Książka: Jak odkryto pierwiastki chemiczne. Pallad – kosmiczny gość Ziemi

Analitycy bankowi piszą o niewystarczającym zaspokojeniu popytu na pallad – cenny kruszec jest jednak potrzebny przemysłowi, medycynie i jubilerstwu.

Tymczasem, zdaniem naukowców, co roku na powierzchnię naszej planety spada niemal deszcz palladu. No, może nie ulewa, ale co roku z kosmosu przybywa wierne siedem kilogramów!

Skąd bierze się to bogactwo?

Jesteśmy dziećmi gwiazd...

...i w dosłownym tego słowa znaczeniu, i większość ciała. Większy – ponieważ niektóre pierwiastki chemiczne, z których składają się zarówno ludzie, jak i ciała niebieskie, powstały poza gwiazdami. Pallad jest „synem” dwóch procesów zachodzących we Wszechświecie. Część z nich jest syntetyzowana w reakcjach zachodzących w masywnych gwiazdach. Część palladu, podobnie jak reszta, powstaje podczas wybuchów supernowych.

Metal wyrzucony w przestrzeń międzygwiazdową prędzej czy później staje się częścią chmury gazu i pyłu, z masy której kondensują gwiazdy i planety. Zderzając się i zapadając, ciała niebieskie ulegają rozdrobnieniu – to fragmenty, które Ziemia zbiera w swojej wędrówce po orbitach galaktyki. Wskazane siedem kilogramów palladu zawarte jest w dwóch tysiącach ton meteorytów, które co roku spadają na naszą planetę...

Znaczna ilość palladu koncentruje się w wypalonym paliwie jądrowym z elektrowni jądrowych. Z oczywistych względów nie można w żaden sposób wykorzystać metalu z żużla uranowo-plutonowego. Więc od razu jest to niemożliwe, ale po 10-15 milionach lat (całkiem sporo jak na standardy Wszechświata) jest to możliwe!

Dwa wieki od odkrycia palladu

Zaszczyt odkrycia palladu przypadł niezbyt pracowitemu angielskiemu lekarzowi, który wykazał się niezwykłą intuicją badawczą i doskonałą sprawnością handlową.

William Wollaston, będący już wówczas pełnoprawnym członkiem Królewskiego Towarzystwa Wiedzy o Naturze w Londynie, w ostatnich latach XVIII wieku rozpoczął dochodowy biznes polegający na produkcji naczyń platynowych. Eksperymentując z pozostałościami rudy, Wollaston izoluje nowe metale, z których jeden naukowiec nazywa „palladem”, a drugi „rodem”.

Nazwa pallad jest dość przypadkowa. Na początku XIX wieku grecka bogini Pallas Atena stała się powszechnie znana, gdy niedawno odkryta asteroida została nazwana jej imieniem. W 1803 roku, dwa lata po doniosłym wydarzeniu, Wollaston nadaje „nowemu srebru” modne imię mądrego wojownika.

Ryszard Niewierzący

Na początku XIX wieku nauka służyła rozrywce wielu oświeconym ludziom. W Wollaston nie obyło się bez drobnego oszustwa. W wydanym przez niego ogłoszeniu czytamy: Odkryto metal szlachetny, podobny wyglądem i właściwościami do m.in. Do kupienia...

Ambitny irlandzki chemik Richard Chenevix, który właśnie otrzymał najwyższą nagrodę od Towarzystwa Królewskiego, postanowił swój sukces zamienić w triumf i publicznie obiecał sprowadzić oszusta do czystej wody. Według Chenevixa nieznany szarlatan po prostu zastosował mało znaną metodę Musina-Puszkina, która umożliwiła stopienie rtęci z platyną.

Kupiwszy sprzedawaną sztabkę, Chenevix pospiesznie przeprowadził badania i wkrótce na posiedzeniu rady akademickiej oświadczył, że miał rację. Pozostaje tylko zdemaskować fałszerza!

I wtedy w gazecie pojawia się ogłoszenie: ktoś obiecuje zapłacić 20 funtów każdemu, kto potrafi stopić platynę z rtęcią, aby uzyskać „nowe srebro”…

Gdy wściekłość przeradza się w szał, Chenevix rozpoczyna eksperymenty. Jednocześnie współpracują z nim inni londyńscy chemicy. Nie trzeba dodawać, że żadnemu z nich nie udało się zsyntetyzować palladu ani wyizolować platyny i rtęci z sztabek zakupionych przez Chenevix.

Rok po rozpoczęciu eposu Wollaston szczegółowo opisuje odkrycie. Wkrótce zostaje wybrany na prezesa Towarzystwa Królewskiego. Richard Chenevix musi opuścić zajęcia z chemii...

Wydobywanie i wykorzystanie palladu

Obecnie geolodzy liczą trzy tuziny minerałów zawierających pallad. Znaczące ilości metalu zawarte są w rodzimych formacjach złota, srebra i platyny. Platyna Norilsk zawiera prawie połowę palladu! Brazylijscy poszukiwacze znaleźli bryłki złota zawierające 10% metali szlachetnych.

Złoża rud palladu z reguły pokrywają się ze złożami innych metali nieżelaznych, w tym niklu, rtęci i miedzi. Według współczesnych szacunków najbardziej obiecujące zasoby palladu skoncentrowane są w Norylsku.

Niesamowity właściwości palladu uczyniło go niezbędnym w przemyśle chemicznym. Zdolność palladu do pochłaniania wodoru w objętości prawie tysiąc razy większej niż objętość metalu jest niesamowita! Zastosowanie katalizatorów palladowych w cyklu technologicznym produkcji margaryny pozwoliło wyeliminować nieuniknione wcześniej zanieczyszczenie produktu spożywczego niklem.

Gorący pallad łatwo przepuszcza wodór. Metalowa płytka o grubości milimetra zainstalowana jako membrana usuwa wodór ze złożonych składów gazów i roztworów, które w przeciwnym razie nie uwalniałyby wodoru.

Stopy palladu nie utleniają się nawet pod łukiem elektrycznym, co otworzyło im drogę do branży elektrycznej. Tytan z niewielkim dodatkiem palladu wykazuje zwiększoną odporność na różne obciążenia chemiczne. Medycyna nie może obejść się bez palladu: metal jest stosowany w stomatologii, kardiologii i farmacji.

Pallad w biżuterii

Sam pallad jest bardzo dekoracyjny i może konkurować wyrazistością ze srebrem, a tym bardziej z platyną. Stopy zawierające pallad są wysoko cenione przez jubilerów.
Tak zwane „” to najczęściej nic innego jak połączenie złota i palladu. Miękki, dyskretny połysk szlachetnego metalu to najlepsza oprawa! Stop palladu z indem – w zależności od stężenia składników – może mieć kolor od charakterystycznego złotego do wyraźnego odcienia liliowego.

Obrączki wykonane ze stopu o dużej zawartości palladu (próba palladu - 500, 850, ligatura - srebro) wizualnie nie różnią się od obrączek ze złota rodowanego. Jednocześnie właściciel biżuterii nie musi okresowo odnawiać rodowania. Pallad ma nieco gorszą cenę niż złoto.

Dodatek palladu do platyny nadaje produktowi większą wyrazistość i podnosi właściwości technologiczne materiału.

Pallad (łac. Pallad) w układzie okresowym jest oznaczony symbolem Pd – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 46 i masie atomowej 106,42. Jest elementem drugiej triady (metale platynowe) podgrupy wtórnej, ósmej grupy piątego okresu przejściowego układu okresowego Dmitrija Iwanowicza Mendelejewa. Pallad to srebrzystobiały metal szlachetny podobny wyglądem do srebra, ale na tym nie kończą się ich podobieństwa, ponieważ czterdziesty szósty pierwiastek jest najlżejszym z metali platynowych. Pod względem gęstości (12,02 g/cm3) pallad jest bliższy srebrowi (10,49 g/cm3) niż pokrewnej platynie (21,5 g/cm3). Pallad to ciężki, ogniotrwały, ciągliwy i kowalny metal, który można łatwo zwinąć w folię i przeciągnąć w cienki drut.

Naturalny pallad składa się z sześciu stabilnych izotopów: 102Pd (1,00%), 104Pd (11,14%), 105Pd (22,33%), 106Pd (27,33%), 108Pd (26,46%) i 110Pd (11,72%). Najdłużej żyjącym sztucznym izotopem promieniotwórczym jest 107Pd, którego okres półtrwania wynosi siedem milionów lat. Wiele izotopów palladu powstaje w stosunkowo małych ilościach podczas rozszczepienia jąder uranu i plutonu. We współczesnych reaktorach jądrowych 1 tona paliwa jądrowego o stopniu spalania 3% zawiera około 1,5 kg palladu.

Pallad został odkryty przez angielskiego lekarza i chemika Williama Wollastona w 1803 roku podczas badań surowej platyny sprowadzanej z Ameryki Południowej, w części rozpuszczalnej w wodzie królewskiej. Po rozpuszczeniu rudy Wollaston zobojętnił kwas roztworem NaOH, po czym wytrącił z roztworu platynę działaniem chlorku amonu NH4Cl (wytrąca się chloroplatynian amonu). Następnie do roztworu dodano cyjanek rtęci, w wyniku czego powstał cyjanek palladu. Czysty pallad wyizolowano z cyjanku przez ogrzewanie. Zaledwie rok później Wollaston poinformował Towarzystwo Królewskie, że odkrył pallad i inny nowy metal szlachetny, rod, w surowej platynie. Wollaston wyprowadził samą nazwę nowego pierwiastka, palladu, od nazwy małej planety Pallas, odkrytej niedługo wcześniej (1801) przez niemieckiego astronoma Olbersa.

Czterdziesty szósty pierwiastek, dzięki szeregowi niezwykłych właściwości fizycznych i chemicznych, znalazł szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i życia. Dlatego z palladu wykonuje się niektóre rodzaje szkła laboratoryjnego, a także części sprzętu do oddzielania izotopów wodoru. Bardzo cenne zastosowania znajdują stopy palladu z innymi metalami. Na przykład stopy czterdziestego szóstego pierwiastka ze srebrem stosuje się w sprzęcie komunikacyjnym (tworząc kontakty). W regulatorach temperatury i termoparach stosuje się stopy palladu ze złotem, platyną i rodem. Niektóre stopy palladu są stosowane w jubilerstwie, praktyce dentystycznej (protezy), a nawet do produkcji części rozruszników serca.

