Палладий — это вязкий ковкий металл серебристого цвета. Он относится к платиновой группе, по свойствам ближе к серебру. Этот металл довольно пластичный, поэтому его можно раскатать в фольгу или вытянуть в тонкую проволоку. Это и другие интересные свойства, к примеру, невысокая цена, делают его весьма популярным материалом в ювелирной промышленности.
Открытие нового серебра
Палладий был открыт учёным Уильямом Волластоном в 1803 году. Он совместно со своим коллегой Смитсоном Теннантом изучал свойства платины, растворённой в так называемой царской водке — смеси концентрированных азотной и соляной кислот. Целью их исследования было нахождение практической ценности платины, но все обернулось обнаружением родия и палладия Волластаном и иридия и осмия Теннантом.
В отличие от Теннанта, Волластон не сразу объявил о своём открытии, а сделал это весьма оригинальным способом: в апреле 1803 года он разослал членам научного сообщества в Лондоне листовки с описанием свойств «нового серебра» и указал, что купить его можно только в известном магазине по продаже минералов. Владелец магазина, Джекоб Форстер, в тот же день получил посылку с образцами металла и такую же листовку.
Конечно, всё это было сделано анонимно, поэтому вызвало большие подозрения у учёных. Они немедленно купили палладий, чтобы провести его исследования и разоблачить подделку, однако особым успехом это не увенчалось. Химик Ричард Ченевикс, проведя множество опытов при поддержке именитых учёных того времени, предположил, что это не новый металл, а сплав платины с ртутью. Многие коллеги поддержали его, хотя и отмечали, что не обнаружили в составе ни платины, ни ртути.
В декабре того же года, когда интерес к новому серебру начал угасать, в одном научном журнале было опубликовано анонимное объявление о том, что тому, кто сможет выделить палладий в присутствии любых трёх химиков, назначенных редактором журнала, будет выплачено 20 фунтов. Однако никто не смог этого сделать.
В июне следующего года Волластон опубликовал доклад об открытии родия, который содержится в природной платине. Он отметил, что в ней же, вероятно, есть и палладий. А в феврале 1805 он, наконец, поведал научному сообществу о том, что именно он был автором тех анонимных листовок.
Способы добычи
Чаще всего палладий добывают не в чистом виде, а в составе сплавов с золотом, никелем, платиной или другими металлами. Палладиевые самородки встречаются крайне редко. Есть два вида месторождений:
- коренные;
- россыпные.
На коренных он добывается при обработке медных или никелевых руд, на россыпных — в чистом виде, но они занимают только 2% от общего количества добытого. Чаще всего самородки находят на местах добычи руды.
Одно из крупнейших мест добычи находится на территории России, другие в США, ЮАР, Австрии, Канаде и Колумбии. Российское месторождение — на Урале, на настоящий момент его ресурсы практически исчерпаны.
Свойства металла
Палладий — химический элемент, в периодической таблице Менделеева он находится на 46 позиции. Относится к благородным металлам, хотя используется не только в ювелирном деле, но и в промышленности. В природе состоит из шести стабильных изотопов, седьмой, искусственный радиоактивный изотоп, имеет период полураспада более семи миллионов лет. Может образовываться при делении ядер урана и плутония в ядерных реакторах.
Температура плавления палладия равна 1554 градусам Цельсия, плотность — 12г/см3. Он примерно в полтора раза тяжелее железа, но среди металлов своего ряда (платины, иридия и осмия) легче всех почти в два раза. По сравнению с этими металлами, он и обрабатывается гораздо легче — именно поэтому высоко ценится в ювелирном деле.
Выглядит палладий как металл серебристо-белого цвета. Он плотный, устойчив к коррозии и является парамагнетиком. Даже при добавлении 1% значительно улучшает устойчивость титана к кислотам. Это явление учёные навали самопассивацией (самозащитой) металлов: если в сплавы на основе титана, хрома, свинца или железа ввести даже небольшую дозу благородных металлов, то их коррозиестойкость повышается в десятки и даже сотни раз.
Палладий — самый химически активный металл из платиновых. Он не вступает в реакцию с водой, разбавленными щелочами, кислотами и аммиаком, реагирует только с горячими концентрированными серной и азотной кислотами.
Его исключительные химические свойства связаны с тем, что на внешней орбите его атома находятся 18 электронов, то есть она полностью заполнена. Благодаря этому металл почти не подвергается внешнему разрушительному воздействию различных веществ. Для того чтобы они вступили во взаимодействие, нужно обеспечить высокую температуру — от 500 градусов по Цельсию.
Ещё одно интересное свойство палладия в том, что он способен поглощать некоторые газы в большом количестве. При комнатной температуре 1 см³ металла может поглотить до 800 см³ водорода. После такого металл изменяется: он вспучивается, трескается и разбухает. Получают металл при переработке серебра, никеля и меди. Около 10% мирового производства получают из переработки вторсырья.
Применение в разных областях
Из-за своих исключительных свойств палладий широко применяется в различных областях жизни. Его можно встретить во многих повседневных вещах:
телефонах;- компьютерах;
- в сплавах ювелирных изделий;
- радиодеталях;
- в памятных монетах.
Наиболее широко применяется в промышленности. Его используют для очищения водорода, в качестве катализатора (например, для обнаружения угарного газа в микроколичестве), и в электронике.
В медицине использование металла очень широкое: из него делают инструменты, зубные протезы, детали для кардиостимуляторов и проведения брахитерапии. В некоторых странах из него получают противоопухолевые препараты, использующиеся в комплексной терапии.
В ювелирном деле палладий используют для создания белого золота. Даже при добавлении 1−2% обычное золото приобретает белый цвет. В 585 пробе содержится обычно 13% палладия. Такой сплав подходит для оправы драгоценных камней лучше всего. При добавлении в платину он делает её более пластичной.
В чистом виде палладий слишком мягкий, поэтому применяется только в сплавах. Это только улучшает свойства основного металла: он становится более устойчивым к внешним воздействиям, легче поддаётся полировке. При получении белого золота палладий даёт белый оттенок, в то время как никель — желтоватый, а родий — голубизну.
Если для изготовления украшения используют именно палладий, то это не чистый металл, а с примесью никеля, кобальта или рутения (остальные используются гораздо реже). В России для палладия установлены пробы 500, 850 и 950.
Последняя используется для изготовления обручальных колец. По внешнему виду они не отличаются от изделий из белого золота, но имеют неоспоримое преимущество: белое золото покрывают родием, чтобы оно не теряло цвет, а палладиевые этого не требуют. Родий с золота стирается из-за постоянной носки и контакта с руками, поэтому периодически украшения придётся носить в ювелирную мастерскую на дополнительное родирование, а палладий будет сохранять свой обычный цвет всегда.
В электронике палладий применяют для покрытий и производства реохордов, применяют в производстве военно-аэрокосмической техники. Также с ним изготавливают специальный состав, который наносится на детали и защищает их от негативного внешнего воздействия и окисления. Палладий есть в составе материнских плат и керамических конденсаторов.
Палладий в ювелирных изделиях: фотогалерея
Загрузка...
