İngiliz kimyager William Hyde Wollaston tarafından 1803’te keşfedilen, nadir ve parlak gümüşi beyaz bir metaldir. Adını, Pallas’ı öldürdüğünde elde ettiği, Yunan tanrıçası Athena’nın sıfatından alan asteroid Pallas’tan aldı.
Paladyum, platine benzeyen bir metaldir. İlginç özellikleri sebebiyle birçok ürünün hammaddesi niteliğindedir. En değerli üçüncü emtia metalidir.
Paladyum, Pd işaretiyle bilinen, platine benzer, Atom No: 46 ve Atom Ağırlığı: 106,42 olan kimyasal element. Paladyum metali gruptaki metallerin en değerlisidir.
Palladyum (Pd), periyodik tabloda 10. grup ve 5. periyodda yer alan kimyasal bir elementtir. D bloğu elementlerinden olan paladyum periyodik cetvelin platin metallerinin arasında en az yoğun ve en düşük erime noktasına sahiptir.
Özellikle alaşımlarda katalizör olarak kullanılır. Oldukça değerli bir gri-beyaz metal olan paladyum, son derece sünektir ve kolayca işlenir.
Paladyum, normal sıcaklıklarda atmosfer tarafından kararmaz. Böylece, metal ve alaşımları mücevheratta ve elektrik kontaklarında platin yerine geçebilir.
Altınla alaşım yapan paladyum altına beyaz renk verir. Paladyumun başlıca kullanımı (genellikle rodyum ile birleşim halinde) otomobil katalitik konvertörlerindedir. Paladyum egzozdaki kirletici hidrokarbonları, karbon monoksit ve nitrojen oksidini suya, karbondioksite ve nitrojene dönüştürmek için bir katalizör görevi görür.
Gümüş gibi parlaktır. Gayet ince dağılmış bir hâlde iken periyotlar sisteminde kendisinin üstünde bulunan nikelden daha fazla hidrojen gazını çözer. Paladyumda çözünmüş bulunan hidrojen nikelde olduğu gibi çok aktif bir hâldedir ve doymamış organik bileşikleri hidrojenlendirebilir.
Hiçbir gaz geçirmeyen levha hâlindeki paladyum, hidrojen gazını geçirir. Paladyum, tuzlarında ekseriyetle +2 (artı iki) değerlikte olup, bunlar kahverengidirler. Kahverengi ve nem kapıcı billurlardan oluşan karbon monoksit tarafından koloidal şekilde bulunan ve siyah renkte olan paladyum metaline indirgenir.
Paladyum, ekonomik ve kimyasal anlamda değerli metaller arasındadır. Emtia değeri olan metaller arasında platinden sonra üçüncü sıradadır. Platin grubu metallerdendir. Beyaz altının yapıtaşıdır ve bazen “beyaz altın” olarak adlandırılır. Son yıllarda üretilen nanoteknolojik ürünlerde olağanüstü özellikler gösterdiği tespit edilmiştir.
En belirgin özelliği; hidrojeni çok fazla emebilme ve depolayabilmesidir. Kâşifinin ilk olarak “gümüş formu” olarak satışa çıkardığı paladyuma dünyadaki talep 2000’li yıllarda anormal düzeyde artmıştır.
Paladyum; Avustralya, Brezilya, Rusya, Etiyopya ve Kuzey ve Güney Amerika’da platin ve diğer platin grubu metallerle ilişkili serbest metal olarak ve ayrıca Kanada ve Güney Amerika’da nikel ve bakır yataklarında bulunur.
Nadir olsa da paladyum, Kolombiya’da , Brezilya’da , Ural Dağları’nda ve Güney Afrika’da platin ve iridyum ile alaşım halinde bulunur. Paladyum, en bol platin metallerinden biridir ve yer kabuğunda milyonda 0,015 parça bollukta bulunur. Paladyum ayrıca bir dizi altın, gümüş, bakır ve nikel cevheri ile de ilişkilidir.
Genellikle ticari olarak bakır ve nikel cevherlerinin rafine edilmesinde yan ürün olarak üretilir. Rusya, Güney Afrika, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri 21. yüzyılın başlarında dünyanın önde gelen paladyum üreticileriydi.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Paladyumun kimyasal sembolü “Pd”dir. Atom numarası 46, atom ağırlığı 106,42’dir. Periyodik tablonun 8-B grubunda yer alan geçiş metalidir. Aynı grupta bulunan platinden sonra en önemli ve değerli elementtir. Gruptaki rutenyum ve rodyumla birlikte en hafif elementlerdendir.
