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Palladio

Generale
Nome, Simbolo, N° AtomicoPalladio, Pd, 46
Serie chimicametalli di transizione
Gruppo, Periodo, Blocco10, 5, d
Densità, Durezza12023 kg/m3, 4,75
Coloreargenteo, metallico
Proprietà atomiche
Peso atomico106,42amu
Raggio atomico140 (169) pm
Raggio covalente131 pm
Raggio di van der Waals163 pm
Configurazione elettronica[Kr]4d104d10
e- per livello energetico2, 8, 18, 18, 0
Stato di ossidazione±1 (basico)
Struttura cristallinaCubica facce centrate
Proprietà fisiche
Stato di aggregazionesolido
Punto di fusione1828,05 K, 1154,9°C)
Punto di ebollizione3236 K , (2963 °C)
Volume molare8,56 ×10-6 m3/mol
Calore di vaporizzazione357 kJ/mol
Calore di fusione17,6 kJ/mol
Pressione del vapore1,33 Pa a 1825 K
Velocità del suono3070 m/s a 293,15 K
Varie
Elettronegatività2,20
Calore specifico244 J/(kg*K)
Conducibilità elettrica9,5 ×106/m ohm
Conducibilità termica71,8 W/(m*K)
Prima energia di ionizzazione804,4 kJ/mol
Seconda energia di ionizzazione1870 kJ/mol
Terza energia di ionizzazione3177 kJ/mol
Isotopi stabili
isoNATDDMDEDP
102Pd1,02%Pd è stabile con 56 neutroni
104Pd11,14%Pd è stabile con 58 neutroni
105Pd22,33%Pd è stabile con 59 neutroni
106Pd27,33%Pd è stabile con 60 neutroni
107Pdsint.6,5 ×10>6anniβ-0,033107Ag
108Pd26,46%Pd è stabile con 62 neutroni
110Pd11,72%Pd è stabile con 64 neutroni
iso = isotopo
NA = abbondanza in natura
TD = tempo di dimezzamento
DM = modalità di decadimento
DE = energia di decadimento in MeV
DP = prodotto del decadimento

Il palladio è l'elemento chimico di numero atomico 46. Il suo simbolo è Pd.

E' un metallo raro, di aspetto bianco-argenteo, del gruppo del platino a cui somiglia anche chimicamente: viene estratto principalmente da alcuni minerali di rame e nichel. I suoi usi più comuni sono nell'industria, come catalizzatore, e in gioielleria.

=Caratteristiche= Il palladio non si ossida all'aria ed è l'elemento meno denso e con il punto di fusione più basso di tutto il gruppo del platino. E' tenero e duttile dopo ricottura, ma aumenta molto la sua resistenza e durezza se viene lavorato a freddo (incrudito). Viene attaccato dagli acidi nitrico e cloridrico, ma resiste a quello idrocloridrico. Inoltre non reagisce con l'ossigeno a temperatura ambiente.

Questo metallo è inoltre estremamente permeabile all'idrogeno: può assorbire fino a 900 volte il suo volume in idrogeno a temperatura ambiente. Si pensa che questo possa accadere grazie al formarsi di idruro di palladio (Pd2H), ma non è chiaro se tale composto si formi realmente o sia solo un'associazione temporanea. Gli stati di ossidazione più comuni del Palladio sono +2, +3 e +4. Di recente sono stati sintetizzati composti del Palladio in cui tale elemento assume stato di ossidazione +6.

=Applicazioni=

Finemente suddiviso in polvere, il palladio è un ottimo catalizzatore, usato per accelerare reazioni di idrogenazione e deidrogenazione, come nell'industria del petrolio. Altri usi:

  • L'oro bianco è una lega d'oro e palladio, aggiunto per decolorare l'oro;
  • Come l'oro il palladio può essere ridotto in foglia, con spessori fino a 0,1 micron;
  • L'idrogeno (e solo l'idrogeno) diffonde facilmente attraverso una membrana di palladio: per questo motivo si usa per purificare questo gas.
  • I sistemi di commutazione per telecomunicazioni usano palladio.
  • Il palladio è usato inoltre in odontoiatria per i perni, che sono una lega di titanio, oro e palladio, e in orologeria;
  • nelle candele per i motori a scoppio aeronautici;
  • per strumenti chirurgici e contatti elettrici.

=Storia=

Il palladio fu scoperto da William Hyde Wollaston nel 1803. Lo battezzò così in onore dell'asteroide Pallas, scoperto due anni prima.

Wollaston trovò il 46º elemento in un minerale grezzo di platino proveniente dal Sudamerica: dissolse il minerale in acqua regia, neutralizzò poi la soluzione con idrossido di sodio e la trattò con cloruro d'ammonio facendo precipitare il platino sotto forma di cloroplatinato d'ammonio. Aggiungendo poi cianuro di mercurio al liquido rimanente formò cianuro di palladio, che riscaldò per eliminare il cianuro e ottenere palladio metallico.

Il cloruro di palladio veniva prescritto in passato come cura per la tubercolosi in dosi di 0.065 grammi al giorno (circa 1 mg per kg di peso corporeo). Questo trattamento non aveva grossi effetti collaterali ma venne sostituito più tardi da medicine più efficaci.

L'elemento palladio ha giocato un ruolo essenziale nell'esperimento di Martin Fleischmann e Stanley Pons, noto anche come fusione fredda.

=Reperibilità=

Il palladio si trova come metallo libero o in lega con platino, oro e altri metalli del gruppo del platino, in depositi alluvionali negli Urali, in Australia, Etiopia, Nord e Sudamerica; tuttavia la sua produzione commerciale viene per la maggior parte da depositi di rame-nichel in Sudafrica e nell'Ontario: anche se la sua concentrazione in quei minerali è molto bassa, il grande volume processato rende conveniente l'estrazione.

=Isotopi=

In natura il palladio è presente in sei isotopi. I più stabili sono il Pd-107 con un tempo di dimezzamento di 6.5 milioni di anni, il Pd-103 con 17 giorni e il Pd-100 con 3.63 giorni. Sono stati osservati o creati altri diciotto radioisotopi con pesi atomici variabili da 92.936 u (Pd-93) a 119.924 u (Pd-120). La maggior parte di questi ha tempi di dimezzamento minori di mezz'ora a parte il Pd-101 (tempo di dimezzamento: 8,47 ore), il Pd-109 (tempo di dimezzamento: 13,7 ore), e il Pd-112 (tempo di dimezzamento: 21 ore).

Il tipo di decadimento principale prima dell'isotopo stabile più abbondante, il Pd-106, è per cattura K seguita da decadimento beta. Il principale prodotto di decadimento prima del Pd-106 è il rodio e subito dopo l'argento.

L'isotopo radioattivo Ag-107 è un prodotto di decadimento del Pd-107 e fu scoperto nel meteorite di Santa Clara in California, nel 1978. Gli scopritori ipotizzarono che la coalescenza e la differenziazione dei piccoli pianeti con nucleo di ferro poteva essere avvenuta una decina di milioni di anni dopo un evento di nucleosintesi. Le correlazioni fra Pd-107 e argento osservati in corpi celesti che sono chiaramente stati fusi dall'accrescimento del sistema solare riflette probabilmente l'esistenza di radionuclidi a breve vita nei primi tempi del sistema solare.


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