Palladio (elemento)

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rodio – palladio – argento
Ni Pd Pt
	Tavola periodica

Generalità

Nome, Simbolo, Numero atomico

palladio, Pd, 46

Serie chimica

metalli di transizione

Gruppo, Periodo, Blocco

10, 5, d

Densità, Durezza

12.023 kg/m³; 4,75

Aspetto

metallico, argenteo

Proprietà atomiche

Peso atomico

106,42 amu

Raggio atomico

140 (169) pm

Raggio covalente

131 pm

Raggio di van der Waals

163 pm

Configurazione elettronica

[Kr]4d¹⁰

e^- per livello energetico

2, 8, 18, 18, 0

Stati di ossidazione

±1 (basico)

Struttura cristallina

Cubica facce centrate

Proprietà fisiche

Stato a temperatura ambiente

solido

Punto di fusione

1828,05 K, 1554,9°C)

Punto di ebollizione

3236 K , (2963 °C)

Volume molare

8,56 ×10^-6 m³/mol

Calore di vaporizzazione

357 kJ/mol

Calore di fusione

17,6 kJ/mol

Pressione del vapore

1,33 Pa a 1825 K

Velocità del suono

3070 m/s a 293,15 K

Varie

Elettronegatività

2,20

Calore specifico

244 J/(kg*K)

Conducibilità elettrica

9,5 ×10⁶/m ohm

Conducibilità termica

71,8 W/(m*K)

Energia di prima ionizzazione

804,4 kJ/mol

Energia di seconda ionizzazione

1870 kJ/mol

Energia di terza ionizzazione

3177 kJ/mol

Isotopi più stabili

iso

¹⁰²Pd

1,02%

Pd è stabile con 56 neutroni

¹⁰⁴Pd

11,14%

Pd è stabile con 58 neutroni

¹⁰⁵Pd

22,33%

Pd è stabile con 59 neutroni

¹⁰⁶Pd

27,33%

Pd è stabile con 60 neutroni

¹⁰⁷Pd

sint.

6,5 ×10>⁶anni

β^-

0,033

¹⁰⁷Ag

¹⁰⁸Pd

26,46%

Pd è stabile con 62 neutroni

¹¹⁰Pd

11,72%

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.

È 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.

[modifica] 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. È 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.

[modifica] 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) si diffonde facilmente attraverso una membrana di palladio: per questo motivo si usa per purificare questo gas.
I sistemi di commutazione per le 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;
alcuni suoi sali sono utilizzati nella fotografia;
come catalizzatore per il post-trattamento di gas di scarico di motori a combustione interna

[modifica] Storia

Il palladio fu scoperto da William Hyde Wollaston nel 1803 contemporaneamente al rodio. 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.

[modifica] 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.

[modifica] Isotopi

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

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

L'isotopo radioattivo ¹⁰⁷Ag è un prodotto di decadimento del ¹⁰⁷Pd 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.