Как отделить палладий от металла на контактах


Аффинаж палладия с помощью аммиака в домашних условиях

Аффинаж палладия позволяет извлечь чистый материал, который в естественных условиях встречается крайне редко, основным его источником служат никелевые руды. В процессе могут быть задействованы кислород и соляная кислота, в промышленных условиях для этого применяют опасные химические смеси.

Общие сведения и область применения материала

Востребованность палладия объясняется его особыми химическими и физическими характеристиками:

  • вещество устойчиво перед влиянием щелочей и влаги;
  • материал не боится воздействия аммиака;
  • металл обладает высокой температурой плавления;
  • вещество проявляет оптимальную электропроводность.

Так как субстанция реагирует на воздействие концентрированной азотной кислоты, с ее помощью чаще всего и проводят аффинаж палладия. Металл нашел широкое применение в следующих отраслях:

  • для выведения примесей из водорода методом глубокой очистки;
  • для производства электрических контактов, которые в составе микросхем и приборов активно применяются в аэрокосмической и военной отраслях. Здесь ценится высокая износостойкость материала;
  • в медицине – для производства зубных протезов и всевозможных узкопрофильных приборов;
  • в гальванотехнике востребован палладиевый хлорид, он необходим для металлизации диэлектриков – это одна из стадий изготовления электрических плат;
  • с помощью катализаторов на основе палладия выявляют даже минимальное присутствие в воздухе угарного газа, осуществляют крекинг нефти;
  • введение этого металла в золото способствует изменению цвета сплава, методика активно используется в ювелирной нише.
Палладий используется в медицине

Палладий востребован при производстве измерительного оборудования, так как он исключает вероятность возникновения поверхностной коррозии, данное свойство актуально при проектировании химической аппаратуры. Палладиевое напыление на электрических контактах предотвращает эффект искрения.

Методы аффинажа палладия

Практикуются следующие методы извлечения драгметалла:

  • мокрый,
  • электролитический,
  • сухой.

Восстановление палладия обычно осуществляют посредством электролиза: на катоде происходит осаждение искомого металла, вспомогательные примеси отсеиваются в форме шлама. Подобная операция осуществляется с помощью высококонцентрированной серной кислоты, здесь она выполняет функцию электролита. В качества катода можно взять свинец, анодом послужит непосредственно электродеталь, из которой планируется получить чистый элемент. В рассматриваемом случае латунно-медный сплав не подвергается воздействию, для очищения образующегося палладия с примесями используют соляно-азотную кислоту.

Главным достоинством электролитического способа аффинажа признается низкая себестоимость, в результате образуется материал с высокой степенью очистки. Метод позволяет создать благоприятные условия труда и способствует извлечению палладия в виде продуктов распада.

Сущность мокрого способа заключается в использовании царской водки – смеси соляной и азотной кислот. В ней растворяют металлы платиновой группы, в том числе и палладий, из образовавшейся субстанции ценные материалы извлекают с применением реактивов, таких как сахар, аммиак, хлористый аммоний. Если искомый материал содержится в сплаве серебра, в качестве реагента будет задействована азотная кислота.

При мокром методе царскую водку разбавляют дистиллированной водой, раствор должен «дойти» в течение суток. Это время необходимо для образования осадка на дне – хлорида серебра, его впоследствии фильтруют. Восстановление палладия происходит с помощью аммиака – его вводят в емкость с раствором и оставляют на несколько дней. Золотую смесь также нужно отфильтровать, в качестве восстановителя здесь используют цинк.

Небольшое количество добавляют в палладиевый раствор, в результате образуется осадок характерного желто-оранжевого цвета. Выждав некоторое время, осадок фильтруют, высушивают и нагревают до 500°, чтобы обеспечить прокаливание субстанции. В итоге выделяется чистый материал порошкообразной консистенции.

Чистый драгметалл нельзя получить, используя сухой способ аффинажа, потому что в ходе очищения от серебряных и золотых примесей искомый элемент не отсеивается. Отделяется лишь свинец, так как он отслаивается от серебра и на открытом воздухе окисляется. В данном аспекте будут бесполезны все доступные в быту виды катализов.

