46 Pd Palladium
Atommasse:
106,42
Fase (ved 25 °C):
Fast
Smeltepunkt:
1555 °C / 1828 K
Kokepunkt:
2963 °C / 3236 K
Vis flere fakta
Gruppe:
10
Periode:
5
Blokk:
d
Elektronkonfigurasjon:
[Kr]4d<sup>10</sup>
Elektronegativitet:
2,20
Tetthet (ved 25 °C):
12,02 g/cm³
Vis færre fakta

Palladium

Kald fusjon – likevel ikke løsningen på alle verdens energiproblemer...

På en pressekonferanse våren 1989 annonserte Pons og Fleischmann, kjemikere ved Universitetet i Utah, at elektrolyse ved romtemperatur av tungtvann (D2O) med palladium-elektroder førte til energiutvikling og dannelse av produkter som bare kunne forklares med kjernefusjon ved romtemperatur, straks kalt “kald fusjon”. (Kjernefusjon er den prosessen som finner sted i hydrogenbomber, men da ved temperaturer på millioner av grader.) Pressekonferansen vakte stor oppsikt. Dersom “kald fusjon” virkelig fant sted kunne det bety at verdens energibehov ville være dekket for all fremtid. Intens forskningsinnsats ble straks iverksatt i miljøer over hele verden, men stort sett med magert resultat. Fenomenet er kontroversielt i mange kretser den dag i dag (hvilket indikeres bl.a. av at emneordet “cold fusion” er sperret mot regulære endringer i Wikipedia). De fleste kjemikere og fysikere har nå en meget kritisk eller negativ holdning til disse resultatene. Verdens energiproblemer er som kjent ikke løst den dag i dag, nesten 20 år etter!

Anvendelser

Til tross for begrenset tilgjengelighet har palladium funnet mange viktige anvendelser, særlig i teknologisk sammenheng.

Bil-katalysatorer. Det største anvendelsesområdet for palladium er bruk i bilkatalysatorer for rensing av eksosen fra bilmotorer. Palladium er enda mer effektivt enn platina til å katalysere forbrenning av uforbrent eller delvis forbrent bensin fra avgassene.

Smykker. “Hvitt gull” er en betegnelse som brukes om legeringer mellom gull og andre metaller, og der legeringen har mistet den typiske gullfargen. Palladium er et av de tre mest brukte metaller til slikt bruk. Som et resultat av sterkt økende priser på gull og platina i 2004 har produksjonen av “rene” palladium-smykker også økt betraktelig, særlig i Kina. Andelen av verdens palladium-produksjon som går til smykker er således økende.

Katalyse. Metallisk palladium og palladium-forbindelser brukes mye som katalysator i kjemisk industri. Metallet er en hyppig anvendt katalysator for cracking av petroleum. Videre katalyserer palladium for eksempel hydrogeneringsreaksjoner (addisjon av dihydrogen, H2, til organiske forbindelser) og organiske kjemiske reaksjoner der nye karbon-karbon bindinger dannes. Produktene fra disse katalytiske reaksjonene har viktige anvendelser blant annet i legemidler og i nye materialer med høyteknologiske anvendelser.

Rensing av hydrogen. Palladium kan adsorbere 900 ganger sitt eget volum med hydrogengass. Tynne membraner av palladium kan slippe hydrogengass, H2, gjennom, men holder igjen andre gasser. Dette kan benyttes til å lage høyrenset H2. Palladium vil ha stor betydning i et fremtidig “hydrogensamfunn”!

Elektronikk og teknologi. Den viktigste anvendelsen av palladium i elektronikk er i den såkalte keramiske flerlags-kondensatoren. Denne benyttes i et antall på over 500 milliarder per år(!), for eksempel i wide-screen TV-apparater, computere og mobiltelefoner.

Metallisk palladium benyttes som speil i vitenskapelige instrumenter.

Et svingende verdensmarked

I årene forut for 2000 ble Russlands forsyninger av palladium til det globale markedet stadig forsinket eller avbrutt fordi eksportkvoter og lisenser ikke ble gitt i tide av politiske grunner. Panikk oppsto i markedet, og prisene på det teknologisk viktige metallet steg til nye høyder. Toppen ble nådd i januar 2001. På denne tiden ble Ford Motor Company bekymret for at palladium-mangel skulle føre til avbrudd eller problemer med bilproduksjonen – palladium er en sentral komponent i bil-katalysatorer. Selskapet hamstret store mengder palladium mens prisen var nær toppen. Da prisen falt dramatisk tidlig i 2001, førte dette etter sigende til at Ford ble påført tap på nærmere 1 milliard dollar!

I kroppen

Palladium finnes ikke i kroppen og har ingen kjent biologisk rolle. I metallisk form er det ikke giftig. Det brukes sammen med gull, sølv og andre metaller i tannbroer og andre tannlegetekniske sammenhenger. Palladium-salter kan føre til hudirritasjon og allergiske reaksjoner.

