Paladi (tiếng La tinh: Palladium) là một kim loại hiếm màu trắng bạc và bóng, được William Hyde Wollaston phát hiện năm 1803, ông cũng là người đặt tên cho nó là palladium theo tên gọi của Pallas, một tiểu hành tinh được đặt tên theo tên gọi tượng trưng của nữ thần Athena, có được sau khi vị nữ thần này giết chết thần khổng lồ Pallas. Ký hiệu cho paladi là Pd và số nguyên tử của nó là 46. Paladi cùng với platin, rhodi, rutheni, iridi và osmi tạo thành một nhóm các nguyên tố gọi chung là các kim loại nhóm platin (PGM). Các PGM chia sẻ các tính chất hóa học tương tự, nhưng paladi là kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất và nhẹ nhất trong số các kim loại quý này. Đặc biệt, ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển, paladi có thể hấp thụ hiđrô tới 900 lần thể tích của nó, điều này làm cho paladi là chất lưu trữ hiệu quả và an toàn cho hiđrô và các đồng vị của hiđrô. Paladi cũng chống xỉn màu tốt, dẫn điện ổn định và khả năng chống ăn mòn hóa học cao cùng chịu nhiệt tốt.
Paladi được William Hyde Wollaston phát hiện năm 1803. Nguyên tố này được Wollaston đặt tên năm 1804 theo tên gọi của tiểu hành tinh Pallas, được phát hiện hai năm trước đó. Wollaston tìm thấy paladi trong quặng platin thô từ Nam Mỹ bằng phương pháp hòa tan quặng trong nước cường toan, trung hòa dung dịch bằng hiđroxide natri và kết của platin dưới dạng cloroplatinat amoni bằng chloride amoni. Ông bổ trợ xyanua thủy ngân để tạo ra hợp chất xyanua paladi, rồi nung nóng nó để tách riêng sắt kẽm kim loại paladi ra .
Paladi là kim loại màu trắng bạc và mềm, trông tương tự như platin. Nó có tỷ trọng riêng nhỏ nhất và điểm nóng chảy thấp nhất trong số các kim loại nhóm platin. Nó mềm và dễ uốn khi tôi và tăng sức bền cũng như độ cứng lên rất nhiều khi gia công nguội. Paladi hòa tan chậm trong acid sulfuric, acid nitric và acid clohiđric. Kim loại này không phản ứng với oxy ở nhiệt độ bình thường và vì thế nó không bị xỉn màu khi ở trong không khí. Paladi nung nóng tới 800 °C sẽ sinh ra một lớp oxide paladi (II) (PdO). Nó bị xỉn màu nhẹ trong không khí ẩm có chứa lưu huỳnh.
Paladi được hiểu như thế nào?
Bạn đang đọc: Paladi được hiểu như thế nào?Kim loại này có năng lực không bình thường trong việc hút bám hiđrô tới trên 900 lần thể tích của nó khi ở nhiệt độ phòng. Người ta cho rằng hoàn toàn có thể nó tạo ra hydride paladi ( PdH2 ) nhưng vẫn chưa rõ ràng là nó có phải là hợp chất hóa học thật sự hay không. Khi paladi hấp thụ một lượng lớn hiđrô, size của nó sẽ co và giãn một chút ít. Ái lực của paladi với hiđrô làm cho nó đóng vai trò then chốt trong thực nghiệm Fleischmann-Pons năm 1989, còn gọi là nhiệt hạch lạnh .Các trạng thái oxy hóa thông dụng của paladi là 0, + 1, + 2 và + 4. Mặc dù khởi đầu thì trạng thái + 3 đã được coi là một trong những trạng thái oxy hóa nền tảng của paladi, nhưng không có chứng cứ nào cho thấy paladi sống sót ở trạng thái oxy hóa + 3 ; điều này được kiểm tra qua nhiễu xạ tia X cho một loạt những hợp chất, chỉ ra cho thấy thực ra chúng chỉ là chất nhị trùng của paladi ( II ) và paladi ( IV ) mà thôi. Gần đây, những hợp chất với trạng thái oxy hóa + 6 đã được tổng hợp . Các trầm tích quặng của paladi và những PGM khác khá hiếm và trầm tích to lớn nhất là trong dải norit ở phức hệ đá lửa Bushveld tại Transvaal thuộc Nam Phi, phức hệ Stillwater ở Montana, Hoa Kỳ, Sudbury ở Ontario, Canada và phức hệ Norilsk ở Nga. Ngoài việc khai thác mỏ, tái chế cũng là nguồn cung ứng paladi, hầu hết từ những bộ chuyển đổi xúc tác đã bỏ đi. Hàng loạt những ứng dụng và nguồn phân phối hạn chế của paladi tạo ra cho nó như một nghành nghề dịch vụ góp vốn đầu tư đáng chăm sóc .Paladi hoàn toàn có thể tìm thấy như thể sắt kẽm kim loại tự do tạo kim loại tổng hợp với vàng và những sắt kẽm kim loại khác của nhóm platin trong những trầm tích thuộc dãy núi Ural, nước Australia, Ethiopia, Nam và Bắc Mỹ. Nó được sản xuất ở quy mô thương mại từ trầm tích niken – đồng tìm thấy ở Nam Phi, Ontario và Siberia ; một lượng lớn quặng được chế biến làm cho việc chiết tách paladi đem lại doanh thu mặc dầu nó chỉ chiếm một tỷ suất nhỏ trong những quặng này. Nhà sản xuất paladi lớn nhất quốc tế là GMK Norilski Nikel ( ГМК Норильский Никель ), sản xuất nó từ trầm tích niken ở Norilsk – Talnakh. Mạch quặng Merensky của phức hệ đá lửa Bushveld ở Nam Phi chứa một lượng paladi đáng kể cùng những nguyên tố nhóm platin khác. Phức hệ đá lửa Stillwater ở Montana cũng chứa paladi ở hàm lượng hoàn toàn có thể khai thác .Paladi cũng được sản sinh ra từ những lò phản ứng phân hạch hạt nhân và hoàn toàn có thể chiết tách ra từ nguyên vật liệu hạt nhân đã qua sử dụng, xem thêm bài Tổng hợp sắt kẽm kim loại quý, mặc dầu sản lượng thu được là không đáng kể .Paladi được tìm thấy trong những khoáng vật hiếm như cooperit và polarit . Paladi nguồn gốc tự nhiên là hỗn hợp của 6 đồng vị. Các đồng vị phóng xạ không thay đổi nhất là Pd107 với chu kỳ luân hồi bán rã 6,5 triệu năm, Pd103 với chu kỳ luân hồi bán rã 17 ngày và Pd100 với chu kỳ luân hồi bán rã 3,63 ngày. Mười tám đồng vị phóng xạ khác cũng được nêu đặc trưng với nguyên tử lượng trong khoảng chừng từ 92,936 ( Pd93 ) tới 119,924 ( Pd120 ). Phần lớn trong số này có chu kỳ luân hồi bán rã nhỏ hơn nửa giờ, ngoại trừ Pd101 ( 8,47 giờ ), Pd109 ( 13,7 giờ ) và Pd112 ( 21 giờ ) .Phương thức phân rã hầu hết của những đồng vị nhẹ hơn Pd106 là bắt điện tử tạo ra rhodi còn phương pháp phân rã hầu hết của những đồng vị nặng hơn Pd106 là phân rã beta tạo ra bạc .Ag 107 do phóng xạ sinh ra là loại sản phẩm phân rã của Pd107 và lần tiên phong được phát hiện trong vẫn thạch tại Santa Clara, California năm 1978. Các nhà phát hiện cho rằng the sự hợp nhất và phân loại của những hành tinh nhỏ có lõi sắt hoàn toàn có thể xảy ra khoảng chừng 10 triệu năm sau sự kiện tổng hợp hạt nhân. Các mối đối sánh tương quan giữa Pd107 và Ag được ghi nhận trong những thiên thạch, rõ ràng đã nóng chảy kể từ khi tăng trưởng dần lên của hệ Mặt Trời, phải phản ánh sự hiện hữu của những nuclit sống sót ngắn trong hệ Mặt Trời thời kỳ đầu.
