Palladium (element)

Palladium is een scheikundig element met symbool Pd en atoomnummer 46. Het is een zilverwit overgangsmetaal.

Palladium
1 18 1 H 2 Periodiek systeem 13 14 15 16 17 He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba ↓ Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra ↓↓ Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og   Lanthanoïden La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Actinoïden Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Algemeen
Naam	Palladium
Symbool	Pd
Atoomnummer	46
Groep	Nikkelgroep
Periode	Periode 5
Blok	d-blok
Reeks	Overgangsmetalen
Kleur	Zilverwit
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u)	106,42
Elektronenconfiguratie	[Kr]4d10
Oxidatietoestanden	+2, +3
Elektronegativiteit (Pauling)	2,20
Atoomstraal (pm)	137
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	804,39
2e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	1894,72
3e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	3177,28
Fysische eigenschappen
Dichtheid (kg·m−3)	12020
Hardheid (Mohs)	4,75
Smeltpunt (K)	1827
Kookpunt (K)	3213
Aggregatietoestand	Vast
Smeltwarmte (kJ·mol−1)	17,6
Verdampingswarmte (kJ·mol−1)	357,0
Kristalstructuur	Kub
Molair volume (m3·mol−1)	8,9·10−6
Geluidssnelheid (m·s−1)	3070
Specifieke warmte (J·kg−1·K−1)	240
Elektrische weerstand (μΩ·cm)	10,8
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1)	71,8
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt, tenzij anders aangegeven
Portaal    Scheikunde

Ontdekking

Palladium is in 1803 ontdekt door William Hyde Wollaston tijdens het onderzoeken van ruw platina-erts uit Zuid-Amerika.

Palladium is vernoemd naar de in 1802 ontdekte planetoïde Pallas^[1], die op haar beurt weer is vernoemd naar de Griekse godin Pallas Athena.

Toepassingen

Als poeder is palladium een goede katalysator en wordt het gebruikt in hydrogenerings- en dehydrogeneringsreacties;^[1] ook wordt het gebruikt bij het opwerken van petroleum in raffinaderijen. Als legering wordt het gebruikt in sieraden. Andere toepassingen:

• In katalysatoren van voertuigen, vanwege de goede hittebestendigheid en trage corrosie.
• Waterstof diffundeert makkelijk door verhit palladium, een eigenschap die wordt gebruikt om het gas te zuiveren.^[1]
• In de organische chemie wordt palladium gebruikt als katalysator voor allerhande koppelingsreacties zoals de Kumada-reactie, Negishi-reactie, Stille-reactie, Suzuki-reactie, Hyama reactie, Sonogashira-reactie, Heck-reactie, het Wacker-proces en de Buchwald-Hartwig aminering.
• Witgoud is een legering van goud die is ontkleurd door de toevoeging van palladium.^[1] Ook puur palladium wordt gebruikt om sieraden van te maken.
• Net als goud kan palladium tot een zeer dunne laag worden geslagen (0,1 µm).^[1]
• In de tandheelkunde, in horloges, vliegtuigbougies en in de productie van chirurgische instrumenten en elektrische schakelingen.
• Omdat het grote hoeveelheden waterstofgas kan absorberen die het bij verhoogde temperatuur weer vrijlaat, is palladium mogelijk bruikbaar als opslagmedium in brandstofcellen.
• De palladium-waterstofelektrode.

Opmerkelijke eigenschappen

Palladium is een zacht zilverwit metaal dat chemisch gezien op platina lijkt; het reageert niet met zuurstof uit de lucht. Het heeft de laagste dichtheid en het laagste smeltpunt van de metalen uit de platinagroep.^[1] Het is zacht en makkelijk bewerkbaar bij verwarming terwijl de sterkte en hardheid sterk toenemen bij lagere temperatuur.^[1] Palladium reageert sterk met zwavelzuur en salpeterzuur maar het lost slechts langzaam op in zoutzuur.

Het metaal heeft de ongewone eigenschap dat het tot 900 maal zijn eigen volume aan waterstof kan opnemen bij kamertemperatuur,^[1] een eigenschap die het zeer geschikt maakt voor industriële hydrogeneringsreacties. Vermoed wordt dat er ${\displaystyle {\ce {Pd2H}}}$ wordt gevormd, maar dit is tot nu toe speculatie.

Bekende oxidatietoestanden van palladium zijn +2, +3 en +4. Recent zijn palladiumverbindingen gemaakt waar palladium een oxidatiestaat +6 heeft.

Verschijning

Palladium wordt meestal als ongebonden metaal gewonnen als bijproduct uit koper en nikkelertsen. Ook wordt het in de aardkorst aangetroffen in legeringen met goud en platina. De belangrijkste wingebieden liggen in Rusland (bij Norilsk), Zuid-Afrika, Canada, Verenigde Staten (VS) en Zimbabwe.^[2] De productie in 2019 was als volgt: Rusland 98 ton, Zuid-Afrika 81 ton, Canada 20 ton, VS 14 ton en het wereld totaal kwam uit op 227 ton.^[2] Naast de mijnbouw is recycling ook een belangrijke bron. In 2020 werd zo'n 102 ton palladium (inclusief platina) gewonnen uit schroot. Hiervan was 57 ton afkomstig uit katalysatoren van voertuigen in de Verenigde Staten.^[2]

De drie grootste mijnbouwbedrijven die palladium produceren zijn Nornikel, Impala Platinum en Anglo American Platinum.^[3] In 2020 was het Russische Nornikel veruit de grootste aanbieder met een wereldwijd marktaandeel van 44%. Impala en Anglo American hebben allebei een aandeel van zo'n 15% en deze drie leveren tezamen bijna driekwart van alle palladium.^[3] In 2020 lag het wereldwijde gebruik van palladium op 302 ton (2019: 345 ton), hiervan ging iets meer dan 80% naar katalysatoren van voertuigen.^[3] In het gebruik wordt voor twee derde voorzien uit de mijnen en de rest is afkomstig uit recycling.^[3]

Isotopen

Zie Isotopen van palladium voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Stabielste isotopen
Iso	RA (%)	Halveringstijd	VV	VE (MeV)	VP
102Pd	1,02	stabiel met 56 neutronen
103Pd	syn	16,991 d	EV	0,543	103Rh
104Pd	11,14	stabiel met 58 neutronen
105Pd	22,33	stabiel met 59 neutronen
106Pd	27,33	stabiel met 60 neutronen
107Pd	syn	6,5·106 j	β−	1,511	107Ag
108Pd	26,46	stabiel met 62 neutronen
110Pd	11,72	stabiel met 64 neutronen

In de natuur worden zes stabiele palladium isotopen aangetroffen. De meest stabiele radio-isotoop is ¹⁰⁷Pd met een halveringstijd van enkele miljoenen jaren. De andere radioactieve isotopen hebben halveringstijden in de orde van dagen.

Toxicologie en veiligheid

Palladium zelf is ongevaarlijk, maar palladiumverbindingen moeten als giftig en kankerverwekkend beschouwd worden.

Handel en belegging

Palladium is een kostbaar edelmetaal. Op de internationale goederenmarkten wordt de prijs uitgedrukt in Amerikaanse dollars per troy ounce (iets meer dan 31,1 gram).

gemiddelde prijs in US$/ounce^[2]

	1995	2010	2015	2016	2017	2018	2019	2020
Palladiumprijs	153	531	695	617	874	1035	1544	2100