Paladyum Nedir? Paladyum Elementinin Özellikleri Nelerdir? Paladyumun Keşfi ve Kullanım Alanları

Paladyum periyodik tablonun 5. ve 6. periyotlarında yer alan, sembolü “Pd” olan ve atom numarası 46 olan kimyasal elementtir. En bilinen özelliği ürünlerini değiştirmeden kimyasal reaksiyonlarını hızlandıran katalizör olarak kullanılması ve alaşım olarak kullanılmasıdır. Paladyum, 1803 yılında aynı yıl rodyum elementini de keşfeden İngiliz kimyager William Wollaston tarafından keşfedilmiştir. Wollaston konsantre bir hidroklorik ve nitrik asit çözeltisi olan kral suyunda çözüldükten sonra platinden kalan kalıntıları incelemiştir. Daha sonra bir dizi kimyasal reaksiyonda paladyum izole etmiş ve sonunda paladyum metalini çıkarmak için paladyum siyanürü ısıtmıştır.

Wollaston’un keşfini duyurma hikayesi ise gariptir. Keşfettiği yeni elementi Londra’nın Gerrard Caddesinde yer alan bir maden satıcısına satmak amacıyla bir parça bırakmıştır. Ardından sokaklara çıkarak keşfedilen bu yeni bir metalin özelliklerinin yer aldığı el ilanları dağıtmıştır. Bu ilginç ilan yöntemiyle element hakkında bir takım şüpheler ortaya çıkmıştır. Dönemin ünlü kimyageri Richard Chevenix yeni keşfi kabul etmeyerek, elementi platinyum ve civa alaşımı olarak açıklamıştır. Buna karşılık Wollaston, anonim olarak yapay paladyum üretebilen herkese yirmi gine ödül vereceğini açıklamıştır ancak bu parayı talep eden kimse olmamıştır.

1805’te Wollaston, Royal Society of London’dan önce paladyum özellikleri ve elementin platinden nasıl izole edilebileceği hakkında konuşma yapmıştır. Wollaston konuşmasını kendini paladyumu keşfeden kişi olarak tanıtarak yaptığı konuşma tamamlamıştır. Adını duyurmadan önce metalin tüm özelliklerini anlamak ve açıklamak için zamana sahip olması gerektiğini belirterek bunca süre neden anonim kaldığını açıklamıştır. Element o dönemde yakın zamanda keşfedilen Pallas asteroitinin adını almıştır. Asteroit ise adını antik Yunan bilgelik tanrıçasından almıştır.

Paladyum Element Özellikleri

Değerli gri-beyaz metaldir ve aynı zamanda son derece sünektir. Element, atmosfer tarafından normal sıcaklıklarda kararmaz. Bu sebepten dolayı metal hali ve alaşımları takılarda ve elektrik kontaklarında platin yerine kullanılır. Altın ile alaşımlanmış hali nispeten az miktarda paladyumu içerir ve kaliteli şekilde beyaz altını verir.

Doğal hali nadir olsa da Kolombiya’da (Chocó ), Brezilya’da (Itabira, Minas Gerais), Ural Dağlarında ve Güney Afrika’da (Transvaal) az miktarda platin ve iridyum ile bir arada bulunur. Element en bol platin metallerden biridir ve yer kabuğunda milyonda 0.015 miktarında bulunur.

Paladyum aynı zamanda doğal platin ile alaşımlı şekilde bulunmaktadır. Ayrıca bir dizi altın, gümüş, bakır ve nikel cevheri ile ilişkilidir. Genellikle bakır ve nikel cevherlerinin rafine edilmesinde ticari olarak bir yan ürün olarak üretilir. Rusya, Güney Afrika, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri 21. yüzyılın başlarından bu yana dünyanın önde gelen üreticileridir.

Paladyum üzeyleri, doymamış organik bileşiklerin hidrojenasyonu gibi hidrojen ve oksijen içeren kimyasal reaksiyonlar için mükemmel katalizörlerdir. Uygun koşullar altında (80 °C [176 °F]) paladyum, kendi hidrojen hacminin 900 katından fazlasını emer. Bu süreçte genişler ve daha sert, daha güçlü ve daha az sünek olur. Emilim aynı zamanda hem elektriksel iletkenliğe hem de manyetik duyarlılığın azalmasına neden olur. Hidrojenin artan sıcaklık ve azaltılmış basınç ile çıkarılabileceği bir metalik veya alaşım gibi hidrit oluşur. Hidrojen yüksek sıcaklıklarda metalden hızla geçtiğinden, diğer gazlara karşı geçirimsiz ısıtılmış paladyum tüpleri yarı geçirgen membranlar olarak işlev görür. Hidrojeni kapalı gaz sistemlerine girip çıkarmak veya hidrojen arıtımı için kullanılır.