Pallad nałożony na porcelanę, azbest i inne nośniki służy jako katalizator wielu reakcji redoks, który jest szeroko stosowany w syntezie wielu związków organicznych. Katalizator palladowy służy do oczyszczania wodoru ze śladów tlenu, a także tlenu ze śladów wodoru. Roztwór chlorku palladu jest doskonałym wskaźnikiem obecności tlenku węgla w powietrzu. Powłoki palladowe stosowane są na stykach elektrycznych w celu zapobiegania iskrzeniu i zwiększenia ich odporności na korozję (palladowanie).

W jubilerstwie pallad stosowany jest zarówno jako składnik stopów, jak i samodzielnie. Ponadto Bank Rosji bije monety okolicznościowe z palladu w bardzo ograniczonych ilościach. Niewielką ilość palladu wykorzystuje się do celów medycznych – wytwarzania leków cytostatycznych – w postaci związków złożonych, podobnych do cis-platyny.

Właściwości biologiczne

Naukowcy zdecydowanie nie mogą nic powiedzieć na temat biologicznej roli palladu w organizmach żywych, być może dalsze badania właściwości tej platyny ujawnią jego znaczenie w niektórych procesach biologicznych.

Niemniej jednak rola tego pierwiastka w medycynie jest dość duża. Dlatego w niektórych krajach (m.in. w Rosji) pewną ilość palladu wykorzystuje się do otrzymywania leków cytostatycznych – w postaci związków złożonych, podobnych do cis-platyny. Natychmiast po odkryciu przez Rosenberga cytostatycznego działania platyny naukowcy na całym świecie zaczęli badać to zjawisko i syntetyzować coraz skuteczniejsze i bezpieczniejsze związki platyny do celów medycznych. W ostatnich latach wiodące instytuty medyczne świata i duże firmy poszukiwały leków bioaktywnych wśród innych związków z grupy platynowców, w tym palladu. Ten metal szlachetny zabija i spowalnia rozwój komórek nowotworowych nie gorzej niż platyna, ale jest prawie dziesięciokrotnie mniej toksyczny. Leki przeciwnowotworowe na bazie palladu przechodzą najnowsze badania kliniczne i już wkrótce mogą być stosowane przez onkologów.

Inne dość ważne przeznaczenie palladu i jego stopów wiąże się z wysoką zgodnością biologiczną tego metalu - do produkcji instrumentów medycznych, części rozruszników serca i protez zębowych. Już teraz zastosowanie tradycyjnych stopów nieszlachetnych na bazie kobaltu, niklu i chromu w stomatologii ortopedycznej zostało znacznie ograniczone ze względu na częste przypadki działań niepożądanych u wielu pacjentów wrażliwych na działanie metali nieszlachetnych.

Co zastąpi przestarzałe materiały? Odpowiedź jest oczywista – stopy metali szlachetnych, w tym w szczególności metali z grupy platynowców i palladu. Jednym z takich stopów jest palladent („Superpal”) zawierający 60% palladu i 10% złota. Stop ma piękny srebrno-szary metaliczny kolor, niezawodne właściwości wytrzymałościowe i jest biologicznie kompatybilny. W chirurgii szczękowo-twarzowej służy do wykonywania mostów przedłużonych. Innym stopem zawierającym pallad jest plagodent („Super KM”). Składa się w 98% z metali szlachetnych (z wyjątkiem palladu, zawiera złoto i platynę), ma jasnożółtą barwę i przeznaczony jest do wykonywania protez stałych, wkładów, półkoron, mostów, głównie z ceramiki lub ceramiki szklano-ceramicznej Powłoka.

Pallad wykorzystywany jest także w przemyśle spożywczym. Kiedy w wielu krajach stało się jasne, że nikiel jest przyczyną wzrostu alergii wśród społeczeństwa, wiele osób obwiniało naczynia wykonane z tego materiału. Jednak późniejsze badania obaliły tę hipotezę i ustaliły prawdziwą przyczynę reakcji alergicznej – nikiel znajdował się w żywności, a dokładniej w margarynie produkowanej z oleju roślinnego. Faktem jest, że zgodnie z procesem technologicznym olej musi stać się stały, w tym celu jest uwodorniony, to znaczy cząsteczki nasyca się wodorem za pomocą katalizatora. Nikiel pełni tę rolę od dawna. Aby zintensyfikować proces, proszek katalizatora intensywnie miesza się z olejem roślinnym w wysokiej temperaturze, a następnie katalizator usuwa się przez filtrację, przy czym nikiel nie jest usuwany całkowicie, a w przypadku wystąpienia awarii w procesie, dość duża jego ilość alergen dostaje się do produktu końcowego.

Problem ten został rozwiązany dzięki opracowaniom naukowców z Instytutu Petrochemicznego im. A.V. Topchieva. Udało im się stworzyć katalizator na bazie palladu osadzonego na tlenku glinu. To wprowadzenie pozwoliło rozwiązać kilka problemów na raz: pallad jest obojętny i bezpieczny dla człowieka, ponadto jest wielokrotnie skuteczniejszy od niklu, co oznacza, że jest potrzebny tysiące razy mniej. Katalizator palladowy ma jeszcze inne zalety - łatwiej go usunąć z produktu końcowego, a struktura cząsteczek tego ostatniego jest łatwiej „rozszyfrowana” przez organizm niż w przypadku katalizatora niklowego, a więc margaryna „palladowa” jest łatwiejszy do strawienia.

Wiadomo, że pallad jest często stosowany przez jubilerów w stopach z innymi metalami szlachetnymi. Zatem stopy próbek 583 i 750, zwane „białym złotem”, mogą zawierać dziesięć procent palladu lub więcej. W naszym kraju rząd oficjalnie ustalił cechy probiercze palladu na poziomie 500 i 850. Te cechy są najczęstsze w biżuterii.

Innym popularnym standardem palladu jest próba 950. Wynika to z faktu, że obrączki ślubne wykonywane są z tego metalu jako alternatywa dla pierścionków z białego złota platerowanych rodem. Faktem jest, że rod ściera się dość szybko z powierzchni pierścienia i nie każdemu będzie dane co roku odnawiać kosztowną powłokę. Pierścionki palladowe mają dokładnie taki sam wygląd jak złote, ale nie wymagają corocznej odnawiania. Oprócz standardowych stopów palladu w produkcji biżuterii czasami wykorzystuje się dekoracyjne związki palladu z indem, tworząc szeroką gamę barw od złotej po liliową. Jednak produkty wykonane z takiego stopu są bardzo rzadkie.

W 1988 r. po raz pierwszy wybito z palladu monety 25 rubli z serii „1000-lecie starożytnego monetarności, literatury, architektury i chrztu Rusi starożytnej Rosji”. Moneta o masie 31,1 g najwyższej próby 999 przedstawia pomnik księcia Włodzimierza Światosławowicza w Kijowie. W Bazylei na Międzynarodowej Wystawie Numizmatycznej seria ta została uznana za najlepszy program roku, otrzymując pierwszą nagrodę za jakość wykonania.

Emisja takich monet była ograniczona i nie trwała długo, dlatego monety te mają dużą wartość kolekcjonerską. Najcenniejsze są dwie serie monet (wyemitowane w latach 1993-1994): „Pierwsza rosyjska podróż dookoła świata. 1803-1806” – „Slup „Nadieżda”” z portretem I.F. Krusenssterna, „Slup „Neva” (Yu.F. Lisyansky).” Druga seria „Pierwsza rosyjska wyprawa na Antarktydę. 1819-1821” – „Slup „Mirny” (M.P. Łazariew)”, „Slup „Wostok” (F.F. Bellingshausen)”. Prezentowane są także monety z serii „Rosja i kultura świata” – „A. Rublow”, „M. P. Musorgskiego”, monety z serii „Balet Rosyjski” i dedykowane monarchom rosyjskim.

Na świecie jest wiele nagród i wyróżnień, które przyznawane są wybitnym naukowcom. Istnieje medal nazwany na cześć Williama Hyde'a Wollastona, wykonany z czystego palladu. Nagroda ta została ustanowiona prawie dwa wieki temu (1831) przez Towarzystwo Geologiczne w Londynie i początkowo była wykonywana ze złota. Dopiero w 1846 roku słynny angielski metalurg Johnson wydobył czysty pallad z brazylijskiego złota palladowego, przeznaczonego wyłącznie do produkcji tego medalu. Wśród odznaczonych Medalem Wollastona znalazł się między innymi Karol Darwin, a w 1943 r. medal ten otrzymał radziecki naukowiec, akademik Aleksander Jewgienijewicz Fersman za wybitne badania mineralogiczne i geochemiczne. Obecnie medal ten znajduje się w Państwowym Muzeum Historycznym.

Nie jest to jednak jedyny medal palladowy. Drugie, przyznawane za wybitne prace w dziedzinie elektrochemii i teorii procesów korozyjnych, zostało ustanowione przez Amerykańskie Towarzystwo Elektrochemiczne. W 1957 r. nagrodą tą doceniono prace największego radzieckiego elektrochemika, akademika A.I. Frumkina.

Do zasług Williama Wollastona należy nie tylko odkrycie palladu (1803) i rodu (1804), wytworzenie pierwszej czystej platyny (1803), ale także niezależne od I. Rittera odkrycie promieniowania ultrafioletowego. Ponadto Wollaston zaprojektował refraktometr (1802) i goniometr (1809).

Przemysł palladowy w Rosji pojawił się stosunkowo późno. Dopiero w 1922 roku Państwowa Rafineria wyprodukowała pierwszą partię rosyjskiego palladu rafinowanego. Dało to początek przemysłowej produkcji palladu w naszym kraju.

Wiadomo, że pallad może wzmacniać właściwości antykorozyjne nawet tak odpornego na agresywne środowiska metalu jak tytan. Dodatek palladu w ilości zaledwie 1% zwiększa odporność tytanu na kwasy siarkowy i solny. Tak więc po roku wystawienia na działanie kwasu solnego płyta nowego stopu traci tylko 0,1 milimetra na swojej grubości, podczas gdy czysty tytan zmniejsza się w tym samym czasie o 19 milimetrów. Roztwór chlorku wapnia w ogóle nie ma wpływu na stop, podczas gdy tytan traci do dwóch milimetrów rocznie w agresywnym środowisku. Jaki jest sekret takiego stopu? Faktem jest, że kwas oddziałuje przede wszystkim z palladem i natychmiast powierzchnia drugiego składnika stopu pokrywa się cienką warstwą tlenku - część niejako zakłada płaszcz ochronny. Zjawisko to naukowcy nazwali samopasywacją (samoobroną) metali.

Fabuła

Zaszczyt odkrycia palladu przypadł Anglikowi Williamowi Hyde’owi Wollastonowi, który w 1803 roku w kopalniach Ameryki Południowej wyizolował nowy metal z surowej platyny. Kim jest człowiek, którego imię nosi medal z czystego palladu, przyznawany corocznie przez Towarzystwo Geologiczne w Londynie?

Pod koniec XVIII wieku William Wollaston był jednym z wielu mało znanych londyńskich lekarzy praktykujących na obszarach biednej klasy robotniczej. Praca, która nie przynosiła dochodu, nie mogła odpowiadać inteligentnemu i przedsiębiorczemu młodemu człowiekowi. W tamtych czasach lekarz musiał posiadać kwalifikacje nie tylko lekarskie, ale i farmaceutyczne, co z kolei wymagało doskonałej znajomości chemii. WH. Wollaston okazał się znakomitym chemikiem - studiując platynę, wynalazł nową metodę wytwarzania naczyń platynowych i ustalił jej produkcję. Warto wspomnieć, że w tamtych latach wyroby ze szkła platynowego do laboratoriów chemicznych były koniecznością, gdyż ekscytacja odkryciami naukowymi była taka sama, jak w czasach alchemików wokół kamienia filozoficznego. To nie przypadek, że na przełomie XVIII i XIX w. Odkryto około 20 nowych pierwiastków chemicznych!

Nic dziwnego, że nowe przedsięwzięcie Anglika zaczęło przynosić mu znaczne dochody, wystarczające do porzucenia jego mało obiecującej praktyki lekarskiej. Produkty produkowane przez Wollaston cieszyły się popytem daleko poza granicami Foggy Albion, co pozwoliło Anglikowi zaangażować się w nowe badania chemiczne bez martwienia się o pieniądze. Udoskonalając technikę rafinacji i oczyszczania platyny z zanieczyszczeń, chemik wpadł na pomysł możliwości istnienia metali platynopodobnych.

Platyna, z którą Wollaston musiał pracować, była produktem ubocznym otrzymywanym z przemywania złotonośnych piasków w odległej Republice Kolumbii. Oprócz złota zawierał zanieczyszczenia rtęcią, których należało się pozbyć. Rozpuścił surową platynę w wodzie królewskiej, po czym z roztworu wytrącił jedynie platynę – szczególnie czystym amoniakiem NH4Cl. Wtedy Wollaston zauważył, że wytrącony roztwór miał różowy odcień, którego nie mogły nadać zanieczyszczenia takie jak złoto i rtęć. Dodając cynk do kolorowego roztworu, chemik otrzymał czarny osad, który wysuszył, a następnie rozpuszczono w wodzie królewskiej. Okazało się, że rozpuściła się tylko część czarnego proszku. Po rozcieńczeniu koncentratu wodą Wollaston dodał cyjanek potasu, w wyniku czego utworzył się obfity pomarańczowy osad, który po podgrzaniu stał się szary. Szary osad stopił się w metal, którego ciężar właściwy był mniejszy niż rtęć. Rozpuszczając powstały metal w kwasie azotowym, Wollaston otrzymał część rozpuszczalną, którą był pallad, oraz część nierozpuszczalną, z której wyizolował kolejną platynę – rod.

Rod ma swoją nazwę od greckiego słowa oznaczającego „różowy”, ponieważ sole rodu nadają roztworowi różowy kolor. Jeśli chodzi o pallad, Wollaston nazwał go na cześć wcześniejszego odkrycia astronomicznego. Krótko przed odkryciem palladu i rodu (w 1802 r.) niemiecki astronom Olbers odkrył małą planetę w Układzie Słonecznym i nazwał ją Pallas na cześć starożytnej greckiej bogini mądrości Pallas Ateny.

Co zrobił Wollaston po odkryciu nowego pierwiastka? Nie ogłosił tego od razu, ale rozesłał anonimowe ogłoszenie o sprzedaży nowego palladu metalicznego w sklepie handlarza minerałami Forster. Wiadomość o nowym metalu szlachetnym – „nowym srebrze” zainteresowała wielu, w tym chemika Richarda Chenevixa. Mając typowy porywczy i nieokiełznany irlandzki charakter, Chenevix chciał zdemaskować „oszukańczą sztuczkę” i nie bacząc na wysoką cenę, kupił sztabkę palladu i zaczął ją analizować.

Wkrótce Irlandczyk zasugerował, że metal ten wcale nie jest nowym pierwiastkiem, lecz został wykonany z platyny poprzez stopienie jej z rtęcią według metody rosyjskiego naukowca A. A. Musina-Puszkina. Chenevix pośpieszył z wyrażeniem tej opinii – najpierw w raporcie odczytanym członkom Royal Society of London, a następnie w szerszej prasie. W odpowiedzi anonimowy autor ogłoszenia oznajmił, że jest gotowy zapłacić 20 funtów szterlingów każdemu, kto w sposób sztuczny wytworzy nowy metal metodą zaproponowaną przez Chenevix. Jednak innym chemikom, a także samemu Chenevixowi, przy wszystkich swoich wysiłkach, nie udało się znaleźć w palladzie ani rtęci, ani platyny...

Dopiero jakiś czas później Wollaston oficjalnie ogłosił, że jest autorem odkrycia palladu i opisał metodę jego otrzymywania z surowej platyny. Jednocześnie ogłosił odkrycie i właściwości innego metalu platynowego – rodu. Ponadto powiedział, że jest anonimowym sprzedawcą nowego metalu, który wyznaczył premię za jego sztuczne przygotowanie.

Tak ciekawą i niezwykłą osobą był William Hyde Wollaston – mało znany londyński lekarz i światowej sławy chemik – odkrywca palladu i rodu.

Będąc w naturze

Pallad jest jednym z najrzadszych metali, jego średnie stężenie w skorupie ziemskiej wynosi 1∙10-6% masowych, ale to dwukrotnie więcej niż złoto zawarte w skorupie ziemskiej (5∙10-7%). William Wollaston musiał ekstrahować pallad z ziaren rodzimej kolumbijskiej platyny – jedynego znanego wówczas minerału zawierającego pallad. Obecnie geochemicy potrafią wymienić około 30 minerałów zawierających ten metal szlachetny.

Podobnie jak platyna, czterdziesty szósty pierwiastek występuje w postaci natywnej (w przeciwieństwie do pozostałych platynoidów) i może zawierać zanieczyszczenia innymi metalami: platyną, złotem, srebrem i irydem. Z wyglądu dość trudno odróżnić ją od rodzimej platyny, ale jest od niej znacznie lżejsza i bardziej miękka. Dość często sam pallad jest zanieczyszczeniem rodzimego złota lub platyny. Tak więc w rudach Norylska odkryto pallad platynowy zawierający 40% palladu, a w Brazylii (stan Minas Gerais) znaleziono bardzo rzadką i mało zbadaną odmianę rodzimego złota - złoto palladowe lub porpecyt. Z wyglądu minerał ten jest bardzo trudny do odróżnienia od czystego złota, ponieważ zawiera tylko 10% palladu.

Około jedna trzecia minerałów zawierających pallad jest słabo zbadana, niektóre z nich nie mają nawet nazw, wynika to z faktu, że minerały wszystkich metali platynowych tworzą w rudach mikrowtrącenia i są trudno dostępne do badań. Jednym z takich minerałów jest allopallad. Ten srebrzystobiały minerał o metalicznym połysku jest bardzo rzadki. Wszystkie składniki tego minerału nie zostały jeszcze w pełni zidentyfikowane, jednak analiza spektralna wykazała zawartość w nim rtęci, platyny, rutenu i miedzi. Najbardziej znane minerały palladu to palladyt PdO, stannopalladyt Pd3Sn2, stibiopalladyt Pd3Sb (zawiera zanieczyszczenia PtAs2), braggit (Pd, Pt, Ni) S (16-20% pallad), potaryt PdHg. Ostatni z tych minerałów odnaleziono już w 1925 roku w złożach diamentów w Gwinei Brytyjskiej. Jego skład ustalono na podstawie konwencjonalnej analizy chemicznej: 34,8% Pd i 65,2% Hg.

Największe złoża metali platynowych (w tym palladu) znajdują się w Rosji - na Uralu. Inne kraje bogate w pallad to Stany Zjednoczone (Alaska), Kolumbia i Australia.

Jednak głównym dostawcą czterdziestego szóstego pierwiastka były złoża rud siarczkowych niklu i miedzi, w których produktem ubocznym przetwarzania jest pallad. W końcu jego zawartość w takich rudach jest trzykrotnie większa niż sama platyna, nie wspominając o innych satelitach. Duże złoża takich rud znajdują się w Afryce (Transwalu) i Kanadzie. W naszym kraju najbogatsze złoża rud miedzi i niklu znajdują się w Arktyce (Norilsk, Talnakh).

Pallad występuje nie tylko w głębinach naszej planety, o czym świadczą analizy chemiczne kosmicznych „gości”. Tak więc w meteorytach żelaznych znajduje się do 7,7 grama palladu na tonę substancji, a w meteorytach kamiennych - do 3,5 grama. Odkryto go na Słońcu jednocześnie z helem w 1868 roku.

Nic dziwnego, że Rosja, posiadająca najbogatsze zasoby rud platyny, jest jednym z największych na świecie producentów i eksporterów palladu, a także platyny, niklu i miedzi. Liderem w tym obszarze wśród rosyjskich firm jest MMC Norilsk Nickel. Przedsiębiorstwa należące do spółki wydobywają cenne metale na Półwyspie Tajmyr i Kolskim. Trwa zagospodarowanie złóż na terytorium Krasnojarska. Uważa się, że złoża Półwyspu Taimyr należą do najbogatszych na świecie pod względem zawartości palladu w rudach siarczkowych. Z tego powodu firma Norilsk Nickel jest właścicielem największych na świecie zasobów palladu.

