- Palladiumschwarz
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Eigenschaften Allgemein Name, Symbol, Ordnungszahl Palladium, Pd, 46 Serie Übergangsmetalle Gruppe, Periode, Block 10, 5, d Aussehen silbrig, weiß, metallisch CAS-Nummer 7440-05-3 Massenanteil an der Erdhülle 1 · 10-6 % Atomar Atommasse 106,42 u Atomradius (berechnet) 140 (169) pm Kovalenter Radius 131 pm Van-der-Waals-Radius 163 pm Elektronenkonfiguration [Kr] 4d105s0 Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 18, 0 1. Ionisierungsenergie 804,4 kJ/mol 2. Ionisierungsenergie 1870 kJ/mol 3. Ionisierungsenergie 3177 kJ/mol Physikalisch Aggregatzustand fest Kristallstruktur kubisch flächenzentriert Dichte 12,023 g/cm3 Mohshärte 4,75 Schmelzpunkt 1828,05 K (1554,90 °C) Siedepunkt 3236 K (2963[1] °C) Molares Volumen 8,56 · 10-6 m3/mol Verdampfungswärme 357 kJ/mol Schmelzwärme 17,6 kJ/mol Dampfdruck 1,33 Pa bei 1825 K Schallgeschwindigkeit 3070 m/s bei 293,15 K Spezifische Wärmekapazität 244 J/(kg · K) Elektrische Leitfähigkeit 9,5 · 106 A/(V · m) Wärmeleitfähigkeit 71,8 W/(m · K) Chemisch Oxidationszustände 0, +2, +4 Oxide (Basizität) PdO (leicht basisch) Normalpotential 0,915 V (Pd2+ + 2e- → Pd) Elektronegativität 2,20 (Pauling-Skala) Isotope Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 100Pd 3,63 d ε 0,363 100Rh 101Pd 8,47 h ε 1,980 101Rh 102Pd 1,02 %
Stabil 103Pd 16,991 d ε 0,543 103Rh 104Pd 11,14 %
Stabil 105Pd 22,33 %
Stabil 106Pd 27,33 %
Stabil 107Pd 6,5 · 106 a β− 0,033 107Ag 108Pd 26,46 %
Stabil 109Pd 13,7012 h β− 1,116 109Ag 110Pd 11,72 %
Stabil 111Pd 23,4 min β− 2,190 111Ag 112Pd 21,03 h β− 0,288 112Ag NMR-Eigenschaften Sicherheitshinweise Gefahrstoffkennzeichnung [2] Pulver
Leicht-
entzündlichReizend (F) (Xi) R- und S-Sätze R: 11-36/37/38 S: 7/9-16-26-36 Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.Palladium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Pd und der Ordnungszahl 46. Das seltene silberweiße Übergangsmetall der Platingruppe ähnelt im chemischen Verhalten sehr dem Platin.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte
Palladium wurde 1803 von William Hyde Wollaston entdeckt. Er benannte es 1804 nach dem zwei Jahre vorher entdeckten Asteroiden Pallas. Wollaston fand das Element 46 in südamerikanischem Platinerz aufgrund zu geringer Ausbeuten an Platin aus in Königswasser aufgelösten Proben.
Vorkommen
Metallisches Palladium und palladiumhaltige Legierungen in Fluss-Seifen befinden sich im Ural, Australien, Äthiopien und in Nord- und Südamerika. Sie sind aber seit Jahrzehnten weitestgehend ausgebeutet.
Heute wird es meist aus Nickel- und Kupfererzen gewonnen. Ungefähr 40% stammen aus russischer Förderung.
Mit der Altwagenentsorgung wird der Anteil des recycletem Palladiums aus den Abgaskatalysatoren ansteigen. Über die Möglichkeit der Gewinnung von Palladium aus abgebrannten Brennelementen, siehe Edelmetallsynthese.
Eigenschaften
Palladium ist ein Metall und das zweite Element der Nickelgruppe. Es hat von den Elementen dieser Gruppe den niedrigsten Schmelzpunkt und ist auch am reaktionsfreudigsten. Bei Raumtemperatur reagiert es jedoch nicht mit Sauerstoff. Es behält an der Luft seinen metallischen Glanz und läuft nicht an. Im geglühten Zustand ist es weich und duktil, bei Kaltverformung steigt die Festigkeit und Härte aber schnell an (Kaltverfestigung). Es ist dann deutlich härter als Platin.