Erime noktası 1.555 derece santigrat (1555°C) , kaynama noktası 2.963 derece santigrattır (2963°C). Grubundaki elementler arasında en düşük erime noktası ve yoğunluğa sahip elementtir. Gümüş beyaz renginde, parlak bir metaldir. Sünger gibi gözenekli olan paladyum, iyi bir gaz emicidir. Normal sıcaklıklarda kararmaz. Kükürt içeren nemli atmosferde hafif lekelenir. Kristal yapısı yüzey merkezli kübik kafes şeklindedir.
En dikkat çekici ve belirgin özelliği; kendi hacminin 900 katı hidrojeni soğurabilmesidir. Oda sıcaklığında hacimce 350 kat daha fazla hidrojeni bünyesinde depolayabilir. Paladyum 100 dereceye santigrat ısıtıldığında soğurduğu hidrojen, oda sıcaklığında soğurduğu hidrojenin iki katına çıkar.
Hidrojen gazını, periyodik sistemde kendisinin üstünde bulunan nikelden daha fazla çözer. Paladyumun çözdüğü hidrojen çok aktiftir ve doymamış organik bileşikleri hidrojenlendirebilir. Levha haline getirilen paladyum, hiçbir gazı geçirmezken hidrojeni geçirir.
Platin grubu metaller arasında nitrik asitle çözünebilen tek metaldir. Sülfürik asit ve hidroklorik asitte de çözünebilir. Tavlandığında yumuşar ve işlenebilir. Soğukta sertleşerek işlenmesi zorlaşır. Havada ısıtıldığında yüzeyi oksitlenir, yüzeysel olarak yükseltgenir. Hava oksijeni ve su buharından etkilenmez. Paladyum tuzları kahverengi renklidir ve tuzlarında genellikle +2 (artı iki) değerlikli bulunur. Oksijenle iki bileşik oluşturabilir. Kimyasal reaksiyonlarda iyi bir katalizördür. Klorla tepkimeye girer. Elektriksel direnci gümüşten 7 kat daha fazladır.
Doğal paladyum, atom kütle numaraları 102-110 arasında değişen 7 kararlı izotopun karışımından oluşur. Doğada platin ve platin grubu metallerin cevherlerinde, nikel-bakır yataklarında nadir olarak bulunur. Sülfit minerallerinde de rastlanır. Platin, altın, nikel, bakır ve gümüş cevherlerinin yan ürünüdür. Ticari olarak genellikle bakır-nikel cevherlerinden elde edilmektedir. Cevherlerden izole edilmesi için bir takım kimyasal işlemler uygulanır.
Saf paladyum, cevher yatağından alınan mineralin tuzlu çözelti haline getirilmesinin ardından hidrojenle indirgenerek elde edilir. İndirgenmesi nikel, bakır ve gümüşten daha zordur. Nikelin saflaştırılması ve anot çukurlarından da elde edilebilmektedir.
Kullanım Alanları
Paladyumun en yaygın kullanımı otomobillerdeki katalitik konvertörlerdir. Bu konvartörler, egzoz çıkışında kullanılır ve gaz emisyon oranlarını düşürür. Paladyum aynı zamanda yatırım piyasasında işlem gören değerli metaller arasında yer alır. Altın ve platinden sonra işlem gören en değerli emtia ürünüdür.
Beyaz altın üretiminde kullanılan bir metaldir. Beyaz altın, rengi alınmış altınla paladyumun alaşımıdır. Paladyum alaşımları metal mücevherlere görünüş ve nitelik bakımında ayrıcalıklı özellikler kazandırır.
Bazı ürünlerde platinin yerine kullanılabilir. Atmosfer şartlarına dayanıklılığı sebebiyle tıbbi cihazlar ve laboratuvar aletlerinde tercih edilir. Diş ürünlerinde önemli bir alaşımdır. Aşınmaya dayanıklı metal olarak elektrik rölelerinde ara ürün olarak kullanılır.
Paladyumun bakır ve gümüş alaşımları, metallerin mekanik direncini artırır. Nikel kaplamalarda başlangıç maddesidir ve bu kaplamalara alternatiftir. Paladyum tuzu olarak bilinen “paladlı diamino dinitrit”, telefon parçaları ve elektronik malzemelerde yaygın kullanımı olan sülfamat banyosunun hazırlanmasında kullanılır.
Hidrojen yakıtı hücrelerinde katalizör görevi görür. Hidrojeni filtrelemek ve depolamak için kullanılan en önemli metaldir. Elektronik endüstrisinde dizüstü bilgisayarlarda ve cep telefonlarında bulunan seramik kondansatörlerde kullanılır.
