otros metales prodúcense xuntos: níquel, cobre, platín y rodiu.

Tamién se produz en reactores de fisión nuclear y puede estrayese del combustible nuclear, anque la cantidá producida ye insignificante. Atopar nos minerales raros cooperita y polarita.[12]

Característiques principales[editar | editar la fonte]

Cristales sintéticos de paladiu

El paladiu ye un metal de color blancu paecencia al platín. Non se aferruña col aire, y ye l'elementu del grupu del platín de menor densidá y menor puntu de fusión. Ye blandu y dúctil al templalo, aumentando considerablemente'l so durez, aumenta considerablemente la so resistencia y resistencia al trabayalo en fríu cuando'l so temperatura ye baxa. Puede eslleise en ácidu sulfúricu, H2SO4, y en acedu nítricu, HNO3. Tamién puede eslleise, anque amodo, en ácidu clorhídricu (HCl) en presencia de cloru o osíxenu.

Esti elementu puede absorber grandes cantidaes d'hidróxenu molecular, H2, a temperatura ambiente (hasta 900 vegaes el so volume), lo cual úsase pa purificarlo. Los estado d'oxidación más comunes del paladiu son +2 y +4 anque tamién puede topase nos estaos d'oxidación 0 y +1 en dellos compuestos. Magar, nun principiu pensóse en +3 como unu de los estaos d'oxidación del paladiu fundamentales, nun hai evidencia de paladiu n'estáu d'oxidación +3, lo que foi investigáu al traviés de la difracción de rayos X pa un númberu de compuestos, lo qu'indica un dímero de paladiu (II) y paladiu (IV) nel so llugar. Apocayá, los compuestos con un estáu d'oxidación de +6 fueron sintetizaos.

El paladiu pertenez al grupu 10 de la tabla periódica:

Z Elementu Número de capa d'electrones
28 níquel 2, 8, 16, 2
46 paladiu 2, 8, 18, 18
78 platín 2, 8, 18, 32, 17, 1
110 darmstadtio 2, 8, 18, 32, 32, 17, 1

Pero tien una configuración bien atípica nes sos niveles d'enerxía más esternos en comparanza col restu de los elementos del grupu 10, si non a tolos elementos (Ver tamién el niobiu (41), ruteniu (44), y el rodiu (45)).

El paladiu eslleir amodo en ácidu sulfúricu, acedu nítricu y ácidu clorhídricu.[4] Esti metal tampoco reacciona col osíxenu a temperatures normales (polo que nun avafa nel aire). El paladiu calecer hasta 800 °C va producir una capa de óxidu de paladiu (III). Aváfase llixeramente na atmósfera húmeda que contien azufre.

El metal tien la estraña habilidá d'absorber hasta 900 vegaes el so propiu volume de hidróxenu a temperatura ambiente. Créese qu'esto posiblemente forma hidruru de paladiu (PdH2), pero nun ta claru si tratar d'un compuestu químicu.[4] Cuando'l paladiu absorbió grandes cantidaes d'hidróxenu, el so tamañu va ampliar llixeramente.[13]

Isótopos[editar | editar la fonte]

Naturalmente'l paladiu ta compuestu por seis isótopos. Los radioisótopos más estables son 107Pd con una vida media de 6,5 millones d'años, 103Pd con una vida media de 17 díes, y 100Pd con una vida media de 3,63 díes. Dieciocho otros radioisótopos caracterizáronse colos pesos atómicos que van dende 90.94948 (64) (91Pd) a 122,93426 (64) (123Pd).[14] La mayoría d'estos tienen una vida media de menos de media hora, sacante 101Pd (vida media de 8,47 hores), 109Pd (vida media: 13,7 hores), y 112Pd (vida media: 21 hores).

La manera de desintegración principal que se da nel isótopu estable de paladiu más abondosu (106Pd), ye la captura electrónica y ye la manera primaria dempués de la desintegración beta. El productu de desintegración de cabecera enantes de 106Pd ye'l rodiu y el productu posterior ye la plata.