Palladium ist ein Edelmetall, auch wenn es deutlich reaktiver ist als das verwandte Element Platin: Es löst sich in Salpetersäure. In Salzsäure löst es sich bei Luftzutritt langsam auf. Der Edelmetallcharakter von Palladium ist dem des benachbarten Silbers vergleichbar: In vielen Säuren ist Palladium das edlere Metall, in Salzsäure verhält es sich aber aufgrund der Bildung von leichtlöslichen Palladiumchloridverbindungen unedler.
Palladium besitzt die höchste Absorptionsfähigkeit aller Elemente für Wasserstoff. Bei Raumtemperatur kann es das 900-fache, Palladiummohr das 1200-fache und kolloidale Palladiumlösungen das 3000-fache des eigenen Volumens binden. Man kann die Wasserstoffaufnahme als Lösen von Wasserstoff im Metallgitter und als Bildung eines Palladiumhydrids mit der ungefähren Zusammensetzung Pd2H beschreiben[3]. Bei 30 °C und Normaldruck entspricht das maximale Wasserstoff-Palladium-Verhältnis der Formel PdH0.608.
Gewöhnlich nimmt es die Oxidationsstufen +2 und +4 an. Bei Verbindungen der scheinbaren Oxidationsstufe +3 handelt es sich um Pd(II)/Pd(IV)-Mischverbindungen. In neueren Untersuchungen konnte auch sechswertiges Palladium dargestellt werden.
Sicherheitshinweise
In kompakter Form nicht brennbar, jedoch als Pulver oder Staub leicht entzündlich.
Verwendung
Feinverteilt ist Palladium ein exzellenter Katalysator zur Beschleunigung von chemischen Reaktionen, insbesondere Hydrierungen und Dehydrierungen (Addition und Eliminierung von Wasserstoff), sowie zum Cracken von Kohlenwasserstoffen.
Weitere Anwendungen:
- Abgaskatalysatoren für Ottomotoren. (Palladium verdrängt das teurere Platin.)
- Schmuckwaren (vor allem in Ostasien)
- Damen-/Herrenuhren
- Weißgold (Palladium "entfärbt" Gold)
- Platintiegel (80 % Pt, 20 % Pd)
- Feinstfolien. Analog zum Blattgold kann Palladium zu 0,01 µm dünnen Folien ausgewalzt werden.
- Reinigung von Wasserstoff. In heißem Palladium besitzt Wasserstoff ein hohes Diffusionsvermögen.
- Kontaktwerkstoffe für Relais in Kommunikationsanlagen
- Zahnersatz
- Medizinische Instrumente
- Elektrodenwerkstoffe für Zündkerzen (Luftfahrt)
- Pd/Ni-Legierungen als Ersatz für Gold in der Elektroindustrie (z.B. bei der galvanischen Beschichtung von Kontakten)
- Nanotechnologie (dient als Katalysator, um z. B. molekulare Verbindungen herzustellen)
- Anlagemünzen, z.B. Palladium Maple Leaf
- Federn für Füllfederhalter
Darüber hinaus wird Palladium eine wesentliche Rolle bei der sogenannten kalten Fusion zugeschrieben. Wissenschaftliche Nachweise stehen hier jedoch noch aus.
Einzelnachweise
- ↑ David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84th Edition. CRC Press. Boca Raton, Florida, 2003; Section 4, Properties of the Elements and Inorganic Compounds.
- ↑ Eintrag zu Palladium in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 27.4.2008 (JavaScript erforderlich)
- ↑ Aston, J. G.; Mitacek, Paul Jr. Structure of hydrides of palladium. Nature (London, United Kingdom) (1962), 195 70-1.
Weblinks
- Los Alamos National Laboratory - Palladium
- WebElements.com - Palladium
- EnvironmentalChemistry.com - Palladium
- Charts: Kurs-Entwicklung Palladium in Dollar
- Palladium-Münzen / Palladium coins
- Mineralienatlas:Palladium (Wiki)
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