Kimyasal işlemlerde önemli işlevleri vardır. Ester durumdaki oksijeni bağlayabilir. Isıl işlemlerde kontrol altındaki atmosfer gazlarının içinde oksijen ve hidrojenin birleşmesini kolaylaştırır.
Paladyum içinde hidrojenin yayınma (difüzyon) özelliği gazların arıtılması için önemli bir özelliktir. Organik ürünleri hidrojenlemede katalizör görevi görür. Son yıllarda nanoteknolojide de kullanılmaya başlanmıştır. Paladyum ve altın içerikli nanopartikül sütunları, kuru temizlemede de kullanılan bazı kimyasalların temizlenmesinde etkili özellikler gösterir. Bu partiküllerin su arıtma sistemlerinde de kullanılabileceği belirtiliyor.
Bugün en büyük paladyum kullanımı katalitik konvertörlerde kullanılır. Paladyum ayrıca mücevher yapımında, diş hekimliğinde, saat yapımında, kan şekeri test şeritlerinde, uçak bujilerinde, cerrahi aletlerde ve elektrik temaslarında kullanılır. Ayrıca profesyonel enine (konser veya klasik) oluklar yapmak için kullanılır. Bir mal olarak, paladyum külçe sahip ISO birimi kodları XPD ve 964 palladyum gibi kodlar için sadece dört metallerden biri, diğerleri olmak olan altın, gümüş ve platin. Hidrojeni emdiği için, paladyum 1989 yılında başlayan tartışmalı soğuk füzyon deneylerinin önemli bir bileşenidir.
Paladyum metali, tuzları ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; cerrahi aletler, diş protezleri, fotoğrafçılık, kâğıt, saat parçaları, elektrik kontakları, elektrik dirençleri, takılar, elektrotlar, bilgisayar sarf malzemeleri, bilgisayar parçaları, cep telefonları, katalitik konvertör, petrol ürünleri, otomobil parçaları, elektronik cihazlar, cam, film tabakaları, kan şekeri test şeritleri, bilimsel cihaz aynaları, yeni nesil televizyonlar, kondansatörler.
Tarihçesi: William Hyde Wollaston, 1802 Temmuz ayında yeni bir soy metalinin keşfini laboratuvar kitabında not etti ve aynı yılın Ağustos ayında paladyum adını verdi. Wollaston malzemeyi yeteri kadar saflaştırdı ve 1803 Nisan’ında Soho’daki küçük bir dükkanda keşfe isim vermeden teklif etti. Ancak 1700’lü yılların başlarında Brezilya’daki madenlerde “palladon” adı verilen değersiz bir altın alaşımı olarak biliniyordu.
Kâşifi İngiliz kimyager William Hyde Wollaston’dur. Platini ayrıştırma çalışmaları sırasında rodyumla birlikte paladyumu keşfetmiştir. Platini nitrik asit ve hidroklorik asit çözeltisinde eriten Wollaston, tam olarak ayrışmadığını fark etti. İşleme devam ettiğinde paladyum kalıntısı elde etti.
Fransız kimyager Richard Chenevix, bu yeni maddeyi 20 sterline satın alarak inceledi ve bunun bir platin-cıva alaşımı olduğunu iddia etti. Bunun üzerine Wollaston, 1805 yılında paladyumun yeni bir metal olduğunu ilan etti ve Londra Kraliyet Cemiyeti’ne ait bilim dergisinde bu metalin fiziksel ve kimyasal özelliklerini ayrıntılı bir biçimde açıkladı. Dergide kendisini “paladyumun kâşifi” olarak ilan etti. Ardından Wollaston, paladyumun kâşifi olarak kayıtlara girdi. Chenevix, Palladium üzerine deneylerini yayınladıktan sonra 1803’te Copley Madalyası aldı.
Brezilya’daki madenciler 1700’lerin başlarında, paladyum ve altının doğal bir alaşımı olan ouro podre adını verdikleri bir metalin, “değersiz altın” olduğunu düşünmekteydiler. Bununla birlikte, paladyumun ilk keşfediliş şekli bu değildir.
1803’te William Wollaston tarafından platinden ayrılarak bulunmuştur. Normal platini aqua regia’da (nitrik asit + hidroklorik asit) çözdüğünde hepsinin çözelti halini buldu ve daha sonra paladyum çıkardığının bir kanıtı olarak sundu. Keşfini açıklamadı, ancak yeni metali “yeni gümüş” olarak satışa sundu. Richard Chenevix bir miktar satın aldı, araştırdı. Bir civa ve platin alaşımı olduğunu ilan etti. Şubat 1805’te Wollaston, keşfini yaptı ve metal ve özellikleri hakkında tam ve ikna edici bir açıklama yaptı.