L'isótopu radiogénico 107Ag ye un productu de desintegración del isótopu 107Pd y foi afayáu per primer vegada en Santa Clara, California, cuando cayó un meteoritu en 1978.[15] El descubridores suxuren que la fusión y la diferencia de los planetes interiores con núcleu de fierro puedan producise fai 10 millones d'años dempués d'un procesu llamáu nucleosíntesis. L'isótopu 107Pd frente a les correlaciones reparaes nos cuerpos que claramente fueron fundíos dende la acreción del sistema solar, tienen de corresponder a la presencia de nucleidos de curtia duración nel sistema solar primitivu.[16]

Compuestos[editar | editar la fonte]

El cloruru de paladiu (II), bromuru y el acetato son compuestos reactivos, lo que fai que los puntos d'entrada sían convenientes pal estudiu de la química del paladiu. Los trés compuestos nun son monoméricos, el cloruru y el bromuru de cutiu precisen ser puestos en refluxu de acetonitrilo pa llograr el monómero de acetonitrilo más reactivu y más complexu, por casu:[17]

PdCl2 + 2MeCN → PdCl2(MeCN)2

El gran númberu de reacciones nes que los compuestos de paladiu sirven como catalizadores conócense colectivamente como reacciones d'acoplamientu de paladiu. Exemplos destacaos inclúin la reacción de Heck, la reacción de Suzuki, y les reacciones de Stille. El paladiu (II) acetato, Pd(PPh3)4, y (Pd2(dba)3) son útiles al respeutu, yá sía como catalizadores, o como puntu de partida pa xenerar catalizadores.[18]

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

El paladiu úsase principalmente n'el convertidores catalíticos.[19] Tamién s'usa na xoyería, n'odontoloxía, reloxería, nes tires reactives pa comprobar los niveles d'azucre n'el sangre, nes buxíes de los aviones y na producción de preseos quirúrxicos y contactos eléctricos.[19][20][21] El paladiu úsase tamién pa faer flautes treveseres profesionales.[22] Como nos productos básicos de metales preciosos, el paladiu ta codificado l'estándar internacional ISO 4217 como XPD y 964. El paladiu ye unu de los cuatro metales que tien códigos en dichu estándar, los otros son: oru, plata y platín.

Catálisis[editar | editar la fonte]

Cuando'l paladiu ta finamente estremáu, un catalizador de formes versátiles acelera reacciones de hidrogenación y deshidrogenación, según nel craqueo de petroleu. Un gran númberu d'enlace carbono-carbonu formando reacciones en química orgánica (como l'acoplamientu de Heck y Suzuki) vense facilitaes pola catálisis con compuestos de paladiu. Amás del paladiu, cuando s'esvalixa sobre materiales conductores, resulta ser un escelente electrocatalizador pa la oxidación de alcoholes primarios en medios alcalíns.[23]

Tamién ye un metal versátil pa la catálisis homoxénea. Úsase en combinación con una amplia variedá de amestandos pa los tresformamientos químicos altamente selectives. Un estudiu de 2008 amosó que'l paladiu ye un catalizador eficaz pa la formación d'enlace carbono-flúor.[24] El paladiu atopar nel catalizador de Lindlar, tamién llamáu Paladiu de Lindlar.

Electrónica[editar | editar la fonte]

La segunda aplicación paladiu na electrónica ye nel condensador eléctricu de cerámica de múltiples capes.[25] El paladiu y les sos aleaciones cola plata utilícense como electrodos en condensadores de múltiples capes de cerámica.[19] Tamién s'utiliza nel revestimiento de componentes electrónicos (dacuando aleado con níquel) y nos materiales de soldadura. El consumu de paladiu nel sector de la electrónica ye de 1.070.000 tomes (33,2 tonelaes métriques) en 2006, según un informe de Johnson Matthey.[26]

Tecnoloxía[editar | editar la fonte]

El hidróxenu espublízase al traviés de paladiu fácilmente climatizáu, polo qu'apurre un mediu de purificar el gas.[4] Ye una parte del electrodu de paladiu-hidróxenu nos estudios electroquímicos; El cloruru de paladiu (II) puede absorber grandes cantidaes de monóxidu de carbonu, y utilízase n'el detectores d'esti gas.

