Wiki

Palađi

Paladi,  46Pd
Tinh thể Paladi
Tính chất chung
Tên, ký hiệu Paladi, Pd
Phiên âm /pəˈleɪdiəm/
pə-LAY-dee-əm
Hình dạng Ánh kim bạc trắng
Paladi trong bảng tuần hoàn
Vận tốc âm thanh que mỏng: 3070 m·s−1 (ở 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt 11,8 µm·m−1·K−1 (ở 25 °C)
Độ dẫn nhiệt 71,8 W·m−1·K−1
Điện trở suất ở 20 °C: 105,4 n Ω·m
Tính chất từ Thuận từ
Mô đun Young 121 GPa
Mô đun cắt 44 GPa
Mô đun nén 180 GPa
Hệ số Poisson 0,39
Độ cứng theo thang Mohs 4,75
Độ cứng theo thang Vickers 461 MPa
Độ cứng theo thang Brinell 37,3 MPa
Số đăng ký CAS ngày 3 tháng 5 năm 7440
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Paladi
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
100Pd Tổng hợp 3,63 ngày ε 100Rh
γ 0.084, 0.074,
0.126
102Pd 1.02% 102Pd ổn định với 56 neutron
103Pd Tổng hợp 16,991 ngày ε 103Rh
104Pd 11.14% 104Pd ổn định với 58 neutron
105Pd 22.33% 105Pd ổn định với 59 neutron
106Pd 27.33% 106Pd ổn định với 60 neutron
107Pd Tổng hợp 6,5×106 năm β 0.033 107Ag
108Pd 26.46% 108Pd ổn định với 62 neutron
110Pd 11.72% 110Pd ổn định với 64 neutron

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.

Related Articles

Lịch sử


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 cách hòa tan quặng trong nước cường toan, trung hòa dung dịch bằng hiđrôxít natri và kết của platin dưới dạng cloroplatinat amoni bằng clorua amoni. Ông bổ sung xyanua thủy ngân để tạo ra hợp chất xyanua paladi, rồi nung nóng nó để tách riêng kim loại paladi ra.

Đặc trưng


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 axít sulfuric, axít nitric và axít clohiđric. Kim loại này không phản ứng với ôxy 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 ôxít paladi (II) (PdO). Nó bị xỉn màu nhẹ trong không khí ẩm có chứa lưu huỳnh.

Kim loại này có khả năng bất thường trong việc hút bám hiđrô tới trên 900 lần thể tích của nó khi ở nhiệt độ phòng. Người ta cho rằng có thể nó tạo ra hiđrua 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, kích thước của nó sẽ giãn nở một chút. 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 ôxi hóa phổ biến của paladi là 0, +1, +2 và +4. Mặc dù ban đầu thì trạng thái +3 đã được coi là một trong các trạng thái ôxi hóa nền tảng của paladi, nhưng không có chứng cứ nào cho thấy paladi tồn tại ở trạng thái ôxi hóa +3; điều này được kiểm tra qua nhiễu xạ tia X cho một loạt các hợp chất, chỉ ra cho thấy thực chất chúng chỉ là chất nhị trùng của paladi (II) và paladi (IV) mà thôi. Gần đây, các hợp chất với trạng thái ôxi hóa +6 đã được tổng hợp.

Phổ biến


Các trầm tích quặng của paladi và các PGM khác khá hiếm và trầm tích rộng 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 cấp paladi, chủ yếu từ các bộ chuyển đổi xúc tác đã bỏ đi. Hàng loạt các ứng dụng và nguồn cung cấp hạn chế của paladi tạo ra cho nó như một lĩnh vực đầu tư đáng quan tâm.

Paladi có thể tìm thấy như là kim loại tự do tạo hợp kim với vàng và các kim loại khác của nhóm platin trong các trầm tích thuộc dãy núi Ural, 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 Siberi; một lượng lớn quặng được chế biến làm cho việc chiết tách paladi đem lại lợi nhuận cho dù nó chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong các quặng này. Nhà sản xuất paladi lớn nhất thế giới 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 các nguyên tố nhóm platin khác. Phức hệ đá lửa Stillwater ở Montana cũng chứa paladi ở hàm lượng có thể khai thác.

Paladi cũng được sản sinh ra từ các lò phản ứng phân hạch hạt nhân và có thể chiết tách ra từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, xem thêm bài Tổng hợp kim loại quý, mặc dù sản lượng thu được là không đáng kể.

Paladi được tìm thấy trong các khoáng vật hiếm như cooperit và polarit.