Aplikacja

Kolejną bardzo cenną właściwością palladu jest jego stosunkowo niska cena. Tak więc pod koniec lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku kosztowała około pięć razy mniej niż platyna. Z biegiem czasu cena czterdziestego szóstego pierwiastka rosła, ale rosły także ceny innych metali szlachetnych. To właśnie ta jakość palladu czyni go najbardziej obiecującym ze wszystkich metali platynowych, poszerzając zakres jego zastosowania.

Pallad, podobnie jak inne metale platynowe, jest doskonałym katalizatorem. W jego obecności rozpoczyna się i przebiega w niskich temperaturach wiele praktycznie ważnych reakcji, np. procesy uwodornienia tłuszczów i krakingu oleju. Pallad przyspiesza procesy uwodornienia wielu produktów organicznych znacznie lepiej niż sprawdzony katalizator jakim jest nikiel. Czterdziesty szósty pierwiastek stosowany jest jako katalizator w produkcji acetylenu, wielu farmaceutyków, kwasu siarkowego, azotowego, octowego, nawozów, materiałów wybuchowych, amoniaku, chloru, sody kaustycznej i innych produktów syntezy organicznej.

W urządzeniach do produkcji chemicznej katalizator palladowy najczęściej stosuje się w postaci „czerni” (w stanie drobno zdyspergowanym pallad, jak wszystkie metale platynowe, staje się czarny) lub w postaci tlenku PdO (w aparatach do uwodornienia). Od lat siedemdziesiątych XX wieku pallad jest aktywnie wykorzystywany w przemyśle motoryzacyjnym w katalizatorach dopalania gazów spalinowych (neutralizatorach). Nawiasem mówiąc, neutralizatory są niezbędne nie tylko do oczyszczania spalin samochodowych, ale także do oczyszczania wszelkich emisji gazów, na przykład w elektrowniach cieplnych. Instalacje przemysłowe do tego celu wykorzystywane są w USA, niektórych krajach UE i Japonii.

Ze względu na fakt, że wodór aktywnie dyfunduje przez pallad, ten ostatni służy do głębokiego oczyszczania wodoru. Pod niewielkim ciśnieniem gaz przepuszcza się przez rurki palladowe, zamknięte z jednej strony, podgrzewane do temperatury 600°C. Wodór szybko przechodzi przez pallad, a zanieczyszczenia (para wodna, węglowodory, tlen, azot) zostają zatrzymane w rurkach. Aby obniżyć koszty procesu, nie stosuje się czystego palladu, lecz jego stopy z innymi metalami (srebro, itr).

Pallad i jego stopy są szeroko stosowane w elektronice do tworzenia powłok odpornych na siarczki. Pewna ilość tego metalu wykorzystywana jest do produkcji precyzyjnych, precyzyjnych topników oporowych (sprzęt lotniczy i wojskowy), w tym w postaci stopu z wolframem (na przykład PdV-20M). W czystej postaci pallad wchodzi w skład kondensatorów ceramicznych o wysokiej stabilności temperaturowej pojemności, które znajdują zastosowanie w produkcji pagerów, telefonów komórkowych, komputerów, telewizorów szerokoekranowych i innych urządzeń elektronicznych. Chlorek palladu PdCl2 stosowany jest jako substancja aktywująca w galwanicznej metalizacji dielektryków – w szczególności osadzania miedzi na powierzchni laminatów przy produkcji płytek drukowanych w elektronice.

Czterdziesty szósty pierwiastek potrzebny jest także w biżuterii, zarówno jako składnik stopów, jak i samodzielnie. Na przykład dobrze znana koncepcja „białego złota” odnosi się do stopu złota, palladu i niektórych innych pierwiastków. Przykładowo „białe złoto” o próbie 583 zawiera 13% palladu, a biały metal szlachetny o próbie 750 ma następujący skład: Au – 75%, Ag – 4%, Pd – 21% (dla tej próbki skład może się różnić) . Biżuteria „czysta” z palladu zawiera domieszkę 5% rutenu.

Pallad wykorzystuje się do produkcji specjalnych naczyń chemicznych (np. do produkcji kwasu fluorowodorowego) – kostek destylacyjnych, naczyń, części pomp, retort. Część metalu przeznaczana jest na produkcję odpornych na korozję części precyzyjnych przyrządów pomiarowych.

W przemyśle szklarskim stopy palladu stosuje się w tyglach do topienia szkła oraz w matrycach do produkcji nici sztucznego jedwabiu i wiskozy.

Pallad i jego stopy wykorzystywane są także w medycynie – do produkcji instrumentów medycznych, części rozruszników serca i protez zębowych. W niektórych krajach z niewielkiej ilości palladu otrzymuje się leki cytostatyczne – w postaci związków złożonych, podobnych do cisplatyny.

Produkcja

Wiemy, że William Hyde Wollaston wyizolował pallad studiując najnowsze metody rafinacji platyny. Rozpuszczając surową platynę w wodzie królewskiej i wytrącając z roztworu amoniakiem wyłącznie czysty metal szlachetny, chemik zauważył niezwykły różowy kolor roztworu. Koloru tego rodzaju nie można wytłumaczyć obecnością znanych zanieczyszczeń w surowej platynie, z czego Wollaston wywnioskował, że w próbkach badanej rudy znajdowały się pewne metale platynowe.

Po potraktowaniu powstałego roztworu o niezwykłej barwie cynkiem angielski chemik otrzymał czarny osad, który wysuszył i próbował ponownie rozpuścić w wodzie królewskiej. Jednakże nie cały proszek został rozpuszczony. Rozcieńczając ten roztwór wodą i dodając cyjanek potasu (aby uniknąć wytrącania się niewielkich ilości platyny pozostałej w roztworze), William Wollaston otrzymał pomarańczowy osad, który po podgrzaniu stał się szary, a po stopieniu zmienił się w kroplę metal, który naukowiec próbował rozpuścić w kwasie azotowym. Częścią rozpuszczalną był pallad.

Sam naukowiec opisał odkrycie nowego metalu tak skomplikowanym i niejasnym językiem. Nowoczesne metody otrzymywania czystego palladu z surowców naturalnych, polegające na separacji związków chemicznych metali platynowych, są bardzo złożone i czasochłonne. Większość firm i korporacji zajmujących się rafinacją nie chce dzielić się swoimi tajemnicami produkcyjnymi. Można tylko powiedzieć, że produkcja palladu jest jednym z etapów przetwarzania surowej platyny i produkcji metali platynowych. Metal otrzymuje się według następującego schematu: z filtratu pozostałego po wytrąceniu (NH4)2 w wyniku rafinacji otrzymuje się trudno rozpuszczalny związek kompleksowy dichlorodiaminopallad Cl2, oczyszcza się go z zanieczyszczeń innymi metalami poprzez rekrystalizację z roztworu NH4Cl. W wyniku kalcynacji tego związku w redukującej atmosferze wodoru otrzymuje się pallad w postaci gąbki:

Cl2 + H2 → Pd + 2NH3 + 2HCl

Pallad gąbczasty wytapia się w elektrycznym piecu próżniowym o wysokiej częstotliwości. W wyniku redukcji roztworów soli palladu otrzymuje się drobnokrystaliczny pallad – czerń palladową. Elektroosadzanie palladu przeprowadza się z elektrolitów azotynowych i fosforanowych, w szczególności przy użyciu Na2.

Stosowane są także inne metody rafinacji, w szczególności oparte na wykorzystaniu wymieniaczy jonowych.

Wiadomo, że w połowie lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku roczne wydobycie i produkcja palladu w krajach zachodnich i rozwijających się wynosiło około 25-30 ton. Z materiałów pochodzących z recyklingu uzyskano nie więcej niż dziesięć procent palladu. Jednocześnie na ZSRR przypadało aż dwie trzecie całkowitej światowej produkcji tego metalu szlachetnego. W naszych czasach (według stanu na rok 2007) produkcja palladu wyniosła 267 ton, z czego w Rosji 141 ton, w Republice Południowej Afryki – 86 ton, w USA i Kanadzie – 31 ton, w pozostałych krajach – 9 ton. Z tych statystyk jasno wynika, że produkcja, a także wydobycie czterdziestego szóstego pierwiastka rośnie, a rola lidera nadal pozostaje przy naszym kraju.

Produkty palladowe produkowane są głównie metodą tłoczenia i walcowania na zimno. Z tego metalu dość łatwo jest uzyskać rury bez szwu o wymaganej długości i średnicy. Ponadto pallad produkowany jest w postaci wlewków o masie 3000-3500 gramów, a także w postaci taśm, pasków, folii, drutu i innych półproduktów.

Rynek handlu metalami charakteryzuje się szybkim wzrostem zapotrzebowania na pallad. Możliwe, że już wkrótce istniejąca podaż na rynku nie będzie już wystarczająca, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na metal, w efekcie czego cena palladu wzrośnie jeszcze wyżej. Tym samym pallad staje się najlepszą inwestycją wśród metali szlachetnych.

Właściwości fizyczne

Pallad to szlachetna platyna o srebrzystobiałym kolorze z sześcienną siatką skupioną na powierzchni, podobną do miedzi (a = 0,38902 nm, z = 4). Będąc częścią pierwszej triady metali z grupy platynowców, pallad nadal bardziej przypomina srebro niż platynę. Jednocześnie wszystkie trzy metale mają bardzo podobny wygląd, ale tego samego nie można powiedzieć o ich gęstości. Pod tym względem pallad (gęstość 12,02 g/cm3) jest znacznie bliższy srebrowi (10,49 g/cm3) niż platynie (21,5 g/cm3).

Oprócz tego, że czterdziesty szósty pierwiastek jest najlżejszym z metali platynowych, jest także z nich najbardziej topliwy – temperatura topnienia Pd wynosi 1552°C, natomiast temperatura topnienia platyny (Pt) wynosi 1769° C, temperatura topnienia rodu (Rh) 1960°C, temperatura topnienia rutenu (Ru) wynosi 2250°C, irydu (Ir) temperatura topnienia wynosi 2410°C, a temperatura topnienia osmu (Os) przekracza 3000°C. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku metali platynowych – najniższa temperatura wrzenia jest dla palladu (3980°C), dla rodu i platyny około 4500°C, dla rutenu około 4900°C, a dla irydu (5300°C) i osmu (5500 ° C) to najwyższa temperatura wrzenia ze wszystkich platynoidów.