Детали, содержащие металл

Извлечение материала в домашних условиях может преследовать 2 цели: использование чистого палладия в качестве катализатора или дальнейшая перепродажа. Металл имеет тенденцию к постоянному увеличению стоимости, если есть доступ к достаточному объему исходных компонентов, можно получить немалую прибыль с его продажи.

Извлечение материала в домашних условиях проводится для использование чистого палладия в качестве катализатора

Чаще всего элемент добывают из радиодеталей и разнообразных компонентов, входящих в «начинку» современной электроники. Такие изделия содержат искомый металл в составе сплавов – серебряных, платиновых, золотых и прочих. Крайне редко можно встретить палладий в технике в чистом виде.

В быту в качестве исходных материалов умельцы применяют радиодетали, так как разработчики подобной техники активно используют палладий в составе сплавов: они закладываются в основу микросхем с расчетом на существенное увеличение их эксплуатационного срока. Для извлечения металла можно использовать конденсаторы КМ, в которых элемент встречается как один из «участников» платинового сплава.

Металл может содержаться и в конденсаторах других видов, используемых в иностранных, российских и советских радиодеталях. Здесь нужно помнить, что концентрация исходных веществ в сплавах напрямую зависит от сущности электросхемы и предполагаемых условий ее эксплуатации. Очень редко можно найти драгоценный элемент в транзисторах, даже если он и применяется, его содержание будет ничтожным. В связи с чем нецелесообразно привлекать транзисторы к аффинажу.

Визуально палладий очень похож на платину и серебро, все эти металлы обладают близким светло-серым оттенком. Даже опытные специалисты не всегда могут их отличить «на глаз». Чтобы отделить материалы, нужно использовать подогретую азотную кислоту – она не образует реакцию с платиной. Но нужно иметь в виду, что последняя активно растворяется в разогретой царской водке.

Чтобы извлечь металл из пробирного камня, выполняют следующие действия:

  1. На поверхности пробирного камня формируют царапину, с нажимом проведя по нему заостренной гранью металлического образца.
  2. Подготавливают смесь из йода и раствора калия 10%, ее соединяют с соляной и азотной кислотами.
  3. Покрывают царапину химической смесью.

Сформировавшееся на поверхности красно-коричневое пятно свидетельствует о присутствии платины.

Так как аффинаж подразумевает приобретение дорогостоящих вспомогательных веществ и устойчивых емкостей, целесообразно сначала подготовить как можно больше исходных материалов, содержащих палладий. Его совсем немного в современных электродеталях, наибольшим потенциалом в этом отношении обладают керамические конденсаторы КМ с маркировкой от 3 до 6. КМ встречаются в советской электронике по типу аналоговой техники, генераторов, осциллографов, измерительных приборов.

Технологии извлечения палладия в домашних условиях

В быту можно осуществить не только электролитические, но и последовательные химические процессы.

Для аффинажа палладия понадобиться серная кислота

В первом случае понадобится серная кислота максимальной концентрации, на нее возлагаются функции электролита. Непосредственно анодом будет служить радиодеталь, содержащая палладий, а катод здесь – обычный свинец. В результате электролиза образуется палладий, насыщенный примесями, для выведения последних применяется соляно-азотная кислота. Первым шагом становится подача напряжения в пределах 11-13 вольт на емкость, в которую залит электролит. Электрический ток вызывает формирование в резервуаре хлопьев либо порошка – это и есть палладий.

Использование для аффинажа химических реакций сложнее и опаснее первого метода, здесь исходные реагенты необходимо подбирать в соответствии с составом сплава. Например, чтобы отделить золото и серебро, поможет аммиак, а также смеси и в чистом виде соляная и азотная кислоты. Химическая реакция может спровоцировать выделение опасных для здоровья летучих веществ, поэтому в процессе важно использовать средства индивидуальной защиты, проводить все манипуляции в вентилируемом пространстве.

Чтобы извлечь палладий из золотого сплава, электродеталь или другую исходную заготовку погружают в царскую водку. Реагентом для палладиево-серебряного материала послужит азотная кислота. Царскую водку – смесь соляной и азотной кислот – далее нужно разбавить дистиллированной водой и подождать до 24 часов, чтобы металлы успели расщепиться. Хлорид серебра – хлопьевидный осадок – подвергается механической фильтрации.

В составе остается золото, чтобы очистить от него палладий, раствор обогащают аммиаком и выдерживают до 48 часов, по истечении которых можно отфильтровать золотой осадок. Последний в отдельной емкости соединяют с цинком, чтобы извлечь драгоценный металл. В палладиевый фильтрат добавляют соляную кислоту в небольшом количестве, чтобы образовался желтоватый осадок, его фильтруют, прокаливают до состояния порошка – это и есть чистый палладий.

В более удобных с технической точки зрения условиях и в промышленности для аффинажа используют реактив Чугаева, он особенно эффективен в отношении золотых сплавов, встречающихся в виде зубных протезов, ювелирных изделий.

Чтобы получить реактив, нужно поместить в металлический резервуар 1 л спирта. Его подогревают и обогащают раствором диметилглиоксима в количестве 50-55 г и оставляют до полного остывания. В емкости формируется осадок – реактив Чугаева. Исходные материалы, в которых присутствует палладий, заливают азотной кислотой и прогревают. Для выведения из состава серебряных примесей используют соляную кислоту: раствор, вступая в реакцию с ней, выпадает белым творожистым осадком.

Следующим этапом становится выпаривание спирта с планомерным доливанием соляной кислоты. Образуется бурый сироп, его нужно соединить с реактивом Чугаева и дистиллированной водой. Запускается химический процесс с образованием в итоге осадка сочно-желтого цвета. Его нужно отфильтровать, высушить и прокалить до порошкообразного состояния.

В электродеталях палладий предлагается в виде соединений с вольфрамом, медью, золотом, серебром, платиной. В зависимости от особенностей сплава подбирается метод извлечения элемента, успешность результата во многом зависит от наличия в арсенале высококонцентрированных кислот.

Метод извлечения элементов палладия - Технология глубоких подземных горных работ

ПАЛЛАДИЙ:

Более 80% добычи металлического палладия на руднике Стиллуотер автоматизировано. Затраты на механизированную добычу полезных ископаемых примерно на 40% меньше, чем у немеханизированных традиционных методов добычи. Основная часть руды, добываемой на руднике Стиллуотер, образуется в результате механизированной выемки с рампы и выемки. Также используются другие методы механизированной добычи - остановка на нижнем уровне.В районах, где Риф ограничен, Stillwater Mining использует более разборчивые; менее производительный метод добычи слякоти и насыпи для извлечения руды.

Техника укладки и насыпи начинается с параллельного забоя или стадии изготовления и включает использование ручных или механизированных буров для вскрытия и погрузочно-разгрузочного оборудования (LHD) для извлечения руды с использованием аппарели. Подъем забоя осуществляется с шагом 9 футов, при котором земля ненормально поддерживается анкерными болтами и дополнительными материалами.После того, как забой был извлечен, забой засыпается просоченной породой и песком, чтобы превратиться в пол для следующего горизонтального забоя, продвигаясь вверх с 10-футовыми увеличениями.

На некоторых рудниках используется дополнительный метод глубокой выемки и насыпи для извлечения руды из тонких участков рифов. В областях с конусообразной рудой, ширина которых составляет 6 футов или меньше, высокоскоростное оборудование не может естественным образом проникнуть на риф для извлечения руды без чрезмерного разбавления.Разбавление - это количество расточенной породы, не нарушенной рудой.

Эффективная технология для горняков заключается в использовании глушителя, который представляет собой электрическое устройство с 48-дюймовым контейнером-скребком для удаления руды из забоя. Ковш прикреплен к тросу, прикрепленному к поверхности забоя. Механизм расположен в задней части желоба для руды и вытягивает контейнер вперед, загружая его рудой.

КАК ПОЛУЧАТЬ ПАЛЛАДИЙ?

Палладий обычно относится к металлам платиновой группы (МПГ).Крупнейшими источниками МПГ являются вулканический комплекс Бушвельд в Южной Африке и комплекс Стиллуотер в Монтане. Это редкий элемент, который встречается вместе с месторождениями платины, никеля, меди, серебра и золота и, следовательно, получается как побочный продукт добычи этих металлов, то есть МПГ.
Палладий был открыт в 1803 году в Лондоне английским химиком Уильямом Х. Волластоном. Он экспериментировал с остатками платины после растворения ее в царской водке, которая представляет собой концентрированный раствор соляной и азотной кислот.После серии химических реакций и затем нагревания цианида палладия Волластон смог наконец извлечь металлический палладий.

ДОБЫЧА И ОБРАБОТКА:

Добыча палладия - очень сложный процесс из-за того, что палладий так разбросан под землей и в шахтах и ​​требует использования методов механической экстракции, что упрощает процесс и значительно облегчает переход к более низким порциям. земной коры.Поскольку в верхних частях залегают запасы, которые истощаются, горнякам приходится копать все глубже и глубже, чтобы найти больше палладия. Большая часть палладия смешана и связана с другими металлами, такими как золото, платина, медь и цинк, что требует процесса экстракции с последующим разделением. Традиционные методы рафинирования используются для разделения одинаковых металлов вместе. Промышленная добыча палладия осуществляется на медно-никелевых месторождениях Канады и Южной Африки.

ПРОИЗВОДСТВО ПАЛЛАДИЯ:

Поскольку палладий входит в группу металлов, он производится из остатков / остатков, оставшихся при производстве другого металла, в основном никеля.Химическое различие металлов учитывается в процессе их разделения.

Во-первых, остаток растворяется в царской водке, что позволяет всем металлам образовывать нитраты. Если серебро присутствует, то оно отделяется с образованием хлорида серебра. Когда в смесь добавляются различные виды элементов, в конечном итоге все элементы разделяются. В этом процессе металлы, такие как сульфат родия, рутений, осмий, палладий и другие, извлекаются из остатка и собираются для коммерческого использования.

Добыча:

Палладий извлекается из платиновых руд после удаления платины и золота. Металл сначала превращается в хлорид палладия (PdCl 2 ), а затем очищается до чистого палладия.

Заявки:

Палладий используется в различных областях. Некоторые из них перечислены ниже:

Катализ:

Палладий можно тонко разделить на углерод, чтобы получить универсальный катализатор.Играя роль катализатора, он может ускорить гидрирование и крекинг нефти. Палладий, диспергированный на проводящем материале, может оказаться очень хорошим электрокатализатором для окисления первичных спиртов. В качестве гомогенного катализатора может использоваться для высокоселективных химических превращений.

Ювелирные изделия:

Будучи драгоценным металлом, палладий применялся в ювелирном деле с 1930-х годов в качестве альтернативы платине для изготовления белого золота из-за его естественного белого цвета.Поскольку палладий легче платины и похож на золото, его можно получить толщиной 100 нм.

Белое золото получают в виде сплава золота с одним из трех металлов: никелем, серебром и палладием. Сплав палладия и золота более дорогой по сравнению с никелем и золотом, но это редко может вызвать аллергическую реакцию. Из-за постоянного роста цен на золото и платину палладий в последние годы используется в качестве основного металла в ювелирном производстве.

Электроника:

Наибольшее применение палладий в электронике - это производство конденсаторов, в которых палладий используется в качестве электрода.Он также иногда легирован никелем и используется в покрытии разъемов в бытовой электронике.

ЛУЧШИЕ СТРАНЫ-ПРОИЗВОДИТЕЛИ ПАЛЛАДИЯ:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАЛЛАДИЯ:

  • Палладий в основном играет две основные роли: как катализатор и в производстве ювелирных изделий и специальных сплавов.
  • Он используется в производстве основных химических веществ, таких как серная кислота (H 2 SO 4 ), которая используется в производстве бумаги и тканей.
  • Каталитические нейтрализаторы, используемые сегодня в автомобилях, могут содержать палладиевый катализатор.
  • Палладий используется для изготовления пружин для часов, хирургических инструментов, электрических контактов, зубных пломб и коронок.
  • Очистка водорода достигается за счет того, что водород легко проходит через нагретый палладий.
  • Используется для изготовления монет и астрономических зеркал.
  • Используется в стоматологии для изготовления колпачков, мостовидных протезов и коронок.
  • Он используется в радиоактивной форме для лечения рака.
  • Палладий используется для нанесения покрытий на электронные устройства, а также для печати фотографий.
  • Может также использоваться для фильтрации вредных веществ из грунтовых вод.

ГОДОВОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАЛЛАДИЯ:

ПРОИЗВОДСТВО ПАЛЛАДИЯ В МИРЕ:

Этот металл добывается как побочный продукт из других месторождений полезных ископаемых, таких как никель-медь и полярит.Россия является крупнейшим производителем палладия наряду с такими странами, как Южная Африка, Канада и США. Австралия также производит палладий в рамках небольшой добычи группы МПГ. Многие источники показывают, что одним из крупнейших рудников палладия в Соединенных Штатах является рудник Стиллуотер в Монтане, на который приходится значительная часть добычи палладия и никель-меди в Америке. В пятерку крупнейших стран-производителей палладия входят:

Рейтинг

Страна

Производство палладия (в метрических тоннах)

1

Россия

81

2

Южная Африка

78

3

Канада

19

4

США

13

5

Зимбабве

12

.

Палладий

Химический элемент палладий относится к переходным металлам. Он был открыт в 1803 году Уильямом Х. Волластоном.

Зона данных

Классификация: Палладий - переходный металл
Цвет: серебристо-белый
Атомный вес: 106,4
Состояние: цельный
Температура плавления: 1555 o C, 1828 K
Температура кипения: 2960 o C, 3233 K
Электронов: 46
Протонов: 46
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 60
Электронные оболочки: 2,8,18,18
Электронная конфигурация: [Кр] 4д 10
Плотность при 20 o C: 12.02 г / см 3
Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления,
реакций, соединений, радиусов, проводимости
Атомный объем: 8,9 см 3 / моль
Состав: кубических сантиметров (кубическая плотно упакованная)
Твердость: 4,8 МОС
Удельная теплоемкость 0,24 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 17.60 кДж моль -1
Теплота распыления 378 кДж моль -1
Теплота испарения 357,0 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 804,7 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1894 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 3177.2 кДж моль -1
Сродство к электрону 53,7 кДж моль -1
Минимальная степень окисления 0
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 4
Макс. общее окисление нет. 4
Электроотрицательность (шкала Полинга) 2,2
Объем поляризуемости 4.8 Å 3
Реакция с воздухом легкая с высоким содержанием, ⇒ PdO
Реакция с 15 M HNO 3 слабый ⇒ Pd (NO 3 ) 2
Реакция с 6 M HCl нет
Реакция с 6 М NaOH нет
Оксид (оксиды) PdO, PdO 2
Гидрид (-ы) PdH 2
Хлорид (ы) PdCl 2
Атомный радиус 137 вечера
Ионный радиус (1+ ион) 73 вечера
Ионный радиус (2+ ионов) 78 часов
Ионный радиус (3+ ионов) 90 вечера
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 71.8 Вт м -1 K -1
Электропроводность 10 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 1555 o C, 1828 K

Наноразмерное изображение поверхности металлического палладия. Изображение Ref. (1)

Открытие палладия

Доктор Дуг Стюарт

Палладий был открыт в 1803 году в Лондоне английским химиком Уильямом Х.Волластон (который в том же году открыл родий).

Он исследовал остатки платины после растворения ее в царской водке, концентрированном растворе соляной и азотной кислот. Затем он выделил палладий в серии химических реакций, наконец, нагревая цианид палладия для извлечения металлического палладия.

Волластон поделился своим открытием нетрадиционным образом. Он оставил некоторое количество металла для продажи торговцу минералами на Джеррард-стрит в Лондоне и анонимно разместил по всему городу рекламные листовки с описанием свойств нового металла.

Возникли подозрения по поводу этого необычного метода объявления, и Ричард Ченевикс, знаменитый в то время химик, объявил палладий сплавом платины и ртути. (2)

В ответ Волластон анонимно предложил вознаграждение в двадцать гиней любому, кто сможет искусственно производить палладий. На эти деньги никто никогда не претендовал.

В 1805 году Волластон говорил перед Лондонским королевским обществом о свойствах палладия и о том, как его можно выделить из платины.Он закончил свое выступление, открыв себя первооткрывателем палладия.