Paladyum, İkinci Dünya Savaşı’nda platinin stratejik bir metal olarak ilan edilmesinin ardından 1939 yılından itibaren mücevher ve takı sektöründe kullanılmaya başlandı. “Paladyum” kelimesi, 1802 yılında keşfedilen asteroitlerden Pallas’tan esinlenilerek türetilen bir sözcük. Pallas, aynı zamanda Yunan mitolojisinde akıl ve bilgelik tanrıçasıdır.
Bunları Biliyor Musunuz?
- Nanteknoloji ile üretilen 4,5 nanometre çaplı paladyum parçacıklarının mevcut parçacıklardan 4 kat daha fazla dayanıklı olduğu tespit edilmiştir.
- Paladyumun emtia değeri son 10 yıl içinde % 90’a varan oranlarda artmıştır.
- 1990’lı yıllardan önce daha ucuz olan paladyum, 2000’li yıllara doğru fiyatının artması sebebiyle alaşımlarla birlikte kullanılmaya başlanmıştır.
- 1900’lü yıllarda dünyadaki paladyum talebi 100 ton iken 2000’li yıllarda bu talep yıllık 300 tona yükselmiştir.
- Dünyada yıllık paladyum üretimi 10 milyon ons civarındadır.
- Brezilya, Rusya, ABD, Kanada, Güney Afrika, Etiyopya ve Avustralya en fazla paladyum cevheri bulunan ülkelerdir.
- Paladyumun biyolojik herhangi bir rolü yoktur. Bazı formlarına insanların maruz kalması halinde cilt, göz ve solunum yolları tahrişine yol açabilir. Bileşikleri toksik ve kanserojen olarak kabul edilir.
- Paladyum denizde bulunmaz, bazı tür topraklarda çok az miktarda rastlanabilir. Su sümbülü gibi bazı bitkiler paladyum tuzları içerebilir.
Özetle, 21.yüzyılda insanların ihtiyaçlarının değişmesi ve teknolojik ürün üretiminin ön plana çıkmasıyla, Paladyum global anlamda önemi artmıştır.
Paladyum ve onun konjen platininin yarısından fazlası katalitik konvertörlerde kullanılır ve bu da otomobil egzozundaki (hidrokarbonlar, karbon monoksit ve azot dioksit) zararlı gazların %90’ını daha az zararlı maddelere dönüştürür (azot, karbon dioksit ve su buharı).
Paladyum ayrıca elektronik, dişçilik, ilaç, hidrojen arıtma, kimyasal uygulamalar, yeraltı suyu arıtımı ve mücevherlerde de kullanılmaktadır. Paladyum, yakıt hücrelerinin önemli bir bileşenidir. elektrik, ısı ve su üretmek için hidrojeni oksijenle reaksiyona sokar.
Paladyum ve diğer PGM’lerin cevher yatakları nadirdir. Güney Afrika’daki Transvaal Havzayı kapsayan Bushveld Igneous Kompleksinin norit kuşağında en geniş çökeller bulunmuştur; Stillwater Kompleks içinde Montana, Amerika Birleşik Devletleri; Sudbury Havzası ve Thunder Bay Bölge ait Ontario, Kanada; ve Rusya’daki Norilsk Kompleksi.
Geri dönüşüm de çoğunlukla hurda katalitik konvertörlerden kaynaklanmaktadır. Çok sayıda başvuru ve sınırlı tedarik kaynağı, önemli yatırım ilgisi ile sonuçlanmaktadır.
Kaynakça:
1- Paladyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)
https://www.makaleler.com/paladyum-nedir-ozellikleri-kullanimi
2- Paladyum Nedir? Paladyum Elementinin Özellikleri Nelerdir? Paladyumun Keşfi ve Kullanım Alanları
https://malzemebilimi.net/paladyum-nedir-paladyum-elementinin-ozellikleri-nelerdir-paladyumun-kesfi-ve-kullanim-alanlari.html
3- Paladyum
https://evrimagaci.org/paladyum-9866
4- Paladyum nedir? Paladyum nerelerde kullanılır?
https://www.cnnturk.com/teknoloji/paladyum-nedir-paladyum-nerelerde-kullanilir
5- Paladyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)
https://www.makaleler.com/paladyum-nedir-ozellikleri-kullanimi#google_vignette
