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Palladium

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Pulver

02 – Leicht-/Hochentzündlich 07 – Achtung
Gefahr
H- und P-Sätze H:
  • Entzündbarer Feststoff.
  • Verursacht Hautreizungen.
  • Verursacht schwere Augenreizung.
  • Kann die Atemwege reizen.
P:
  • Von Hitze, heissen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellenarten fernhalten. Nicht rauchen.
  • Einatmen von Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol vermeiden.
  • Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
EU-Gefahrstoffkennzeichnung

Pulver

Leichtentzündlich Reizend
Leicht-
entzündlich
Reizend
(F) (Xi)
R- und S-Sätze R:
  • Leichtentzündlich.
  • Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut.
S:
  • Behälter dicht geschlossen an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren.
  • Von Zündquellen fernhalten – Nicht rauchen.
  • Bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren.
  • Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen.

Palladium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Pd und der Ordnungszahl 46. Das seltene, silberweiße Übergangsmetall zählt zu den Platinmetallen, im Periodensystem steht es in der 5. Periode und der 10. Gruppe (früher Teil der 8. Nebengruppe) oder Nickelgruppe. Es 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, welches zu wenig Platin für eine wirtschaftliche Nutzung enthielt, als er Proben mit Königswasser auflöste.

2010 geriet es ins Blickfeld der Weltöffentlichkeit: Drei Forscher erhielten den Nobelpreis für Chemie für ein Verfahren, das mit Hilfe von Palladium als Katalysator effiziente Wege ermöglicht, Kohlenstoffatome zu komplexen Molekülen zu verbinden.

Palladiumfördermengen 2005

Vorkommen

Metallisches Palladium und palladiumhaltige Legierungen finden sich hauptsächlich in Flusssedimenten als geologische Seifen 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. Im Jahr 2011 stammten etwa 41 Prozent (85.000 kg) aus russischer Förderung, gefolgt von Südafrika mit etwa 37,5 Prozent (78.000 kg). Mit großem Abstand folgten Kanada mit knapp 9 Prozent (18.000 kg) sowie die USA mit 6 Prozent (12.500 kg). In der „Platinmetallgruppe“ (Platin, Palladium, Iridium, Osmium, Rhodium und Ruthenium) verfügt Südafrika mit 63 Millionen Kilogramm von weltweit 66 Millionen Kilogramm Reserven über mehr als 95 Prozent der weltweiten Reserven.

Mit der Altwagenentsorgung wird der Anteil des recycelten Palladiums aus den Abgaskatalysatoren ansteigen. Durch Di-n-hexylsulfid kann Palladium selektiv von anderen Metallen aus salzsauren Lösungen abgetrennt werden.

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Palladium, Pd, 46
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 10, 5, d
Aussehen silbrig, weiß, metallisch
CAS-Nummer 7440-05-3
Massenanteil an der Erdhülle> 0,011 ppm
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Dichte 11,99 g/cm3 (20 °C)
Mohshärte 4,75
Magnetismus paramagnetisch (Χm = 8,0 · 10−4)
Schmelzpunkt 1828,05 K (1554,9 °C)
Siedepunkt 3233 K (2960 °C)
Molares Volumen 8,56 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 380 kJ/mol
Schmelzwärme 16,7 kJ/mol
Schallgeschwindigkeit 3070 m/s
Elektrische Leitfähigkeit 9,26 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 72 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 0, +2, +4
Oxide (Basizität) PdO (leicht basisch)
Normalpotential 0,915 V
(Pd2+ + 2 e → Pd)
Elektronegativität 2,20 (Pauling-Skala)

Eigenschaften

Palladium, 99,99 % rein

Physikalische Eigenschaften

Palladium ist ein Metall und das zweite Element der Nickelgruppe. Es hat 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. Bei Erhitzung auf etwa 400 °C läuft es aufgrund der Bildung einer Oxidschicht aus Palladium(II)-oxid stahlblau an. Bei etwa 800 °C zersetzt sich das Oxid wieder, wobei die Oberfläche wieder blank wird. Im geglühten Zustand ist es weich und duktil, bei Kaltverformung steigt die Festigkeit und Härte aber schnell an (Kaltverfestigung). Es ist dann deutlich härter als Platin. Bei Temperaturen über 500 °C reagiert Palladium empfindlich auf Schwefel und Schwefelverbindungen (z.B. Gips). Es bildet sich Palladium(II)-sulfid, das zur Versprödung von Palladium und Palladiumlegierungen führt.

Chemische Eigenschaften

Palladium ist ein Edelmetall, auch wenn es deutlich reaktiver ist als das verwandte Element Platin: Es löst sich in Salpetersäure, wobei Palladium(II)-nitrat Pd(NO3)2 gebildet wird. Es löst sich ebenfalls in Königswasser und in heißer konzentrierter Schwefelsäure. In Salzsäure löst es sich bei Luftzutritt langsam auf unter Bildung von PdCl42−. Der Edelmetallcharakter von Palladium ist dem des benachbarten Silbers vergleichbar: In Salzsäure verhält es sich aufgrund der Bildung leichtlöslicher Palladiumchloridverbindungen unedel. In feuchter Atmosphäre bei Anwesenheit von Schwefel wird die Oberfläche von Palladium getrübt.

Palladium besitzt die höchste Absorptionsfähigkeit aller Elemente für Wasserstoff. Diese grundlegende Entdeckung geht auf Thomas Graham im Jahre 1869 zurück. Bei Raumtemperatur kann es das 900-fache, Palladiummohr (feinverteiltes schwarzes Palladiumpulver) 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 PdH0,608.

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. Es sind aber auch die Oxidationsstufen 0 [Pd(PR3)4], +1 oder +5 möglich.

Sicherheitshinweise

Palladium ist in kompakter Form nicht brennbar, jedoch als Pulver oder Staub leicht entzündlich.

Verwendung

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

Weitere Anwendungen:

Palladiumpreis

Die Bezeichnung für Palladium, das an der Börse gehandelt wird, ist XPD. Die Internationale Wertpapierkennnummer ist ISIN XC0009665529.

Verbindungen

Die meisten Palladiumverbindungen weisen eine quadratische Struktur auf. Einer Forschergruppe der Universität Oldenburg> ist es gelungen, die Verbindung Palladiumdisulfat, Pd(S2O7), mit einer oktaedrischen Struktur zu synthetisieren. Das Besondere an dieser Verbindung ist die ferromagnetische Eigenschaft bei tiefen Temperaturen, die bei Palladiumverbindungen bisher noch nicht beobachtet wurde.

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung:  Jena, den: 18.07. 2021