Он объяснил, что остался анонимным, чтобы у него было время, чтобы понять и объяснить все свойства металла, прежде чем указывать свое имя в учетной записи. (3)

Элемент назван в честь недавно открытого астероида Паллада. Название астероида относится к древнегреческой богине мудрости. (4)

Возможно, что ряд металлов Земли прибыл в результате столкновения астероидов и комет после того, как планета уже сформировалась, что объясняет, почему плотные металлы - палладий, золото и платина - доступны относительно близко к поверхности нашей планеты.Изображение НАСА.

Палладий обычно используется в качестве катализатора. Здесь он используется, чтобы катализировать восстановление диоксида углерода до монооксида углерода. Изображение предоставлено PNL.

Внешний вид и характеристики

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Палладий считается малотоксичным.

Характеристики:

Палладий - редкий блестящий серебристо-белый металл.

Это один из шести металлов платиновой группы, состоящих из платины, палладия, родия, осмия, иридия и рутения.

Металлы платиновой группы
Эти металлы имеют схожие свойства и часто присутствуют в одних и тех же минеральных рудах.

.

Палладий - Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: палладий

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Meera Senthilingam

На этой неделе элемент, открытие которого было объявлено очень уникальным образом.Чтобы подробнее объяснить открытие и химический состав палладия, вот Саймон Коттон.

Саймон Коттон

Первые 5 лет своей жизни я жил в рыночном городке Норфолк, где родился первооткрыватель палладия Уильям Хайд Волластон.

Когда он выделил этот металл в 1802 году, он сделал нечто совершенно уникальное. Вместо того, чтобы объявить об этом в авторитетном научном журнале, он описал его свойства в анонимной листовке, выставленной в витрине магазина на Джеррард-стрит, Сохо, в апреле 1803 года.

Название «ПАЛЛАДИУМ»; ИЛИ НОВОЕ СЕРЕБРО », в этой рекламной листовке описаны свойства нового элемента, указана его плотность и некоторые химические свойства, а в заключении говорится, что он продается только в этом магазине« В образцах по пять шиллингов, половина гвинеи и одна гвинея каждый.

Никто не мог опровергнуть утверждение Волластона о новом элементе, но только в 1805 году он опубликовал свое открытие в научном журнале.

Палладий - замечательный металл, не в последнюю очередь потому, что он поглощает в 900 раз больше газообразного водорода.Водород снова выделяется при нагревании металла, так что это довольно хитрый способ взвешивания водорода. А поскольку палладий не поглощает другие газы, вы можете использовать это свойство для очистки водорода.

В глубине души мы знаем, что эпоха дешевой энергии прошла. Помимо опасений по поводу парникового эффекта и глобального потепления, нефть заканчивается, и ведутся поиски экологически чистых альтернатив, и палладий обеспокоен самым спорным заявлением, которое было сделано в этой области.

Жизнь на Земле зависит от Солнца. Солнце производит энергию, объединяя атомы водорода вместе для получения гелия, процесс, который требует чрезвычайно высоких температур. 23 марта 1989 года два ученых, работавших в США, Мартин Флейшманн и Стэнли Понс, сообщили о результатах электролиза тяжелой воды при комнатной температуре с использованием платинового анода и палладиевого катода. Они утверждали, что производили избыточную энергию, и предположили, что она возникла в результате реакций ядерного синтеза. Это рассматривалось как источник дешевой энергии, возможно, решающий мировые энергетические проблемы.

Когда молекулы водорода впервые вступают в контакт с палладием, они адсорбируются на поверхности, но затем диффундируют по металлу. В палладии, насыщенном водородом, молекулы расположены очень близко друг к другу. Флейшманн и Понс полагали, что эта близость привела к возникновению реакций ядерного синтеза, производящих энергию. За последние двадцать лет никому не удавалось воспроизвести это, и реакция перешла в сферу науки вуду.

Палладий, тем не менее, действительно используется в «зеленой» энергии в качестве катализатора в водородных топливных элементах.Палладий - один из металлов, которые начинают использоваться в топливных элементах для питания множества вещей, включая автомобили и автобусы.

Палладий также широко используется в каталитических реакциях в промышленности, таких как гидрирование ненасыщенных углеводородов, а также в ювелирных изделиях и зубных пломбах и коронках.