Almacenamientu d'hidróxenu[editar | editar la fonte]

L'hidruru de paladiu ye un compuestu metálicu que contien una cantidá sustancial de hidróxenu dientro de la so rede cristalina. A temperatura ambiente y presión atmosférica, el paladiu puede absorber hasta 900 vegaes el so propiu volume d'hidróxenu nun procesu reversible. Esta propiedá foi investigada, y una meyor comprensión de lo qu'asocede a nivel molecular podría dar pistes sobre'l diseñu d'hidruros de metal ameyoráu.[27]

Fotografía[editar | editar la fonte]

De cutiu utilízase col platín pa imprimir semeyes a blancu y negru, el paladiu apurre una alternativa a la plata.[28]

Arte[editar | editar la fonte]

El paladiu ye una de delles alternatives a la plata, que ye utilizada nel llume de manuscritos. L'usu de la fueya de plata ye problemática porque avafa rápido. El paladiu ye un sustitutu fayadizu por cuenta de la so resistencia a los llurdios. La fueya de aluminiu ye una alternativa más barata, pero l'aluminiu ye muncho más malo de trabayar qu'el oru o la plata y les resultancies son menos óptimos col empléu de técniques tradicionales del metal, polo que la fueya de paladiu considérase'l meyor sustitutu a pesar del so costo considerable. La fueya de platín puede utilizase pal mesmu efectu como la fueya de paladiu con similares propiedaes de trabayu, pero nun ye comercialmente disponible pola alta demanda de la fueya.[29][30]

Xoyería[editar | editar la fonte]

Febiella de paladiu.

El paladiu utilizóse como un metal precioso en xoyería dende 1939, como una alternativa al platín o oru blanco. Esto debe a les sos propiedaes blancura natural, ensin da-y nenguna necesidá de rodiu. Ye llixeramente más blancu, muncho más llixeru y el 12 per cientu más duru qu'el platín. Al igual que l'oru, el paladiu ensin igual nun diseñu delgáu de la fueya lo más fina de 100 nm (1/250,000 in).[31][4]

El paladiu ye unu de los trés metales más utilizaos pa faer aleaciones de oru blanco.[19] El paladiu-oro ye una aleación más caro que'l níquel-oro, pero escasamente causa reacciones alérxiques (anque se detectaron delles reacciones alérxiques cruzaes col níquel).[32] Cuando'l platín declaróse un recursu estratéxicu del gobiernu mientres la Segunda Guerra Mundial, munches bandes pasaron a la xoyería de paladiu.[33] Apocayá, en septiembre de 2001, el paladiu yera más caru qu'el platín y escasamente utilízase en xoyería.[34] Sicasí'l problema de calidá resolvióse, y el so usu na xoyería aumentó por causa de un gran picu nel preciu del platín y una cayida nel preciu del paladiu.[35]

Antes de 2004, el principal usu de paladiu na xoyería foi como aleación na fabricación de xoyes d'oru blanco, pero a partir de principios de 2004 cuando los precios del oru y del platín empezaron a xubir vertiginosamente, los xoyeros chinos empezaron a fabricar un volume significativo de xoyería de paladiu. Johnson Matthey envalora qu'en 2004, cola introducción de la xoyería de paladiu en China, la demanda de paladiu pa la fabricación de la xoyería yera de 920.000 tomes, o aprosimao'l 14 % de la demanda de paladiu total pal 2004 (un aumentu de cerca de 700.000 tomes del añu anterior). Esta crecedera siguió mientres l'añu 2005, con una demanda envalorada de xoyería de paladiu en tol mundu d'alredor de 1,4 millones de tomes, o casi'l 21 % de la ufierta neta de paladiu, de nuevu cola mayor parte de la demanda centrada en China. La popularidá de la xoyería de paladiu espérase que creza en 2008 como los mayores productores del mundu embarcar nun esfuerzu de marketing conxuntes pa promover la xoyería del paladiu en tol mundu.[36]

Precuros[editar | editar la fonte]

Estremar el paladiu puede traer efectos pirofóricos. El material a granel ye bastante inerte, anque s'informaron casos de dermatitis de contactu.[37]

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. «Palladium». International Platinum Group Metals Association. Archiváu dende l'orixinal, el 23 de payares de 2015.
  2. W. P. Griffith. «Rhodium and Palladium - Events Surrounding Its Discovery». Platinum Metals Review 47. http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/47-4-175-183. 
  3. «On a New Metal, Found in Crude Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 94. doi:10.1098/rstl.1804.0019. 
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 C. R. Hammond (2004). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. ISBN 0849304857.
  5. «The Art of Meeting Palladium Specifications in Active Pharmaceutical Ingredients Produced by Pd-Catalyzed Reactions». Advanced Synthesis & Catalysis 346. doi:10.1002/adsc.200404071. 
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  15. «Evidence for the existence of 107Pd in the early solar system». Geophysical Research Letters 5. doi:10.1098/rsta.2001.0893. 
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Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

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