Paladyum Kimyasal Özellikleri

Grup10 Erime Noktası1554.8°C, 2830.6°F, 1828 K 
PeriyotKaynama Noktası2963°C, 5365°F, 3236 K 
BlokYoğunluk (g cm−3)12.0 
Atom Numarası46 Göreceli Atom Kütlesi106.42  
20°C’de ki DurumuKatıAna izotop106Pd 
Elektron Konfigrasyonu[Kr] 4d10 CAS Numarası7440-05-3 

Diğer platin metallerden daha reaktiftir. Örneğin diğer platin metallerin herhangi birinden daha fazla asitler tarafından daha kolay saldırıya uğrar. Paladyum(II) nitrat, Pd(NO3)2 vermek için nitrik asitte yavaş yavaş çözünür ve konsantre sülfürik asit ile paladyum(II) sülfat, PdSO4 ≥ 2h2o verir. Sünger formunda, klor veya oksijen varlığında hidroklorik asitte bile çözünür. Ayrıca fosfor, arsenik, antimon, silikon, kükürt ve selenyum gibi ısıtmada bir dizi metalik olmayan elementle birleşir. Bir dizi paladyum bileşiği +2 oksidasyon durumu ile hazırlanabilir. +4 durumunda ve 0 durumunda bir kaç tane bileşik hali de bilinir.

Geçiş metalleri arasında karbon ile bağlar oluşturmak için en güçlü eğilimlerden birine sahiptir. Tüm bileşikleri kolayca ayrışır veya serbest metale indirgenir. Sulu bir potasyum tetrakloropalladat(II) çözeltisi olan k2pdcl4, karbonmonoksit veya olefin gazları için hassas bir dedektör görevi görür. Bunun nedeni metalin siyah bir çökeltisi, bu gazların çok az miktarda varlığında ortaya çıkar. Doğal hali altı kararlı izotopun karışımından oluşur. Bunlar şu şekildedir; paladyum-102 (%1.02), paladyum-104 (% 11.14), paladyum-105 (%22.33), paladyum-106 (%27.33), paladyum-108 (% 26.46) ve paladyum-110 (%11.72).

Paladyum Kullanım Alanları

Genellikle rodyum ile kombinasyon halinde olarak otomobil katalitik konvertörlerinde kirletici hidrokarbonları dönüştürmek için bir katalizör olarak hizmet vermektedir. Elektrodepoziteli veya kimyasal olarak kaplanmış paladyum kaplamalar, baskılı devre bileşenlerinde kullanılmıştır ve çok katmanlı seramik kapasitörlerde de kullanılmaktadır.

Mükemmel bir katalizör görevi görür ve içten yanmalı motorun bir parçası olarak ihraç edilen kirletici bileşiklerin bir kısmını daha az zararlı bileşenlere dönüştürmeye yardımcı olur. Bu bileşikler hidrokarbonlar ve azot gibi insanlara ve çevreye oldukça zarar verir. Son yıllarda katı düzenlemelere tabi tutulmuştur. Yıllarca platin, üreticiler için tercih edilen metaldi ancak fiyatlar artarken, uygun alternatif olarak paladyuma dönüş yaptılar.

Değerli Metal

En değerli metaller arasında yer alır ve paladyumlu paralar 1966 yılından bu yana kullanılmaktadır. Günümüzde de paladyumdan yapılan bir dizi metal çubuk ve madeni paralar üretilmektedir.

Beyaz Altın

Sarı altın takı için geleneksel olmasına rağmen, beyaz altın da popüler bir seçimdir. Element beyaz altın alaşımlarında kullanılan metallerden biridir. Ayrıca, yumuşaklığı nedeniyle genellikle 950 inceliğinde daha saf formlarda takı için kullanılır.

Elektrik

Elektronik endüstrisinde, paladyum elektrik kontakları, seramik kapasitörler ve lehim malzemeleri için kullanılır.

Fotoğrafik Baskı

Gümüşe benzer şekilde, paladyum tuzları genellikle baskıda kullanılan ışığa duyarlı bir malzeme olarak kullanılır. Tuzlar, 19. yüzyılın sonlarında yaygın olarak kullanılan benzersiz bir ton kalitesi olarak üretilmiştir.

Hidrojen Arıtma ve Depolama

Paladyum’un hidrojeni absorbe etme kabiliyeti, son derece uçucu element hidrojeni saflaştırmak ve güvenli bir şekilde saklamak için kullanılabileceğini ortaya çıkardı. Hidrojen, yüksek verimli bir yakıt kaynağıdır ve büyük miktarlarda güvenli bir şekilde depolamanın yollarını bulmak geleceğin büyük teknolojilerine yardımcı olabilir. Özellikle, paladyum nano parçacıklarının hidrojeni emmede daha verimli olduğu bulunmuştur. Bunun nasıl kullanılabileceğine dair araştırmalar devam etmektedir.

Kaynak

https://www.britannica.com/science/palladium-chemical-element

https://www.rsc.org/periodic-table/element/46/palladium

https://www.bullionbypost.co.uk/index/platinum/palladium-uses/

http://www.elementalmatter.info/element-palladium.htm

http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Palladium.html