Inne charakterystyki temperaturowe czterdziestego szóstego pierwiastka: pojemność cieplna (w temperaturze 0 °C) 0,058 cal/(g∙°C) lub 0,243 kJ/(kg∙K); przewodność cieplna 0,17 cal/(cm∙s∙°C) lub 71 W/(m∙K). Liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej w temperaturze 0 °C wynosi 11,67∙10-6.

Podobieństwo wyglądu palladu do srebra i platyny, jego zdolność do dobrego polerowania, odporność na korozję, a co za tym idzie brak matowienia – wszystkie te cechy uczyniły czterdziesty szósty pierwiastek jednym z metali jubilerskich. W palladowej oprawie kamienie szlachetne efektownie się wyróżniają. Dużą popularnością cieszą się zegarki w kopertach z białego złota. Wydawałoby się, co ma z tym wspólnego pallad? Faktem jest, że „białe złoto” w przypadku kopert zegarków to złoto wybielone dodatkiem palladu. Dobrze znana jest zdolność palladu do „wybielania” dużych ilości złota. Pallad ma także korzystny wpływ na inne metale. Zatem jego dodatek do tytanu (mniej niż 1%) może przekształcić ten metal w stop całkowicie odporny na agresywne środowisko. Czysty tytan jest odporny na wodę królewską i kwas azotowy, ale jest niestabilny na stężone kwasy solny i siarkowy. Tytan, stopowy z palladem, z łatwością wytrzymuje ich wpływ.

Podobnie jak platyna, pallad jest ciągliwym i kowalnym metalem, który można łatwo spawać, walcować, rozciągać, tłoczyć i rozciągać nawet w temperaturze pokojowej. W przypadku ogrzewanego palladu właściwości te ulegają poprawie, można z niego uzyskać najcieńsze blachy, druty i rury bez szwu o wymaganej długości i średnicy. Twardość Brinella 49 kgf/mm2. Normalny moduł sprężystości czterdziestego szóstego elementu wynosi 12600 kgf/mm2. Wydłużenie przy zerwaniu 24-30%. Wytrzymałość na rozciąganie 18,5 kgf/mm2. Warto zauważyć, że właściwości mechaniczne palladu nie są stałe, co jest ważne dla technologii. Tak więc po obróbce na zimno twardość tego metalu wzrasta 2-2,5 razy, ale maleje po wyżarzaniu. Dodatki metali pokrewnych wpływają również na właściwości palladu: dodatek 4% rutenu i 1% rodu podwaja wytrzymałość na rozciąganie!

Podobnie jak wszystkie metale platynowe, pallad jest paramagnetykiem, jego podatność magnetyczna χs∙10-6 (w temperaturze 18 °C) wynosi 5,4 jednostki elektromagnetycznej. Oporność elektryczna w temperaturze 0 °C wynosi 10 Ohm∙cm∙10-6. Pallad ma wyjątkową zdolność pochłaniania wodoru: w normalnych warunkach w jednej objętości palladu rozpuszcza się ponad osiemset objętości wodoru. W takim przypadku element zachowuje swój metaliczny wygląd, ale pęka i staje się kruchy.

Właściwości chemiczne

Zanim opiszemy właściwości chemiczne palladu, należy wspomnieć, że jest to jedyny pierwiastek posiadający wyjątkowo wypełnioną zewnętrzną powłokę elektronową: na zewnętrznej orbicie atomu palladu znajduje się 18 elektronów. Jakie znaczenie ma ten fakt? Faktem jest, że przy takiej strukturze atom po prostu nie może mieć najwyższej odporności chemicznej. Dlatego nawet całkowicie niszczący fluor nie wpływa na pallad w normalnych warunkach. W związkach pallad może być dwu-, trój- i czterowartościowy, najczęściej dwuwartościowy. Jednocześnie czterdziesty szósty pierwiastek jest najbardziej aktywnym metalem platyny, zbliżonym właściwościami chemicznymi do platyny. W powietrzu pallad jest stabilny do temperatury 300-350°C, po czym zaczyna utleniać się pod wpływem tlenu, tworząc na powierzchni matową warstwę tlenku palladu PdO:

2Pd + O2 → 2PdO

Co ciekawe, po „przekroczeniu” progu 850°C tlenek palladu PdO rozkłada się na metal i tlen i w tej temperaturze pallad metaliczny ponownie staje się odporny na utlenianie.

Pallad nie reaguje z wodą, rozcieńczonymi kwasami, zasadami ani hydratem amoniaku. Wyjaśnia to położenie czterdziestego szóstego elementu w szeregu standardowych potencjałów, gdzie znajduje się na prawo od wodoru. Ale pallad oddziałuje ze stężonymi kwasami siarkowymi i azotowymi i rozpuszcza się w wodzie królewskiej:

Pd + 2H2SO4 → PdSO4 + SO2 + 2H2O

Pd + 4HNO3 → Pd(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O

3Pd + 4HNO3 + 18HCl → 3H2 + 4NO + 8H2O,

i również przechodzi do roztworu po rozpuszczeniu anodowym w kwasie solnym. Po rozpuszczeniu w wodzie królewskiej pallad tworzy kwas heksachloropalladu (IV) H2, który rozkłada się po wrzeniu do H2 i Cl2.

W temperaturze pokojowej pallad reaguje z mokrym bromem i chlorem:

Pd + Cl2 → PdCl2

Dichlorek palladu PdCl2 - czerwone kryształy, łatwo rozpuszczalne w wodzie i kwasie solnym. Ponadto w wyniku ostatniej reakcji otrzymuje się kwas tetrachloropalladu(II) H2.

W temperaturach powyżej 500°C czterdziesty szósty pierwiastek może oddziaływać z fluorem i innymi silnymi utleniaczami, a także z siarką, selenem, tellurem, arsenem i krzemem.

Bardzo interesujące jest oddziaływanie palladu z wodorem - metal jest w stanie zaabsorbować duże ilości tego gazu (w temperaturze pokojowej jedna objętość palladu pochłania aż do 950 objętości wodoru) na skutek tworzenia się roztworów stałych ze wzrostem parametr sieci krystalicznej. Wodór występuje w metalu w postaci atomowej i ma wysoką aktywność chemiczną. Absorpcja dużej ilości wodoru nie pozostawia śladów na palladzie - metal pęcznieje, pęcznieje i pęka. Zaabsorbowany gaz można łatwo usunąć z palladu po podgrzaniu do 100°C w próżni.

Oprócz pochłaniania wodoru, pallad ma właściwość przepuszczania tego gazu przez siebie. Jeśli więc wodór zostanie wpompowany pod ciśnieniem do naczynia wykonanego z palladu, a następnie szczelnie zamknięty pojemnik zostanie podgrzany, wówczas wodór „wypłynie” z palladowego naczynia przez ścianki, jak woda przez sito. W temperaturze 240°C w ciągu jednej minuty przez każdy centymetr kwadratowy płyty palladowej o grubości milimetra przechodzi 40 centymetrów sześciennych wodoru, a wraz ze wzrostem temperatury przepuszczalność metalu staje się jeszcze bardziej znacząca.

Podobnie jak wszystkie metale platynowe, pallad tworzy wiele złożonych związków. Kompleksy dwuwartościowego palladu z aminami, oksymami, tiomocznikiem i wieloma innymi związkami organicznymi mają płaską, kwadratową strukturę i tym różnią się od złożonych związków innych platynoidów. Prawie zawsze tworzą nieporęczne kompleksy oktaedryczne. Współczesna nauka zna ponad tysiąc kompleksowych związków palladu. Część z nich przynosi praktyczne korzyści – przynajmniej w produkcji samego palladu.

Pallad został odkryty w 1803 roku przez W. H. Wollastona podczas badań rodzimej platyny.

Londyński lekarz Wollaston praktykował na obszarach robotniczych. Na brak pacjentów (którzy jednak nie mieli z czego płacić za wizyty) nie mógł narzekać – ich liczba szybko rosła. Jednak zarówno sztuka lekarza, jak i lekarstwa, które hojnie dostarczał swoim pacjentom, często pozostawały bezsilne wobec głodu, chorób przewlekłych i zawodowych.

Rozczarowany praktyką medyczną Wollaston na zawsze porzucił medycynę i od 1800 roku całkowicie poświęcił się badaniu platyny. Potrzebowaliśmy pieniędzy na życie oraz na zakup materiałów i sprzętu do laboratorium. Wollaston, niezwykle utalentowany i przedsiębiorczy człowiek, opracował metodę wytwarzania przyborów i wyposażenia z platyny: retorty do kondensacji kwasu siarkowego, naczynia do oddzielania srebra i złota, wzorce miar itp. Co więcej, w dzisiejszym języku szybko zastosował tę metodę w praktyce. I właśnie w tych latach naczynia platynowe stały się koniecznością w laboratoriach chemicznych. Dobrze się o tym wypowie wybitny niemiecki chemik Justus Liebig, choć nieco później w swoich „listach chemicznych”: „Bez platyny w wielu przypadkach nie byłaby możliwa analiza minerałów... Skład większości minerałów byłby nieznany. ” I nie chodzi tylko o minerały: pierwsza ćwierć XIX wieku. – czas wielkich zmian w chemii.

Biznes Wollastona kwitł; produkty wychodzące z jego warsztatu cieszyły się dużym zainteresowaniem w wielu krajach, były poza konkurencją i przyniosły znaczny dochód przedsiębiorcy Wollastonowi. Jednak sukces w handlu nie uderzył mu do głowy. Jako nieliczny ówczesny naukowiec Wollaston rozumiał i konsekwentnie realizował ideę wzajemnie owocnego powiązania nauki z praktyką.

Pracując nad dalszym udoskonalaniem metod rafinacji i obróbki platyny, wpadł na pomysł możliwości istnienia metali platynopodobnych. Komercyjna platyna, z którą pracował Wollaston, była skażona złotem i rtęcią. Starając się uzyskać czystszy metal, Wollaston pozbył się tych i innych zanieczyszczeń. Rozpuścił surową platynę w wodzie królewskiej, po czym z roztworu wytrącił jedynie platynę – szczególnie czystym amoniakiem NH 4 Cl. Wtedy zauważył, że roztwór pozostały po osadzeniu platyny był różowy. Tego koloru nie można wytłumaczyć znanymi zanieczyszczeniami (rtęć, złoto).