Но в основном палладий, наряду с родием и платиной, используется в трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах выхлопных систем автомобилей. Необработанные выхлопные газы автомобилей содержат несколько нежелательных газов, и каталитические нейтрализаторы предназначены для их удаления.Их называют трехходовыми преобразователями, поскольку они сокращают три типа вредных выбросов. Преобразование токсичного окиси углерода в двуокись углерода; углеводороды в несгоревшем топливе на двуокись углерода и воду; и токсичные оксиды азота (которые могут способствовать образованию смога и кислотных дождей) в безвредный газообразный азот.

Итак, это палладий - металл со скромным происхождением, который сейчас играет важную роль в промышленном катализе, питании и очистке наших автомобилей и даже иногда появляется в наших шкатулках для драгоценностей и даже у нас во рту.

Meera Senthilingam

Катализатор палладий! Обеспечивает энергией топливные элементы, защищает окружающую среду с помощью каталитических нейтрализаторов и доставляет эстетическое удовольствие ювелирным изделиям и даже стоматологии. Это был Саймон Коттон из Аппингемской школы в Великобритании, специализирующийся на химии палладия.

На следующей неделе элемент, который уж точно не заслуживает называния скучным.

Луиза Натраджан

Есть известная цитата Пиментела и Спратли о лантаноидах из их книги «Понимание химии», опубликованной в 1971 году: «Лантан имеет только одну важную степень окисления в водном растворе, степень +3.За некоторыми исключениями, это рассказывает всю скучную историю о других 14 элементах ».

Если вы слушали какой-либо другой подкаст из серии лантаноидов, я надеюсь, вы согласитесь, что это далеко не так. Хотя наиболее распространенной степенью окисления лантаноидов действительно является состояние валентности +3, иттербий, последний и самый маленький из лантаноидов или редкоземельных элементов в серии, является одним из исключений, о которых говорили Пиментел и Спратели.

Meera Senthilingam

И Луиза Натраджан раскроет истинную - захватывающую - природу иттербия, которая делает его одним из исключений, в химии в ее элементе на следующей неделе.А пока я Мира Сентилингхэм, и спасибо за внимание.

(промо)

(конец промо)

.Палладий

против золотого покрытия: какой вариант выбрать?

Хотя оба они хвалятся в ювелирной промышленности за их красивый внешний вид, палладий и золото - это нечто большее, чем их внешний вид - они являются чрезвычайно полезными металлами для различных применений в нанесении покрытий. Блестящее золото так же полезно, как и гламурно, и это один из обычных металлов в электронной промышленности. Серебристо-белый палладий является более дешевым и долговечным вариантом, который в таких отраслях, как автомобилестроение, электроника и биомедицина, используется в нескольких областях.

В последние годы и золото, и палладий рассматривались как обменные материалы. В связи с постоянно растущими ценами на золото и рабочую силу компании находятся в постоянном поиске лучшего. Для многих следующей лучшей вещью был палладий. Хотя оба материала классифицируются как редкие драгоценные металлы и обладают многочисленными характеристиками, делающими их очень полезными материалами для покрытия, палладий намного дешевле золота.

В результате компании из многих отраслей перешли с золотого покрытия на палладиевое покрытие, ожидая аналогичных результатов и свойств.Однако во многом эти два материала далеко не одно и то же.

Хотя палладий и золото считаются взаимозаменяемыми, они имеют совершенно разные качества с точки зрения внешнего вида, долговечности, стоимости и электрохимических свойств. Чтобы понять эти различия и оценить уникальные особенности каждого из этих металлов, мы выделили их основные особенности, от процессов, связанных с их нанесением, до их сильных и слабых сторон и областей применения.

Палладий и золото для гальваники

Как палладий, так и золото наносятся на поверхность с помощью процесса гальваники.Этот процесс работает так же, как и для большинства других металлов:

