Иван Алексеев - Металлы драгоценные

Атомная масса палладия 106,42, плотность 12,02 г/см3.

Коэффициент линейного расширения при повышении температуры на 1 °C в интервале температур от 0 до 100 °C составляет 0,0000119.

Крепость по Заксу составляет 21 кгс/мм2 при поперечном сжатии около 90 %.

Обрабатываемость палладия аналогична обрабатываемости платины, хотя палладий склонен к горячеломкости. Крепость чистого палладия при протяжке возрастает до 38 кгс/мм2. Растворенный водород делает палладий хладноломким и более твердым.

Плавка палладия производится в пламени гремучего газа. Перед отливкой его выдерживают в пламени водорода и отливку в изложницы также производят в пламени водорода. В ряду напряжений палладий находится ниже водорода.

Электросопротивление при О °С составляет 0,219 мОм/см3.

Скрытая теплота плавления палладия при 550 °C составляет 151,95 Дж/г.

Сопротивление проволоки палладия площадью сечения 1 мг и длиной 1 м при 20 °C равно 0,110 Ом.

Твердость палладия по шкале Мооса 4,8, по Бринеллю: отожженного 49, литого 52, наклепанного 100.

Температура плавления палладия 1552 °C.

Температура кипения до 3170 °C.

Удельное количество теплоты твердого палладия в интервале температур от 0 до 1265 °С составляет 0,2988 Дж/г, жидкого 0,3793 Дж/г.

По химической стойкости палладий уступает другим металлам платиновой группы; он растворим в азотной и горячей серной кислотах, а также в «царской водке». На воздухе при нормальной температуре палладий не окисляется, устойчив к влажной среде. При нагревании до 860 °C окисляется, причем с повышением температуры оксид разлагается и металл снова светлеет,

Сплавы палладия существуют почти в 30 видах: палладий-водород, палладий-цинк, палладий-фосфор, палладий-висмут и т. д.

Где есть палладий и сколько его? Известно, что содержание палладия в земной коре, как и других металлов платиновой группы, очень невелико – всего 5- 10-5%. Не выручает и то, что палладий есть на других небесных телах, о чем свидетельствует состав их обломков, упавших на землю: так, в железных метеоритах на 1 т вещества приходится до 7,7 г палладия, в каменных – до 3,5 г. Ученые обнаружили, что этот металл есть и на Солнце, но по понятным причинам данная информация просто любопытна и практического значения пока не имеет.

Возвращаясь на землю, отметим, что в отличие от других платиноидов палладий, как и сама платина, встречается в самородном состоянии. Как правило, при этом он содержит примеси платины, иридия, золота, серебра. Нередко палладий и сам находится в природе в виде примеси к самородной платине или золоту.

Поскольку россыпные месторождения палладия довольно редки, основным сырьем для его получения служат сырая платина, сульфидные руды никеля и меди, шламы никелевого производства.

Основные запасы металла находятся в России, Южной Африке, Северной Америке. В нашей стране палладий был найден и добыт еще в первой половине XIX в. По этому случаю в 1843 г, была выпущена памятная медаль с надписью: «Первый палладий из уральской платины». Сейчас Россия – самый крупный поставщик палладия: на ее долю приходится более 60 % его мировой добычи.

От катализаторов до канцтоваров

Понятно, что все варианты применения любого металла определяются его свойствами. Палладий в этом смысле не исключение.

Ювелиры достаточно быстро освоили палладий: он легко обрабатывается даже при комнатной температуре, красив, отлично полируется, не тускнеет и не корродирует – все говорит о том, чтобы брать его в работу. К тому же он хорошо показал себя в сплавах, придающих ювелирным изделиям особые внешние и физические свойства.

Состав ювелирных сплавов, содержащих палладий и применяющихся в Европе (%), приведен ниже.

Кроме ювелирной отрасли, достаточно давно – с XIX в. – палладий используется для изготовления памятных монет, орденов, медалей,

Однако не всегда быстро удается найти область применения для того или иного свойства металла. Палладий не сразу стал использоваться как нейтрализатор отработанных газов автомобилей – для этого автомобили должны были широко войти в нашу жизнь и так остро поставить проблему выхлопов, что мы стали с ними бороться, не жалея даже драгоценных металлов. И на сегодняшний день борьба за чистый воздух – самая главная работа для палладия, сюда идет его основная масса.

Потребление палладия, основанное на уникальных физических и химических свойствах, за последние годы значительно выросло и оказалось сосредоточенным в ограниченном секторе промышленного производства. Палладий на 90–95 % используется для производства автокатализаторов, стоматологических и других медицинских материалов, в электронной и химической промышленности.

Приведем некоторые детали, иллюстрирующие вышесказанное.

Палладий – один из самых эффективных катализаторов. Исследованиями ряда авторов установлено, что в производстве азотной кислоты наилучшими катализаторами являются изготовленные из сплавов платины с 7-10 % родия или 20 % палладия.

С помощью мембранных палладиевых катализаторов из нефтяного сырья и попутных газов можно получать сверхчистый водород, необходимый, например, для производства полупроводников и особо чистых металлов.

Палладий применяется в качестве катализатора при лабораторных химических исследованиях (восстановление нитробензола в анилин, гидрогенизация при помощи коллоидного палладия и др.).

Палладий оказывает благотворное воздействие на другие металлы, либо придавая им особый внешний вид (при добавлении его к золоту желтый металл становится белым, на который есть хороший спрос), либо усиливая их свойства, что позволяет им выполнять новые функции. Например, известно, что титан химически весьма устойчивый металл; это ценное качество можно резко усилить, добавив менее 1 % палладия. За год пребывания в соляной кислоте пластинка чистого титана становится тоньше на 19 мм, а из сплава с палладием – всего на 0,1 мм, поэтому из такого сплава изготовляют аппаратуру для химической, атомной, нефтяной промышленности.

Ученые доказали, что если в сплавы на основе титана, железа, хрома или свинца ввести буквально микродозы благо родных металлов – палладия, рутения, платины, то стойкость сплавов против коррозии повышается в сотни и тысячи раз

Сплавы палладия широко применяются для изготовления отдельных частей медицинских приборов, игл, шприцев, наконечников и т, д. Ниже приведены составы сплавов, используемых в производстве медицинских игл (%),

Палладий применяют в качестве катализатора при получении синтетического аммиака, синтезе лекарственных препаратов, например антималярийных, а также при гидрогенизации жиров, где благодаря присутствию Pd можно вести процесс при более низкой температуре, чем в присутствии других катализаторов.