Wollaston zareagował z cynkiem w kolorowym roztworze: utworzył się czarny osad. Po wysuszeniu Wollaston próbował rozpuścić go w wodzie królewskiej. Część proszku rozpuściła się, a część pozostała nierozpuszczona. O swoich dalszych badaniach Wollaston napisał: „Po rozcieńczeniu tego roztworu wodą, aby uniknąć wytrącenia się niewielkich ilości pozostającej w roztworze platyny, dodałem do niego cyjanek potasu - utworzył się obfity pomarańczowy osad, który po podgrzaniu zmienił kolor na szary ... Następnie ten osad stopił się w kropelkę o ciężarze właściwym mniejszym niż rtęć... Część tego metalu rozpuszczono w kwasie azotowym i wystawiono na sprzedaż wszystkie właściwości palladu. Z drugiej, nierozpuszczalnej części wyizolowano inny platynoid, rod.

Dlaczego Wollaston nazwał pierwszego z odkrytych satelitów platyną palladem, a drugiego rodem? Rod – od greckiego ροδοεις – „różowy”; Sole rodu nadają roztworowi różowy kolor. Drugie imię nie jest związane z chemią. Świadczy to o zainteresowaniu Wollastona innymi naukami, w szczególności astronomią. Krótko przed odkryciem palladu i rodu (w 1802 r.) niemiecki astronom Olbers odkrył nową asteroidę w Układzie Słonecznym i nazwał ją Pallas na cześć starożytnej greckiej bogini mądrości Ateny Pallas. A Wollaston nazwał jeden ze „swoich” pierwiastków na cześć tej asteroidy, a dokładniej na cześć tego astronomicznego odkrycia.

Pan Forster, znany handlarz minerałami w Londynie, nie wyraził większego zdziwienia, gdy pewnego deszczowego jesiennego dnia 1803 roku otrzymał list od osoby pragnącej zachować anonimowość.

Na drogim papierze, pięknym pismem, była prośba: spróbuj sprzedać niewielką ilość nowego metalicznego palladu, który ani wyglądem, ani właściwościami nie ustępuje szlachetnej platynie. Do listu dołączona była niewielka i niezbyt ciężka sztabka.

Forster zgodził się – metal był naprawdę piękny. Co więcej, nic nie przyciąga ludzi bardziej niż niezwykłe i tajemnicze przypadki... A kupiec może na nich zyskać, jeśli dużo wie o reklamie. Wkrótce doniesienia o sprzedaży sztabek palladu w sklepie Forstera stały się publiczne, a pasja wokół nowego metalu rozgorzała.

Ponieważ sposób ogłoszenia odkrycia nowego metalu (za pośrednictwem kupca!) był wyraźnie nietypowy, wielu naukowców w Anglii podejrzewało podstęp. Debata wokół palladu stawała się coraz bardziej gorąca zarówno w środowisku naukowym, jak i wśród przedsiębiorców.

W tamtym czasie Richard Chenevix wyróżniał się na tle angielskich chemików analitycznych, z których większość była tradycyjnie prymitywna lub flegmatyczna. Będąc z urodzenia Irlandczykiem, człowiekiem porywczym i kłótliwym, szczególnie zależało mu na zdemaskowaniu „oszukańczego triku” i nie bacząc na wysoką cenę, kupił sztabkę palladu i zaczął ją analizować. Uprzedzenia dały się we znaki: Chenevix szybko przekonał się, że metal zwany palladem „nie jest nowym pierwiastkiem, jak haniebnie twierdzono”, lecz po prostu stopem platyny i rtęci. Chenevix natychmiast wyraził swoją opinię – najpierw w raporcie odczytanym członkom Towarzystwa Królewskiego w Londynie, a następnie w prasie. Jednak innym chemikom przy wszystkich swoich wysiłkach nie udało się znaleźć ani rtęci, ani platyny w palladzie... Sekretarzem Towarzystwa Królewskiego (założonego w 1622 roku i służącego jako Angielska Akademia Nauk) był wówczas William Hyde Wollaston. Zagorzały przeciwnik rutyny i szablonów w nauce, od czasu do czasu interweniował w przedłużającym się sporze i umiejętnie go zaostrzał. Pasje wokół palladu albo się nasiliły, albo opadły, a kiedy wreszcie wszystkim zaczął się znudzić nowy pierwiastek (lub pseudopierwiastek), w najsłynniejszym czasopiśmie naukowym w Anglii Nicholsons Journal ukazało się anonimowe ogłoszenie. Zgłaszający, za pośrednictwem redaktora, zaoferował nagrodę w wysokości 20 funtów szterlingów każdemu, kto w ciągu roku przygotuje sztuczny pallad. Zainteresowanie nowym metalem ponownie wzrosło. Jednak wszelkie próby sztucznego przygotowania palladu niezmiennie kończyły się niepowodzeniem.

Dopiero w 1804 roku Wollaston poinformował Towarzystwo Królewskie o odkryciu palladu i innego nowego metalu szlachetnego, rodu, w surowej platynie. W lutym 1805 roku w liście otwartym opublikowanym w Nicholsons Journal Wollaston przyznał, że skandaliczny szum wokół palladu był także jego dziełem. To on wystawił na sprzedaż nowy metal, a następnie ustalił premię za jego sztuczne przygotowanie. W tym czasie miał już niezbite dowody na to, że pallad i rod są naprawdę nowymi metalami podobnymi do platyny.

O odkrywcy palladu

Życie Williama Hyde’a Wollastona zbiegło się z latami, w których Anglia stała się krajem klasycznego kapitalizmu. Rewolucja przemysłowa, która rozpoczęła się tu w latach 60. XVIII wieku, dała początek szybkiemu wzrostowi produkcji. Zajęcie kolonii nabrało niespotykanych dotąd rozmiarów. Burżuazja wzbogaciła się niewiarygodnie, a ci, którzy stworzyli wielkość Anglii – lud pracujący – żyli w zatrważających warunkach. Londyński lekarz Wollaston praktykował na obszarach robotniczych. Na brak pacjentów (którzy jednak nie mieli z czego płacić za wizyty) nie mógł narzekać – ich liczba szybko rosła. Jednak zarówno sztuka lekarza, jak i lekarstwa, które hojnie dostarczał swoim pacjentom, często pozostawały bezsilne wobec głodu, chorób przewlekłych i zawodowych.

Uwolniona z okowów teorii flogistonu, chemia posunęła się naprzód skokowo. To nie przypadek, że na przełomie XVIII i XIX w. (±10 lat) odkryto około 20 nowych pierwiastków chemicznych.

Pracując nad dalszym udoskonalaniem metod rafinacji i obróbki platyny, wpadł na pomysł możliwości istnienia metali platynopodobnych. Komercyjna platyna, z którą pracował Wollaston, była skażona złotem i rtęcią. Starając się uzyskać czystszy metal, Wollaston pozbył się tych i innych zanieczyszczeń. Rozpuścił surową platynę w wodzie królewskiej, po czym z roztworu wytrącił jedynie platynę – szczególnie czystym amoniakiem NH4Cl. Wtedy zauważył, że roztwór pozostały po osadzeniu platyny był różowy. Tego koloru nie można wytłumaczyć znanymi zanieczyszczeniami (rtęć, złoto).

Wollaston zareagował z cynkiem w kolorowym roztworze: utworzył się czarny osad. Po wysuszeniu Wollaston próbował rozpuścić go w wodzie królewskiej. Część proszku rozpuściła się, a część pozostała nierozpuszczona. O swoich dalszych badaniach Wollaston napisał: „Po rozcieńczeniu tego roztworu wodą, aby uniknąć wytrącenia się niewielkich ilości pozostającej w roztworze platyny, dodałem do niego cyjanek potasu - utworzył się obfity pomarańczowy osad, który po podgrzaniu zmienił kolor na szary ... Następnie ten osad stopił się w kropelkę o ciężarze właściwym mniejszym niż rtęć... Część tego metalu rozpuszczono w kwasie azotowym i wystawiono na sprzedaż wszystkie właściwości palladu. Z drugiej nierozpuszczalnej części wyizolowano inny platynoid, rod.

Dlaczego Wollaston nazwał pierwszego z odkrytych satelitów platyną palladem, a drugiego rodem? Rod - z greckiego ροδοεις - „różowy”; Sole rodu nadają roztworowi różowy kolor. Drugie imię nie jest związane z chemią. Świadczy to o zainteresowaniu Wollastona innymi naukami, w szczególności astronomią. Krótko przed odkryciem palladu i rodu (w 1802 r.) niemiecki astronom Olbers odkrył nową asteroidę w Układzie Słonecznym i nazwał ją Pallas na cześć starożytnej greckiej bogini mądrości Ateny Pallas. A Wollaston nazwał jeden ze „swoich” pierwiastków na cześć tej asteroidy, a dokładniej na cześć tego astronomicznego odkrycia

O źródłach palladu - rzeczywistych, obiecujących i mało obiecujących

Wollaston musiał wydobywać pallad z surowej platyny, wydobywanej przypadkowo podczas przemywania piasków złotonośnych w odległej Kolumbii. W tamtym czasie ziarna rodzimej platyny były jedynym znanym ludziom minerałem zawierającym pallad. Obecnie wiadomo, że około 30 minerałów zawiera ten pierwiastek.

Podobnie jak wszystkie metale z grupy platynowców, pallad jest dość rzadki. Chociaż z czym porównać! Szacuje się, że w skorupie ziemskiej wynosi ona 1,10-6%, tj. około dwa razy więcej niż złoto. Największe pokładowe złoża platyny, a co za tym idzie palladu, znajdują się w naszym kraju (Ural), Kolumbii, Alasce i Australii. W piaskach złota często można znaleźć niewielkie ilości palladu.

Jednak głównym dostawcą tego metalu były złoża rud siarczkowych niklu i miedzi. I oczywiście podczas przetwarzania takich rud cenny pallad ekstrahuje się jako produkt uboczny. Rozległe złoża takich rud znajdują się w Transwalu (Afryka) i Kanadzie.