Palladiumklorid, PdCl2, ble tidligere brukt til behandling av tuberkulose med en dosering på ca. 0,065 g om dagen, tilsvarende ett milligram pr. kilo kroppsvekt. Denne behandlingen hadde negative bivirkninger og er blitt erstattet med andre, mer effektive legemidler. Tuberkulose-problemet er imidlertid ikke løst – fremveksten av resistente bakterier oppfattes som et økende problem.

Palladium benyttes i test-striper for blodsukkeranalyse og i produksjon av kirurgiske instrumenter.

Den radioaktive isotopen 103Pd har anvendelser i behandling av prostatakreft og brystkreft.

Navn

Grunnstoffet palladium ble oppdaget i 1803 og er oppkalt etter asteroiden Pallas, som var oppdaget året før palladium. Asteroiden ble oppdaget av Wilhelm Olbers i mars 1802 og fikk sitt navn fra Παλλας Αθηνη (Pallas Athene), en alternativ betegnelse på Athene, den greske gudinnen for visdom, strategi og krig.

Historie

William Hyde Wollaston.

Oppdagelsen av palladium er en interessant historie – et unikt tilfelle blant alle grunnstoffene der oppdageren ikke umiddelbart forsøker å få æren for å oppdage et nytt grunnstoff! Oppdageren var William Hyde Wollaston, en meget ansett engelsk naturvitenskapsmann. Oppdagelsen av palladium er først beskrevet i notatboka hans i 1802. I steden for å publisere oppdagelsen på normalt vis, annonserte han det nye metallet anonymt i en rekke oppslag rundt omkring i London i april 1803. Her blir det nye metallet “Palladium; or, New Silver, [...] a new Noble Metal” annonsert til salgs i den mineralogiske butikken til Mr. Forster, 26 Gerrard Street, Soho, London. Hele lageret av palladium ble snart oppkjøpt av den irske kjemikeren Richard Chenevix, som mistenkte det hele for å være juks og bedrag og mente at det nye metallet heller var en legering av de forlengst kjente metallene kvikksølv og platina. Han rapporterte om sine undersøkelser til vitenskapsselskapet the Royal Society senere i 1803.

Flere andre vel ansette kjemikere som undersøkte metallet var imidlertid uenige i at det kunne være en legering. I desember 1803 ble det sendt et anonymt brev – sannsynligvis av Wollaston – til Nicholson's Journal, der en dusør på 20 £ ble lovet til den som kunne lage palladium fra andre metaller. Ingen gjorde dette, og i juli 1805 offentliggjorde endelig Wollaston sin oppdagelse – og vedgikk at han sto bak de første annonseringene – i en meddelelse til the Royal Society. Etter dette ble det generelt akseptert at palladium virkelig var et nytt grunnstoff. Wollastons grunner for å håndtere oppdagelsen av palladium slik som han gjorde synes ikke å være klare den dag i dag. Det som er kjent, er at han forut for og kort tid etter oppdagelsen av palladium gjorde gode penger på platina (han oppdaget hvordan platinametall kunne gjøres mykere, altså smibart og dermed mer anvendelig) – og det kan vel være at han så seg tjent med litt hemmelighold av forretningsmessige årsaker!

Fremstilling

Palladium separeres fra andre metaller ved en komplisert prosess som starter med flotasjon, som konsentrerer opp metallene fra bergarten. Industriell ekstraksjon av palladium fra konsentratet er komplisert siden metallet forekommer blandet med mange andre metaller, som gull, platina, sølv, nikkel med flere. Noen ganger er utvinning av palladium hovedmålet i en prosess, mens i andre tilfeller kan palladium være et biprodukt. Det er palladium-metallets høye pris og store industrielle nytteverdi som gjør at den kompliserte prosessen i det hele tatt er lønnsom. Konsentratet behandles med kongevann (en blanding av saltsyre og salpetersyre) og dette gir en løsning av gull- og platinaforbindelser samt H2PdCl4.

Gull fjernes ved en fellingsreaksjon med jernklorid, FeCl2. Platina felles ut som (NH4)2PtCl6 ved behandling med NH4Cl, hvilket etterlater H2PdCl4 i løsningen. Palladium felles deretter ut med NH4OH etterfulgt av HCl som forbindelsen PdCl2(NH3)2. Rent palladium metall fås ved å brenne denne forbindelsen.

Forekomst

Palladium utvinnes fra blandinger med platina og andre metaller i forekomster som hovedsakelig er lokalisert i Uralfjellene i Russland, i Nord- og Syd-Amerika og i Australia. Det finnes også i nikkel-kobber-forekomster i Sør-Afrika og USA. Russland var verdens største produsent i 2005 og sto for halvparten av verdens produksjon. Verdens største enkeltprodusent er Norilsk Nikkel i Sibir.

Kjemien

Palladium er et skinnende, sølvhvitt metall som ligner platina. I motsetning til platina er imidlertid palladium lett smibart. Det anløper ikke i luft ved normale temperaturer, men utvikler et oksidlag av PdO ved oppvarming til 800 ºC. Palladium løser seg i konsentrert svovelsyre, salpetersyre og saltsyre. Metallet har den enestående egenskapen at det kan adsorbere 900 ganger sitt eget volum med hydrogengass (H2) ved romtemperatur.