  • Очистка: Сначала покрываемый объект проверяется на чистоту и подвергается тщательной очистке. Любые пятна, отметины или другие дефекты на поверхности объекта тем или иным образом действуют как барьер для процесса гальваники. Во многих случаях это может привести к неполному или дефектному покрытию, которое может легко отслаиваться или отламываться. Тщательная очистка поверхности объекта обеспечивает структурно прочное покрытие без дефектов.
  • Погружение: После очистки объект погружают в электролитическую ванну, в которой растворены ионы золота или палладия. В случае палладия все ионы, растворенные в растворе, могут быть палладием или могут состоять из палладия и других металлов в определенном соотношении. Это полностью зависит от того, следует ли наносить на объект палладий или сплав палладия. Если сплав должен быть нанесен на сплав, в раствор электролита добавляют надлежащие порции палладия и кобальта или никеля.
  • Гальваника: Когда объект погружается в воду, через раствор электролита пропускается электрический ток. Этот ток возбуждает ионы и заставляет их притягиваться к поверхности объекта. В результате ионы связываются на химическом уровне с поверхностью объекта, создавая тонкий однородный слой.
  • Обработка: После завершения процесса гальваники готовый продукт может пройти один или несколько циклов обработки. Эти циклы обработки включают термическую обработку для удаления излишка водорода из слоя покрытия, а также циклы сушки для удаления избытка раствора с поверхности материала.

Результатом этого процесса является тонкий слой защитного золота или палладия толщиной около 0,0002 дюйма. Это покрытие химически связано с поверхностью объекта, а это означает, что внешнее покрытие не отслаивается и не отваливается от поверхности, а, наоборот, со временем изнашивается.

Однако свойства этого покрытия полностью зависят от материала, наносимого на поверхность объекта. Будь то палладий или золото, гальваническое покрытие придает объекту различные защитные свойства.

Преимущества палладия

Палладий, также известный под своим химическим обозначением Pd, является природным элементом, который был открыт Уильямом Хайдом Волластоном в 1803 году. Этот относительно мягкий металл известен своим серебристо-белым внешним видом, а также низкой плотностью и температурой плавления. Несмотря на то, что палладий является относительно недорогим металлом, он обладает множеством полезных свойств.

Некоторые из этих полезных атрибутов включают следующее:

  • Сравнительно недорого: Палладий - относительно недорогой материал по сравнению с другими драгоценными металлами, и цена на этот металл снижается по мере того, как он легируется другими материалами.Эти сплавы, в частности палладий-никель и палладий-кобальт, обеспечивают функциональное и экономичное покрытие.
  • Коррозионная стойкость: Палладий примерно так же устойчив к коррозии, как золото, с естественной устойчивостью к окислению. Несмотря на то, что палладий не полностью устойчив ко всем элементам, устойчивость палладия к большинству коррозионных сил обеспечивает столь необходимую защиту от погодных условий и трения.
  • Относительно твердый: Палладий считается более мягким металлом, но он все же намного тверже и долговечнее золота, что обеспечивает лучшую защиту от ударов и большую устойчивость к вмятинам.По сравнению с твердостью золота 200, твердость палладия составляет 400. Это также означает, что палладий более устойчив к износу.
  • Устойчивость к диффузии: В отличие от золота, палладий обеспечивает прекрасное покрытие для меди. Медь будет быстро диффундировать через золото, делая бесполезной защитную функцию золотого покрытия. Палладий не реагирует таким образом, поэтому палладий или палладий-никель обычно используется в качестве покрытия для медных предметов.

Недостатки палладия

Хотя палладий является очень полезным материалом и имеет ряд преимуществ перед золотом, палладий не является идеальной заменой своему драгоценному конкуренту.Менее благоприятные качества палладия включают:

  • Пониженная термостойкость: Палладий имеет тенденцию обесцвечиваться при сильной жаре, и он не обладает такими же способностями к теплопередаче, как золото. Это делает его менее подходящим для постоянно жарких сред или приложений. Палладий также имеет более низкую температуру плавления, чем золото, что означает, что ему легче деформироваться при сильном нагревании.
  • Не кислотоустойчивый: Палладий, хотя и устойчив к большинству агрессивных воздействий, имеет особую слабость к сильным кислотам.Эта уязвимость к сильным кислотам ограничивает типы приложений, в которых может использоваться палладий.
  • Более склонен к растрескиванию: Палладий из-за своей твердости более склонен к растрескиванию, чем золото, когда он находится под нагрузкой. Даже одна трещина может снизить целостность детали в целом, поэтому это такая проблема. Этот недостаток часто устраняется использованием сплава палладия вместо чистого палладия.
.

Смотрите также