Odkryte w ostatnich dziesięcioleciach najbogatsze złoża rud miedzi i niklu w Arktyce (Norilsk, Talnach) otworzyły ogromne możliwości dalszego zwiększania produkcji metali platynowych, a przede wszystkim palladu. W końcu jego zawartość w takich rudach jest trzykrotnie większa niż sama platyna, nie wspominając o innych satelitach.

Metody otrzymywania czystego palladu z surowców naturalnych, polegające na rozdzielaniu związków chemicznych metali platynowych, są bardzo złożone i czasochłonne. Zagraniczne firmy zajmujące się rafinerią niezbyt chętnie dzielą się swoimi tajemnicami produkcyjnymi. Naturalnie, my też. I nie ma sensu opisywać technologii, która miała trzydzieści lat. Zostawmy więc technologię na boku i porozmawiajmy bardziej szczegółowo o minerałach.

Z sześciu metali platynowych, oprócz samej platyny, tylko pallad występuje w stanie natywnym. Z wyglądu dość trudno odróżnić ją od rodzimej platyny, ale jest od niej znacznie lżejsza i bardziej miękka. Analiza chemiczna pokazuje, że pallad rodzimy zwykle zawiera zanieczyszczenia: przede wszystkim samą platynę, a czasami także iryd, srebro i złoto. Ale rodzimy pallad jest niezwykle rzadki.

Minerały zawierające pierwiastek nr 46 to jego związki z ołowiem, cyną (związki międzymetaliczne), arsenem, siarką, bizmutem, tellurem. Około jedna trzecia tych minerałów nie została jeszcze dostatecznie zbadana i nie ma nawet nazwy. Tłumaczy się to faktem, że minerały wszystkich platynowców tworzą w rudach mikrowtrącenia i są trudno dostępne do badań. Doskonałe urządzenie, mikroanalizator rentgenowski, pomogło rozszyfrować skład niektórych z tych mikroinkluzji. Za jego pomocą można określić skład chemiczny próbek ważących zaledwie 10-14 g!

Jednym z interesujących minerałów pierwiastka nr 46 jest allopallad, którego charakter jest wciąż badany. Ten srebrzystobiały minerał o metalicznym połysku jest bardzo rzadki. Analiza spektralna wykazała, że zawiera rtęć, platynę, ruten i miedź. Jednak nie udało się jeszcze ostatecznie rozszyfrować składu tego minerału.

W rudach Norylska odkryto pallad platynowy. Jego skład, określony za pomocą mikroanalizatora, zawiera 40% palladu.

Już w 1925 roku w złożach diamentów w Gwinei Brytyjskiej odkryto minerał potaryt. Jego skład PdHg określono metodą konwencjonalnej analizy chemicznej: 34,8% Pd i 65,2% Hg. Możliwe jest jednak również istnienie innych związków palladu z rtęcią, np. Pd2Hg3.

W Brazylii, w stanie Minas Gerais, odkryto bardzo rzadką i wciąż niedostatecznie zbadaną odmianę złota rodzimego – złoto palladowe (lub porpecyt). Zawiera tylko 8...11% palladu. Z wyglądu minerał ten trudno odróżnić od czystego złota.

Są to niektóre z minerałów palladu. Notabene pallad znajdowano także w meteorytach: w meteorytach żelaznych od 1,2...7,7 g/t tej substancji, a w meteorytach kamiennych do 3,5 g/t. Odkryto go na Słońcu jednocześnie z helem w 1868 roku.

O najlżejszym z platynoidów i o „motłochu”, który przyspiesza postęp

Srebrzystobiały pallad bardziej przypomina srebro niż platynę. Właściwie wszystkie te trzy metale wyglądają mniej więcej tak samo, ale pod względem gęstości (12,02 g/cm3) pallad jest bliższy srebrowi (10,49) niż platynie (21,40). Pallad jest najlżejszym z pierwiastków platynowych. I najbardziej topliwy - temperatura topnienia 1552°C. Ciekły pallad wrze tylko w temperaturze 3980°C. Zmiękcza przed stopieniem. Podgrzany pallad można łatwo kuć i spawać. Nawet w temperaturze pokojowej jest miękki i łatwy w obróbce.

Pallad jest na swój sposób piękny, doskonale się poleruje, nie matowieje i nie jest podatny na korozję. W palladowej oprawie kamienie szlachetne efektownie się wyróżniają. Zegarki w kopertach z białego złota cieszą się popularnością za granicą. Tutaj „białe złoto” należy rozumieć w dosłownym tego słowa znaczeniu: jest to złoto wybielone dodatkiem palladu. Pallad może „wybielić” prawie sześciokrotnie więcej złota.

Dla technologii ważna jest zmienność podstawowych właściwości mechanicznych palladu. Na przykład jego twardość gwałtownie wzrasta - 2...2,5 razy - po obróbce na zimno. Dodatki metali pokrewnych również znacząco wpływają na jego właściwości. Typowo jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 18,5 kg/mm2. Ale jeśli dodasz 4% rutenu i 1% rodu do palladu, wytrzymałość na rozciąganie podwoi się. Nawiasem mówiąc, stop ten jest używany w biżuterii.

Produkty palladowe produkowane są najczęściej metodą tłoczenia i walcowania na zimno. Z tego metalu stosunkowo łatwo jest wyprodukować rury bez szwu o wymaganej długości i średnicy.

Nie mniej atrakcyjne są właściwości chemiczne pierwiastka nr 46. Przede wszystkim jest to jedyny metal z niezwykle wypełnioną zewnętrzną powłoką elektronową: na zewnętrznej orbicie atomu palladu znajduje się 18 elektronów. Przy takiej strukturze atom po prostu nie może nie mieć najwyższej odporności chemicznej. To nie przypadek, że nawet wszechniszczący fluor nie wpływa na pallad w normalnych temperaturach.

Jednak, podobnie jak inne metale szlachetne, „szlachetność” palladu ma granicę: w temperaturach 500°C i wyższych może on oddziaływać nie tylko z fluorem, ale także z innymi silnymi utleniaczami. W związkach pallad jest dwu-, trój- i czterowartościowy, najczęściej dwuwartościowy. A także, podobnie jak wszystkie metale platynowe, tworzy wiele złożonych związków. Kompleksy dwuwartościowego palladu z aminami, oksymami, tiomocznikiem i wieloma innymi związkami organicznymi mają płaską, kwadratową strukturę, co różni się od złożonych związków innych metali platyny. Prawie zawsze tworzą nieporęczne kompleksy oktaedryczne.

Obecnie znanych jest wiele tysięcy kompleksowych związków palladu. Część z nich przynosi praktyczne korzyści – przynajmniej w produkcji samego palladu.

Mówiąc o chemii palladu, nie można nie wspomnieć o jeszcze jednej rzeczy. Podobnie jak wszystkie metale platynowe, jest doskonałym katalizatorem. W obecności palladu wiele praktycznie ważnych reakcji rozpoczyna się i przebiega w niskich temperaturach. Pallad przyspiesza procesy uwodornienia wielu produktów organicznych nawet lepiej niż sprawdzony katalizator jakim jest nikiel. Pierwiastek nr 46 wykorzystywany jest do produkcji acetylenu, wielu farmaceutyków i innych produktów syntezy organicznej.

W aparaturze przemysłu chemicznego pallad stosuje się zwykle w postaci „czerni” (w stanie drobno zdyspergowanym pallad, jak wszystkie metale platynowe, nabiera czarnego koloru) lub w postaci tlenku PdO (w aparatach do uwodornienia). Katalizator z sadzą palladową przygotowuje się w następujący sposób: porowaty materiał (węgiel drzewny, pumeks, kreda) impregnuje się alkalicznym roztworem chlorku palladu. Następnie po podgrzaniu w strumieniu wodoru chlorek redukuje się do metalu, a na nośniku osadza się czysty pallad w postaci drobnej czerni.

Dlaczego pallad szczególnie dobrze przyspiesza reakcje uwodornienia? Uważa się, że właściwości katalityczne tego pierwiastka związane są z jego niesamowitą zdolnością pochłaniania wodoru. Możliwe, że niektóre atomy wodoru są związane z palladem i służy on jako przekaźnik wodoru z jednej cząsteczki na drugą.

W temperaturze pokojowej jedna objętość palladu pochłania do 950 objętości wodoru. Jednocześnie naturalnie pęcznieje i pęka. Pallad jest „ukierunkowany” szczególnie na wodór, ale absorbuje inne gazy, na przykład tlen, gorzej niż platyna. Zwiększona absorpcja gazu jest charakterystyczna dla całej klasy platynowców.

I o jeszcze jednej bardzo cennej właściwości

Tą „właściwością” jest względna taniość palladu. W latach 60. naszego stulecia kosztowała około pięć razy mniej niż platyna (517 i 2665 dolarów za kilogram). Ta właściwość sprawia, że pallad jest prawdopodobnie najbardziej obiecującym ze wszystkich metali platynowych. Już dodatek palladu obniża koszt niektórych stopów, na przykład jednego ze stopów do produkcji protez zębowych (zawiera także miedź, srebro, złoto i platynę). A fakt, że pallad stał się najbardziej dostępnym metalem platynowym, otwiera przed nim coraz szerszą drogę do technologii.

Już dawno minęły czasy, gdy pallad ekstrahowano w niewielkich ilościach wyłącznie z surowej platyny. Obecnie jest produkowana w dziesiątkach ton rocznie i tam, gdzie to możliwe, coraz częściej zastępuje platynę. Głównymi odbiorcami tego metalu są obecnie elektrotechnika i chemia.

Nazwany na cześć Wollastona

Wśród odznaczeń doceniających pracę najwybitniejszych naukowców świata znajduje się medal Wollaston, wykonany z czystego palladu. Założona prawie 150 lat temu przez Londyńskie Towarzystwo Geologiczne, po raz pierwszy została wybita w złocie; Następnie w 1846 roku słynny metalurg Johnson wydobył czysty pallad z brazylijskiego złota palladowego, przeznaczonego wyłącznie do produkcji tego medalu.

Charles Darwin był jednym z odznaczonych Medalem Wollastona. W 1943 roku medal został przyznany akademikowi Aleksandrowi Jewgiejewiczowi Fersmanowi za wybitne badania mineralogiczne i geochemiczne. Obecnie medal ten znajduje się w Państwowym Muzeum Historycznym.