Sản xuất và nhu yếu
1 giọt Paladi .Năm 2005, Nga là nhà phân phối paladi số 1 quốc tế, chiếm trên 50 % thị trường, tiếp theo là Nam Phi, Hoa Kỳ và Canada, theo báo cáo giải trình của Cục địa chất Anh .Cho tới năm 2000, việc cung ứng paladi của Nga ra thị trường quốc tế luôn bị trì hoãn và hủy bỏ do hạn mức xuất khẩu luôn không được cấp đúng lúc vì những nguyên do chính trị. Điều này làm cho Ngân sách chi tiêu của paladi trên thị trường cao tới 1.100 USD mỗi oz vào tháng 1 năm 2001. Trong khoảng chừng thời hạn này, Ford Motor Company, do quan ngại việc sản xuất xe hơi hoàn toàn có thể bị phá vỡ do thiếu vắng paladi, nên đã thực thi dự trữ một lượng lớn sắt kẽm kim loại này bằng việc mua ở mức giá gần như cao nhất. Do Ngân sách chi tiêu sau đó giảm xuống nên Ford đã thua thiệt khoảng chừng 1 tỷ USD .Nhu cầu quốc tế về paladi tăng từ 100 tấn năm 1990 tới gần 300 tấn vào năm 2000. Sản lượng paladi do khai thác quặng là khoảng chừng 222 tấn vào năm 2006, theo tài liệu của USGS. Phần lớn paladi được sử dụng trong những bộ quy đổi xúc tác của công nghiệp sản xuất xe hơi.
Các tính chất độc đáo của paladi và các PGM khác giải thích cho sử dụng rộng rãi của chúng. Khoảng một phần tư hàng hóa sản xuất ngày nay hoặc là chứa PGM hoặc là có PGM đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất ra chúng. Trên một nửa nguồn cung cấp paladi và platin được sử dụng cho các bộ chuyển đổi xúc tác, trong đó chúng chuyển hóa tới 90% các khí độc hại từ khói ô tô (các hydrocarbon, mônoxide cacbon và các oxide nitơ) thành các chất ít độc hại hơn (nitơ, dioxide cacbon và hơi nước). Chất lượng kim loại quý của paladi và bề ngoài của nó tạo ra một sự tiêu thụ đáng kể trong ngành kim hoàn. Paladi được tìm thấy trong nhiều đồ điện tử như máy tính, điện thoại di động, tụ điện gốm nhiều lớp, mạ hợp thành, tiếp điểm điện áp thấp, và ti vi SED/OLED/LCD. Paladi cũng được sử dụng trong nha khoa, y học, tinh chế hiđrô, các ứng dụng hóa học, xử lý nước ngầm và đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sử dụng cho các tế bào nhiên liệu, trong đó kết hợp hiđrô và oxy để phát điện, nhiệt và nước.
Paladi được sử dụng trong nha khoa, [ 12 ] [ 13 ] sản xuất đồng hồ đeo tay, những que thử đường trong máu, trong bu gi tàu bay và để sản xuất những dụng cụ phẫu thuật và những tiếp điểm điện .Chloride paladi đã từng có thời được chỉ định như là vị thuốc điều trị bệnh lao với liều lượng 0,065 g mỗi ngày ( khoảng chừng 1 miligam trên mỗi kilôgam khối lượng khung hình ). Việc điều trị này có nhiều ảnh hưởng tác động phụ xấu đi vì vậy sau này nó đã bị sửa chữa thay thế bằng những loại thuốc khác có hiệu suất cao hơn .