Đồng vị

Bài chi tiết: Đồng vị của paladi

Paladi nguồn gốc tự nhiên là hỗn hợp của 6 đồng vị. Các đồng vị phóng xạ ổn định nhất là Pd107 với chu kỳ bán rã 6,5 triệu năm, Pd103 với chu kỳ bán rã 17 ngày và Pd100 với chu kỳ bán rã 3,63 ngày. Mười tám đồng vị phóng xạ khác cũng được nêu đặc trưng với nguyên tử lượng trong khoảng từ 92,936 (Pd93) tới 119,924 (Pd120). Phần lớn trong số này có chu kỳ bán rã nhỏ hơn nửa giờ, ngoại trừ Pd101 (8,47 giờ), Pd109 (13,7 giờ) và Pd112 (21 giờ).

Phương thức phân rã chủ yếu của các đồng vị nhẹ hơn Pd106 là bắt điện tử tạo ra rhodi còn phương thức phân rã chủ yếu của các đồng vị nặng hơn Pd106 là phân rã beta tạo ra bạc.

Ag107 do phóng xạ sinh ra là sản phẩm phân rã của Pd107 và lần đầu tiên được phát hiện trong vẫn thạch tại Santa Clara, California năm 1978. Các nhà phát hiện cho rằng the sự hợp nhất và phân chia của các hành tinh nhỏ có lõi sắt có thể xảy ra khoảng 10 triệu năm sau sự kiện tổng hợp hạt nhân. Các mối tương quan giữa Pd107 và Ag được ghi nhận trong các thiên thạch, rõ ràng đã nóng chảy kể từ khi phát triển dần lên của hệ Mặt Trời, phải phản ánh sự hiện diện của các nuclit tồn tại ngắn trong hệ Mặt Trời thời kỳ đầu.

Sản xuất và nhu cầu


Palađi Lớp paladi mạ trên khóa thắt lưng.

Paladi đôi khi được sử dụng trong ngành kim hoàn như là một kim loại quý, để thay thế cho platin hay vàng trắng. Điều này là do tính chất có màu trắng tự nhiên của nó nên không cần thiết phải mạ rhodi. Nó hơi trắng hơn, nhẹ hơn nhiều và cứng hơn khoảng 12%. Tương tự như vàng, paladi có thể rèn thành các lá mỏng với độ dày cỡ 100 nm (1/250.000 inch). Tương tự như platin, nó sẽ phát triển một lớp gỉ mờ theo thời gian. Tuy nhiên, không giống như platin, paladi bị đổi màu ở các nhiệt độ cao trong quá trình hàn, nó trở nên cứng hơn khi bị nung nóng và làm nguội lặp đi lặp lại và sẽ phản ứng với các axít mạnh.

Nó cũng có thể được dùng để thay thế cho niken trong sản xuất vàng trắng. Paladi là một trong số ba kim loại hay được sử dụng nhất để tạo hợp kim với vàng trong sản xuất vàng trắng. (Niken và bạc cũng có thể được dùng) Hợp kim paladi-vàng đắt tiền hơn so với hợp kim 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 chiến lược của nhà nước trong thời gian diễn ra Đại chiến thế giới lần thứ hai, nhiều vật dụng kim hoàn được làm bằng paladi. Gần đây, như vào tháng 9 năm 2001, paladi là đắt tiền hơn platin và ít sử dụng trong kim hoàn cũng như do các rào cản kỹ thuật trong đúc khuôn. Tuy nhiên, các vấn đề đúc đã được giải quyết và việc sử dụng nó trong ngành kim hoàn đã tăng lên do giá của platin lại tăng và giá của paladi lại giảm.

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.

Nhiếp ảnh

Bài chi tiết: In paladi

Với công nghệ in ấn in platin, các nhà nhiếp ảnh có thể tạo ra các bản in đen trắng mang tính nghệ thuật cao bằng cách sử dụng các muối platin hay paladi. Thông thường được dùng cùng với platin, paladi là một thay thế cho bạc.

Nghệ thuật

Bài chi tiết: In paladi

Các lá paladi là một trong vài sự thay thế cho các lá bạc được dùng trong các bản thảo viết tay trang kim (sơn son thiếp vàng). Việc sử dụng các lá bạc gây ra một số vấn đề do khuynh hướng bị xỉn màu của nó. Các lá nhôm là sự thay thế không đắt tiền, tuy nhiên nhôm khó gia công hơn nhiều so với vàng hay bạc và tạo ra các kết quả ít tối ưu hơn khi sử dụng các kỹ thuật tạo lá kim loại truyền thống và vì thế các lá paladi được coi là sự thay thế tốt nhất mặc dù giá thành khá cao của nó. Các lá platin cũng có thể dùng để tạo ra các hiệu ứng tương tự như các lá paladi, nhưng nó khó kiếm hơn.

Xem thêm


  • Kim loại quý
  • Hợp chất paladi
  • Platin
  • Bảng tuần hoàn

Check Also
Close
Back to top button