Pallad – oczyszczacz wodoru

Astrofizycy obliczyli, że w naszej Galaktyce jest więcej wodoru niż innych pierwiastków razem wziętych. A na Ziemi jest mniej niż 1% wodoru. Trudno wymienić wszystkie zastosowania tego pierwiastka; Wystarczy pamiętać, że wodór jest ważnym paliwem rakietowym. Ale cały ziemski wodór jest związany; Najlżejszy z gazów trzeba pozyskiwać w fabrykach: albo z metanu w procesie konwersji, albo z wody w procesie elektrolizy. W obu przypadkach nie można uzyskać absolutnie czystego wodoru. Do oczyszczania wodoru nadal niezbędny jest pallad (lub jego stop ze srebrem). Konstrukcja urządzenia nie jest aż tak skomplikowana. Wykorzystuje się unikalną zdolność wodoru do dyfuzji z ogromną prędkością przez cienką (do 0,1 mm) płytkę palladu. Pod niewielkim ciśnieniem gaz przepuszcza się przez jednostronnie zamknięte rurki palladowe i podgrzewa do temperatury 600°C. Wodór szybko przechodzi przez pallad, a zanieczyszczenia (para wodna, węglowodory, O2, N2) zatrzymują się w rurkach.

Z Dziennika Górniczego z 1827 r

„W 1822 r. rząd hiszpański zlecił G. Bréantowi oczyszczenie i przekształcenie w sztabki całej platyny zbieranej w Ameryce przez wiele lat. Przy tej okazji, przetwarzając ponad 61 funtów surowej platyny, wydzielił dwa i ćwierć funta palladu, metalu odkrytego przez Wollastona i ze względu na jego wyjątkową rzadkość cenionego pięć i pół razy więcej niż złoto.

Pierwszy radziecki pallad

W 1922 roku Państwowa Rafineria wyprodukowała pierwszą partię rosyjskiego palladu rafinowanego. Dało to początek przemysłowej produkcji palladu w naszym kraju.

Alarm awaryjny

Tlenek węgla CO nie bez powodu nazywany jest tlenkiem węgla. Ta trucizna jest podwójnie niebezpieczna, ponieważ nie ma koloru, smaku ani zapachu. Obecność CO w powietrzu można określić za pomocą kartki papieru zwilżonej roztworem chlorku palladu. Jest to alarm niezawodny; Gdy tylko zawartość CO w powietrzu przekroczy dopuszczalny poziom (0,02 mg/l), kartka papieru staje się czarna – PdCl2 ulega redukcji do czerni palladowej.

Naprawdę tytan!

Tytan odpowiada nadanemu mu imieniu z niemal wszystkimi jego cechami. Jest trwały, odporny na ciepło i ma wysoką odporność na korozję. Ani kwas azotowy, ani woda królewska, ani inne środki utleniające nie mają na to wpływu. Jednakże koroduje pod wpływem kwasów solnego i siarkowego. Jednak bardzo mały dodatek palladu (do 0,1%) sprawia, że tytan jest metalem odpornym na H2SO4 i HCl. Dodatki (do 1%) palladu zwiększają również odporność chemiczną niektórych rodzajów stali nierdzewnych i wysokochromowych.

Odczynnik „ogólny”.

W naturze metale z VIII grupy układu okresowego często występują razem. A co jeśli z roztworu w warunkach laboratoryjnych trzeba wyizolować tylko pallad (założymy, że jesteśmy w stanie przenieść do roztworu dowolny minerał)? Dimetyloglioksym, dobrze znany odczynnik Chugajewa do niklu, oddziela pallad od wszystkich platynoidów, a także od żelaza, miedzi, a nawet samego niklu. Ze wszystkich pierwiastków przejściowych tylko nikiel i pallad tworzą nierozpuszczalne związki wewnątrzkompleksowe z dimetyloglioksymem, ale nikiel wytrąca się w środowisku zasadowym, a pallad w środowisku kwaśnym. Kompleks palladu ma barwę żółtą, a jego kryształy mają kształt igieł.

Historia jednego nieporozumienia

W 1926 r. w „Komunikatach Niemieckiego Towarzystwa Chemicznego” opublikowano artykuł F. Pannetta i K. Petersa „Przemiana wodoru w hel”. Artykuł ten dotyczył nie tylko helu i wodoru, ale także palladu. Pannett i Peters próbowali przeprowadzić reakcję termojądrową, stanowiącą podstawę energii gwiazdowej, przy użyciu katalizatora palladowego. Chcieli spróbować wyprodukować hel z wodoru, „jeśli zetknie się go z odpowiednim katalizatorem” i „wcześniej poprzestanie na palladzie”.

Jak już wiemy, była to ewidentna próba przy użyciu nieodpowiednich środków. Wiedzieli o tym także niektórzy współcześni Punnettowi i Petersowi, na przykład Rutherford. Jednak autorzy badania myśleli, że osiągnęli swój cel. „Tworzenie helu zachodzi na powierzchni palladu w temperaturze pokojowej” – napisali.

Nie trzeba dodawać, że nikomu nie udało się odtworzyć tego doświadczenia, a pamięć o nim zachowała się w „skarbnicy osobliwości”.

Jednak ciekawa historia poprzedziła odkrycie palladu przez Wollastona. Wollaston po raz pierwszy wspomina o swoim odkryciu w swoim notatniku z lipca 1802 roku, nazywając nowy pierwiastek po prostu literą C. W późniejszych wpisach wspomina, że litera ta najprawdopodobniej oznaczała Ceresium, na cześć niedawno odkrytej asteroidy Ceres. Już w sierpniu 1802 roku zmienił nazwę pierwiastka na pallad.

I odnotowuje to w swojej kolejnej pracy, która jest w całości poświęcona temu elementowi. Tą planetą mogła być Pallas, która później okazała się asteroidą.

Aby określić system wartości swojej pracy, być może dlatego, że wiedział, że francuscy chemicy Collet-Decotille, Foucroy i Vauquelin prowadzą badania w tym samym kierunku, sięgnął po niezwykły trik – jedyny w swoim rodzaju w historii odkrycia pierwiastki nieorganiczne. W kwietniu 1803 roku w Londynie zaczęto rozprowadzać anonimowe ulotki oferujące pallad lub nowy metal szlachetny „nowe srebro” na sprzedaż w sklepie przy Gerrard Street w Soho. Ulotka ta została później opublikowana w Nicholson's Journal.

Podejrzewając oszustwo, irlandzki chemik Richard Chenevix (1774-1830) kupił całą dostępną w sklepie partię materiału za 15 gwinei. Stwierdził, że jest to stop platyny i rtęci. Wielu wybitnych chemików, w tym Vauquelin, Klaproth i Gehlen, badało ten materiał, ale nie zgodziło się, że pallad jest stopem. W grudniu 1803 roku redaktor Nicholson’s Journal otrzymał anonimowy list (można śmiało powiedzieć, że wysłał go Wollaston) z propozycją 20 funtów każdemu, kto w obecności trzech znanych chemików (jednym z nich był odkrywcą) mógł sztucznie wyprodukować pallad niobu, Charles Hatchet) Jednak wcześniej, w listopadzie 1803, Wollaston nieformalnie zgłosił swoje odkrycie palladu Sir Josephowi Banksowi, najwyraźniej obawiając się oskarżeń, gdyby Chenevix otrzymał medal Copleya.

Wyzwanie uzyskania palladu nie zostało przyjęte i w 1805 roku Wollaston oficjalnie ogłosił swoje odkrycie w artykule, który odczytał dla Towarzystwa Królewskiego 4 lipca 1805 roku, chociaż w swojej pracy nad rodem poczynił już szereg odniesień do palladu napisany w 1804 roku. Po pracach z 1805 roku stało się jasne dla wszystkich, że pallad jest w istocie odrębnym pierwiastkiem.

W swojej zoptymalizowanej procedurze izolacji palladu Wollaston wziął roztwór platyny w wodzie królewskiej i usunął z niego platynę w sposób opisany powyżej. Przesącz zobojętniono, a następnie potraktowano cyjankiem rtęci Hg(CN)2, w wyniku czego otrzymano bladożółto-biały osad cyjanku palladu Pd(CN)2, który podczas spalania uwalnia metaliczny pallad.

W swojej przedostatniej pracy, wygłoszonej 20 listopada 1828 roku Towarzystwu Królewskiemu i znanej jako Wykład Bakerowski zaledwie na miesiąc przed śmiercią, Wollaston opisał metodę, za pomocą której przekształcił platynę w stan plastyczny, a w ostatniej części opisał metodę do produkcji ciągliwego palladu. Proces ten polegał na ogrzewaniu Pd(CN)2 z siarką, a następnie kupelowaniu w otwartym tyglu z azotanem i boraksem. Następnie osad poddano działaniu czerwonego ciepła w niskiej temperaturze, w wyniku czego otrzymano plastyczny wlewek metalicznego palladu.

Oszacowano, że w latach 1803–1821 Wollaston wyizolował około 255 uncji trojańskich rodu i 302 uncji trojańskich palladu z 47 000 uncji rudy platyny. Niedawno przeprowadzono analizę próbek palladu i rodu firmy Wollaston przechowywanych w Muzeum Nauki w Londynie. Były to dwie próbki z szafki chemicznej Faradaya, oznaczone jako „Palladium doktora Wollastona” i cztery próbki zawierające rod, oznaczone jako „Relikty Wollastona, moja własność”. Próbki palladu miały czystość 89,3% (zanieczyszczenia obejmowały platynę, miedź i rod), a zawartość ostatecznych czterech próbek wahała się od 67,4% do 99,3% rodu (zanieczyszczenia obejmowały platynę, pallad i żelazo).

Chociaż Wollaston ukuł nazwy rod i pallad (i od tego czasu używano tych nazw), nie przypisał tym pierwiastkom symboli. Berzelius pierwotnie zaproponował R dla rodu, ale później zmienił go na Rh; pallad został najpierw oznaczony jako Pl, następnie Pa, a na koniec Pd. W swojej wybitnej książce Unusual Mineralology, opublikowanej w 1811 roku, Sowerby przedstawia trzy małe okazy podarowane mu przez Wollastona: naturalny pallad, praktycznie czysta (z) brazylijskiej platyny.

Od 1825 r. aż do swojej śmierci w 1828 r. Wollaston mieszkał pod numerem 1 Dorset Street w Londynie.