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钯,英文Palladium。一般人也会将钯称为钯金。由于钯是属于铂族金属,很多特性与铂非常相似。
钯的历史
人类对于钯的认识与运用不仅比黄金、白银晚,也比铂晚。1803年英国的沃拉斯顿(Wollaston),在处理铂矿时,发现了一种新的元素,其性质与质量与铂不同,他为了纪念当时新发现的小行星Pallas,将这个新元素命名为钯(palladium)。
钯的性质
钯的化学符号为Pd,原子序为46,属于铂金家族的成员之一(其他有铂、铑、钌、锇、铱)。铂族金属都拥有高密度、高熔点、不易氧化以及产量稀少的特性。
钯是银白色的贵金属,其密度为12.02g/cm3,熔点高达1550℃。在一般常温下的空气中不氧化,化学性质极稳定。但是钯为铂族金属中最容易氧化的,不溶于盐酸,但溶于热硫酸、浓硝酸与王水。
由于钯具有延展性且易于机械加工,其反色光泽亮丽,与银的光泽接近,其硬度很高,较不容易磨损,加上其抗氧化能力比银强很多,使用在珠宝饰品上的用途也日渐增多。
钯对氢气的吸附能力极佳,比其他任何金属都能吸收更多的氢,室温下一体积可吸附900体积的氢气。常温下钯不与氧作用,但在800℃以上时,会在表面生成一层氧化钯PdO。因钯元素的独特催化特性,使其在工业制造上扮演非常重要的角色。
钯的采矿与提炼
钯是地壳中最稀少的元素之一,其含有率为0.01g/t以下(但其含量为铂族中最高),而且分布极不平衡,集中在少数地区。例如:俄罗斯、南非、美国、加拿大。钯常与铂族金属、铂、金矿共生,分散于冲积矿床和砂积矿床的各种矿石中,如原铂矿、硫化镍铜矿、镍黄铁矿、含钯磁黄铁矿、含钯黄铜矿、自然铂、铱锇矿等。铂族矿的相对密度较大,使用溜槽、跳汰机、摇床及风力选矿都可有效地富集。
大部份铂钯共生矿富集后,先用王水溶解,加入氯化铵使得铂以氯铂酸铵沉淀,将铂先分离除去后,剩馀溶液中有含钯的化合物H2PdCl4 (水溶液)。
因此钯溶液中尚含有其他铂族元素、金、和某些贱金属杂质,在碱性氨溶液下都形成氢氧化物沉淀,藉与钯溶液分离。
H2PdCl4+4NH4OH→[Pd(NH3)4]Cl2 (溶液) +4H2O+2HCl
将氢氧化物沉淀杂质过滤后,再将含钯溶液加入盐酸,形成二氯二氨钯的黄色沉淀,此沉淀物可经煅烧还原成海绵钯。
[Pd(NH3)4]Cl2+2HCl→[Pd(NH3)2]Cl2↓(黄色沉淀)+2NH4CL
也与铂一样,由于王水、氨水、盐酸都是近代的工业原料,加上钯的煅烧熔点至1550℃以上,需要等到氢氧焰发明后,才能较大量顺利制造。所以人类在钯的大量提炼与锻造,比较起金、银两种古老的贵金属来说,迟了好几千年,难度也增加许多。[1]
钯的用途
1.汽车业:近来世界各国对汽车的排放废气有愈来愈严格的规定,利用铂族元素抗酸、耐高温与对废气的吸附能力,制造的触媒转化器,对于清净废气有很大的功效。
2. 化学工业:由于钯抗氧化能力佳,熔点高,适合多种化学工业原料。并常用于空调、电视、汽车、飞机之焊料。
3. 珠宝首饰业:由于钯在空气不易氧化且色泽银白美丽,延展性佳适合锻造,且硬度较黄金高,非常适合珠宝、钻石之加工制造。
4.医疗材料:假牙材料。
5.石油工业: