Palladium als Element - Technische Daten

Chemische Eigenschaften

Palladium ist ein Edelmetall der Platin-Gruppe. Von Palladium existieren sechs natürliche Isotope (¹⁰²Pd bis ¹¹⁰Pd). Außerdem sind zahlreiche radioaktive Isotope (⁹⁶Pd bis ¹¹⁶Pd) mit Halbwertszeiten zwischen 12,7 Sekunden und 6,5 Mio. Jahren bekannt. In seinen Verbindungen ist Palladium 0-, 2-, 3- und 4-wertig. Die meist intensiv farbigen 2-wertigen Verbindungen sind am beständigsten und häufigsten. Palladium glänzt heller als Silber und ist etwas härter und zäher als Platin. Palladium erweicht vor dem Schmelzen und ist daher schmiedbar. Es kann zu Folien von 0,1 mm Dicke ausgeschlagen werden. Sauerstoff oxidiert Palladium bei dunkler Rotglut zu PdO, und in konz. Salpetersäure löst es sich in der Hitze zu gelbbraunem Palladiumnitrat. Salzsäure und Schwefelsäure greifen kaum an. Palladium kann bei gewöhnlicher Temperatur unter Ausweitung des Kristallgitters Wasserstoff bis zum 350–380fachen, in kolloider Lösung sogar bis zum ca. 3000fachen seines Volumens aufnehmen. Dünne Palladium-Bleche sind H₂-durchlässig, blähen sich jedoch merklich auf und werden spröde und rissig. Hier zeigt Palladium, wie in anderen Eigenschaften, Ähnlichkeit mit Nickel. Die Möglichkeit der Wasserstoffdiffusion bei höheren Temperaturen wird zur Reinungung von Wasserstoff bei der Herstellung von Halbleitermatieralien verwendet. Zur Aktivitätsbremsung kann man den Katalysator gezielt "vergiften", z.B. mit Blei-Verbindungen (Lindlar-Katalysator). Als Trägermaterial für Palladium-Katalysatoren standen früher Asbest und Bimsstein im Vordergrund, heute sind es γ-Al₂O₃, α-Al₂O₃, Aktivkohle, Kieselsäure und Silicate wie z.B. Zeolithe mit Molekularsieb-Eigenschaften.
Über die Toxikologie des Palladium und seiner Verbindungen ist nur wenig bekannt.

Vorkommen

Der Anteil des Palladium an der obersten dicken Erdkruste wird auf 1*10^–6 Prozent (0,01 ppm) geschätzt. Damit steht Palladium in der Häufigkeitsliste der Elemente an 71. Stelle zwischen Argon und Platin. In den wichtigsten Palladium-Vorkommen wie den Nickelmagnetkies-Lagern von Sudbury (Kanada) und Norilsk (Mittelsibirien) ist Palladium v.a. als Palladium-haltiger Sperrylith, Arsenopalladinit, Cooperit und Stibiopalladinit in die Schwermetallsulfide eingelagert. Palladium kommt, z.T. gediegen, in fast allen Platin-Erzen, so in den Vorkommen des Merensky-Reef (Südafrika) und in manchen Goldseifen vor.

Herstellung

Zur Herstellung des Palladiums wird das nach Abtrennung von den anderen Platinmetallen erhaltene Ammoniumhexachloropalladat(IV) in Dichlorodiamminpalladium(II) überführt und dieses zu PdO-haltigem Palladium-Schwamm calciniert, der anschließend durch Glühen in Wasserstoff-Atmospähre gereinigt wird. Außerdem wird Palladium zu einem erheblichen Teil aus industriellen Abfällen und Altmaterial zurückgewonnen.

Verwendung

Palladium findet Verwendung als Legierungsbestandteil in Schmuckmetallen zusammen mit Platin (96% Pt + 4% Pd), Silber und Gold, für Dentallegierungen, zur Herstellung von Spinndüsen in der Textil-Industrie, Schreibfedern, Kontaktmetallen in der Elektrotechnik, für Elektroden in Brennstoffzellen, in Wasserstoff-Diffusionszellen zur Herstellung von hochreinem H₂. Palladium-Katalysatoren finden in Laboratorium und Technik vielseitigen Einsatz, z.T. gemeinsam mit Platin, v.a. zur Veredlung von Mineralölfraktionen zu Heizöl und Benzin. Das aus radioaktive Spaltprodukten anfallende Palladium hat wegen seiner schwachen Radioaktivität (es besteht zu 15,7% aus ¹⁰⁷Pd mit 6,5%*10⁶ Jahren Halbwertszeit) bisher noch keine Nutzanwendung gefunden.

Geschichtliches

In der Presse geisterte 1989 ein Bericht über die sogenannte "Kalte Fusion" oder "Kernfusion im Becherglas" herum. Schnell wurde nach dem Nobelpreis für die Erfinder,Stanley Pons und Martin Fleischmann, gerufen. Sie hatten schweres Wasser (D₂O) an einer Palladiumelektrode elektrolysiert und dabei einen Energieumsatz bemerkt, den sie durch eine Kernreaktion erklärten. Vereinfacht gesagt, sollten sich die Wasserstoffkerne im oder am Palladium so nahe kommen, dass sie zu Helium verschmelzen. Das Experiment war aber nicht reproduzierbar - zum Glück für die Forscher, die duch die entstehende Neutronenstrahlung eigentlich hätten sterben müssen.

Palladium wurde 1803 von Wollaston entdeckt und nach dem 1802 aufgefundenen Planetoiden Pallas genannt.

Quellangaben

• Quelle: Römpp-Chemielexikon; 10. Auflage (1996), S. 3100
• Verfasser: Hg