Ngành điện tử
Ứng dụng lớn nhất của paladi trong ngành điện tử là sản xuất tụ gốm nhiều lớp. [ 14 ] Paladi ( và những kim loại tổng hợp paladi – bạc ) được sử dụng như thể những điện cực trong những tụ điện gốm nhiều lớp. [ 12 ] Paladi ( đôi lúc tạo kim loại tổng hợp với niken ) được sử dụng trong những lớp mạ liên kết trong những đồ điện tử tiêu sử dụng .Nó cũng được sử dụng trong việc mạ những thành phần của đồ điện tử và trong những vật tư hàn. Riêng bộ phận điện tử tiêu thụ khoảng chừng 1,07 triệu troy oz paladi ( khoảng chừng 33 tấn ) vào năm 2006, theo như báo cáo giải trình của Johnson Matthey. [ 15 ] Hiđrô thuận tiện khuếch tán qua paladi bị đốt nóng ; do đó, nó cung cập một phương pháp để tinh chế khí này. Các lò phản ứng có màng với màng lọc bằng paladi vì vậy được sử dụng để sản xuất hiđrô .Nó cũng là một phần của điện cực paladi-hiđrô trong những điều tra và nghiên cứu điện hóa học. Chloride paladi ( II ) hoàn toàn có thể hấp thụ một lượng lớn khí mônoxide cacbon, và được sử dụng trong những thiết bị dò mônoxide cacbon . Khi được phân loại thành những hạt rất mịn, ví dụ điển hình như trong paladi trên cacbon, paladi tạo thành một chất xúc tác tốt và được sử dụng để tăng cường cho những phản ứng hiđrô hóa và khử hiđrô, cũng như trong cracking dầu mỏ. Một lượng lớn những phản ứng hình thành link cacbon-cacbon trong hóa hữu cơ ( như phản ứng Heck và phản ứng Suzuki ) được thực thi thuận tiện bằng xúc tác của những hợp chất chứa paladi. Ứng dụng lớn nhất của paladi lúc bấy giờ là trong những bộ quy đổi xúc tác. [ 12 ]Paladi cũng là sắt kẽm kim loại đa năng trong xúc tác như nhau. Nó được sử dụng phối hợp với nhiều dạng phối thể cho những phản ứng chuyển hóa hóa học có tính tinh lọc cao .
Lưu trữ hiđrô
Hydride paladi là paladi sắt kẽm kim loại có chứa một lượng đáng kể hiđrô trong lưới tinh thể của nó. Ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển, paladi hoàn toàn có thể hấp thụ lượng hiđrô tới 935 lần thể tích của chính nó theo một phản ứng thuận nghịch. Tính chất này được điều tra và nghiên cứu tỉ mỉ do việc tàng trữ hiđrô là đáng chăm sóc và để hiểu rõ hơn điều gì xảy ra ở Lever phân tử nhằm mục đích hoàn toàn có thể dò ra manh mối để tạo ra những hydride sắt kẽm kim loại nâng cấp cải tiến. Tuy nhiên, việc lưu giữ hiđrô trên cơ sở paladi là quá đắt tiền, do giá tiền cao của sắt kẽm kim loại này. [ 16 ]
Lớp paladi mạ trên khóa thắt lưng .Paladi nhiều lúc được sử dụng trong ngành kim hoàn như là một sắt kẽm kim loại quý, để thay thế sửa chữa cho platin hay vàng trắng. Điều này là do đặc thù có màu trắng tự nhiên của nó nên không thiết yếu phải mạ rhodi. Nó hơi trắng hơn, nhẹ hơn nhiều và cứng hơn khoảng chừng 12 %. Tương tự như vàng, paladi hoàn toàn có thể rèn thành những lá mỏng dính với độ dày cỡ 100 nm ( 1/250. 