Palladium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP	-	¹⁰⁰Pd	{syn.}	3,63 d	ε	0,363	¹⁰⁰Rh	-	¹⁰¹Pd	{syn.}	8,47 h	ε	1,980	¹⁰¹Rh	-	¹⁰²Pd	1,02 %	Pd ist stabil mit 56 Neutronen				-	¹⁰³Pd	{syn.}	16,991 d	ε	0,543	¹⁰³Rh	-	¹⁰⁴Pd	11,14 %	Pd ist stabil mit 58 Neutronen				-	¹⁰⁵Pd	22,33 %	Pd ist stabil mit 59 Neutronen				-	¹⁰⁶Pd	27,33 %	Pd ist stabil mit 60 Neutronen				-	¹⁰⁷Pd	{syn.}	6,5 · 10⁶ a	β^-	0,033	¹⁰⁷Ag	-	¹⁰⁸Pd	26,46 %	Pd ist stabil mit 62 Neutronen				-	¹⁰⁹Pd	{syn.}	13,7012 h	β^-	1,116	¹⁰⁹Ag	-	¹¹⁰Pd	11,72 %	Pd ist stabil mit 64 Neutronen				-	¹¹¹Pd	{syn.}	23,4 min	β^-	2,190	¹¹¹Ag	-	¹¹²Pd	{syn.}	21,03 h	β^-	0,288	¹¹²Ag

NMR-Eigenschaften

	¹⁰⁵Pd	-	Kernspin	-5/2	-	gamma / rad/T	1,224 · 10⁷	-	Empfindlichkeit	0,00112	-	Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	9,15 M Hz

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Palladium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Pd und der Ordnungszahl 46. Das seltene silberweiße Übergangsmetall der Platingruppe ähnelt im chemischen Verhalten sehr dem Platin.

Geschichte

Palladium wurde 1803 von William Hyde Wollaston entdeckt. Er benannte es 1804 nach dem zwei Jahre vorher entdeckten Asteroiden Pallas. Wollaston fand das Element 46 in südamerikanischem Platinerz aufgrund zu geringer Ausbeuten an Platin aus in Königswasser aufgelösten Proben.

Vorkommen

Metallisches Palladium und palladiumhaltige Legierungen in Flussseifen befinden sich im Ural, Australien, Äthiopien und in Nord- und Südamerika. Sie sind aber seit Jahrzehnten weitestgehend ausgebeutet.

Heute wird es meist aus Nickel- und Kupfererzen gewonnen. Mehr als 50 % stammen aus russischer Förderung.

Mit der Altwagenentsorgung wird der Anteil des rezyklierten Palladiums aus den Abgaskatalysatoren ansteigen. Über die Möglichkeit der Gewinnung von Palladium aus abgebrannten Brennelementen, siehe Edelmetallsynthese.

Eigenschaften

Palladium_1.jpg

Palladium ist ein Metall und das leichteste Element der Platingruppe. Daher hat es von den Elementen dieser Gruppe den niedrigsten Schmelzpunkt und ist auch am reaktionsfreudigsten. Bei Raumtemperatur reagiert es jedoch nicht mit Sauerstoff. Es behält an der Luft seinen metallischen Glanz und läuft nicht an. Im geglühten Zustand ist es weich und duktil, bei Kaltverformung steigt die Festigkeit und Härte aber schnell an (Kaltverfestigung).

Palladium ist ein Edelmetall, auch wenn es deutlich reaktiver ist als das verwandte Element Platin: Es löst sich in Salpetersäure. In Salzsäure löst es sich bei Luftzutritt langsam auf. Der Edelmetallcharakter von Palladium ist dem des benachbarten Silbers vergleichbar: In vielen Säuren ist Palladium das edlere Metall, in Salzsäure verhält es sich aber aufgrund der Bildung von leichtlöslichen Palladiumchloridverbindungen unedler.

Palladium besitzt die höchste Absorptionsfähigkeit aller Elemente für Wasserstoff. Bei Raumtemperatur kann es das 900-fache, Palladiummohr das 1200-fache und kolloidale Palladiumlösungen das 3000-fache des eigenen Volumens binden. Man kann die Wasserstoffaufnahme als Lösen von Wasserstoff im Metallgitter und als Bildung eines Palladiumhydrids mit der ungefähren Zusammensetzung Pd₂H beschreiben. Bei 30 °C und Normaldruck entspricht das maximale Wasserstoff-Palladium-Verhältnis der Formel PdH_0.608.

Gewöhnlich nimmt es die Oxidationsstufen +2 und +4 an. Bei Verbindungen der scheinbaren Oxidationsstufe +3 handelt es sich um Pd(II)/Pd(IV)-Mischverbindungen. In neueren Untersuchungen konnte auch sechswertiges Palladium dargestellt werden.

Verwendung

Feinverteilt ist Palladium ein exzellenter Katalysator zur Beschleunigung von chemischen Reaktionen, insbesondere Hydrierungen und Dehydrierungen (Einbau und Entzug von Wasserstoff), sowie zum Cracken von Kohlenwasserstoffen.

Weitere Anwendungen:

Abgaskatalysatoren für Ottomotoren. (Palladium verdrängt das teurere Platin.)
Schmuckwaren (vor allem in China)
Weißgold (Palladium "entfärbt" Gold)
Platintiegel (80 % Pt, 20 % Pd)
Feinstfolien. Analog zum Blattgold kann Palladium zu 0,00001 mm dünnen Folien ausgewalzt werden.
Reinigung von Wasserstoff. In heißem Palladium besitzt Wasserstoff ein hohes Diffusionsvermögen.
Kontaktwerkstoffe für Kommunikationsanlagen
Zahnimplantate
Medizinische Instrumente
Elektrodenwerkstoffe für Zündkerzen (Luftfahrt)
Pd/Ni-Legierungen als Ersatz für Gold in der Elektroindustrie
Nano-Technologie (dient als Katalysator, um z.B. molekulare Verbindungen herzustellen)

Weblinks

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