000 inch ). Tương tự như platin, nó sẽ tăng trưởng một lớp gỉ mờ theo thời hạn. Tuy nhiên, không giống như platin, paladi bị đổi màu ở những nhiệt độ cao trong quy trình hàn, nó trở nên cứng hơn khi bị nung nóng và làm nguội lặp đi tái diễn và sẽ phản ứng với những acid mạnh .Nó cũng hoàn toàn có thể được sử dụng để thay thế sửa chữa cho niken trong sản xuất vàng trắng. Paladi là một trong số ba sắt kẽm kim loại hay được sử dụng nhất để tạo kim loại tổng hợp với vàng trong sản xuất vàng trắng. [ 12 ] ( Niken và bạc cũng hoàn toàn có thể được sử dụng ) Hợp kim paladi-vàng đắt tiền hơn so với kim loại tổng hợp niken-vàng nhưng nó ít gây dị ứng hơn và giữ màu trắng cũng tốt hơn .Tại Hoa Kỳ, khi platin được công bố là nguồn kế hoạch của nhà nước trong thời hạn diễn ra Đại chiến quốc tế lần thứ hai, nhiều đồ vật kim hoàn được làm bằng paladi. Gần đây, như vào tháng 9 năm 2001, [ 17 ] paladi là đắt tiền hơn platin và ít sử dụng trong kim hoàn cũng như do những rào cản kỹ thuật trong đúc khuôn. Tuy nhiên, những yếu tố đúc đã được xử lý và việc sử dụng nó trong ngành kim hoàn đã tăng lên do giá của platin lại tăng và giá của paladi lại giảm. [ 18 ]
Cho tới năm 2004, sử dụng cơ bản của paladi trong ngành kim hoàn là trong vai trò của hợp kim để sản xuất đồ trang sức bằng vàng trắng, nhưng kể từ đầu năm 2004 khi giá của vàng và platin tăng nhanh chóng thì các nhà sản xuất đồ trang sức tại Trung Quốc đã bắt đầu chế tạo một lượng đáng kể đồ trang sức paladi. Johnson Matthey ước tính rằng, trong năm 2004 với sự giới thiệu đồ trang sức bằng paladi tại Trung Quốc thì nhu cầu về paladi cho sản xuất đồ trang sức là 920.000 oz, hay khoảng 14% tổng nhu cầu về paladi cho năm 2004, và tăng gần 700.000 oz so với năm 2003. Sự phát triển này còn tiếp tục trong năm 2005, với nhu cầu về paladi cho trang sức toàn thế giới được ước tính là khoảng 1,4 triệu oz, hay gần 21% sự cung cấp paladi ròng và nhu cầu lớn nhất vẫn tập trung tại Trung Quốc.
Với công nghệ tiên tiến in ấn in platin, những nhà nhiếp ảnh hoàn toàn có thể tạo ra những bản in đen trắng mang tính nghệ thuật và thẩm mỹ cao bằng phương pháp sử dụng những muối platin hay paladi. Thông thường được sử dụng cùng với platin, paladi là một sửa chữa thay thế cho bạc. [ 19 ] Các lá paladi là một trong vài sự sửa chữa thay thế cho những lá bạc được sử dụng trong những bản thảo viết tay trang kim ( sơn son thiếp vàng ). Việc sử dụng những lá bạc gây ra một vài ít yếu tố do khuynh hướng bị xỉn màu của nó. Các lá nhôm là sự sửa chữa thay thế không đắt tiền, tuy nhiên nhôm khó gia công hơn nhiều so với vàng hay bạc và tạo ra những tác dụng ít tối ưu hơn khi sử dụng những kỹ thuật tạo lá sắt kẽm kim loại truyền thống cuội nguồn và cho nên vì thế những lá paladi được coi là sự thay thế sửa chữa tốt nhất mặc dầu giá tiền khá cao của nó. Các lá platin cũng hoàn toàn có thể sử dụng để tạo ra những hiệu ứng tương tự như như những lá paladi, nhưng nó khó kiếm hơn. [ 20 ] [ 21 ]