Chim. - Elemento chimico di numero atomico 46 e peso atomico 106,4. Simbolo:
Pd. Nella tavola periodica degli elementi si colloca nell'ottavo gruppo;
comunemente viene assegnato all'insieme dei
metalli nobili o
metalli
del gruppo del platino. Esso ha infatti il nichel come omologo inferiore e
il platino come omologo superiore. Scoperto nel 1804 da W.H. Wollaston, che lo
chiamò
p, dal nome dato al pianetino Pallade scoperto due anni
prima, il
p è un elemento raro nella crosta terrestre, della quale
costituisce circa una parte su un milione in peso. La sua abbondanza è
circa 10 volte inferiore a quella dell'argento, mentre è circa la
metà di quella dell'oro e del platino. Anche nell'universo non è
molto diffuso: si calcola che ne esistano 0,675 atomi per ogni milione di atomi
di silicio. Presenta 6 isotopi stabili e precisamente:
102Pd (0,96%),
104Pd (10,97%),
105Pd (22,23%),
106Pd (27,33%),
108Pd (26,71%),
110Pd (11,81%), dove le percentuali tra
parentesi indicano le abbondanze relative. Il
p. non esiste in natura
puro, ma si trova sempre in piccole quantità nel platino nativo. È
sovente anche presente, sempre in piccoli tenori, nei minerali di rame e di
nichel. Può anche essere un sottoprodotto della lavorazione dei metalli
del gruppo del platino, ma la maggior quantità la si ricava dalla
produzione del nichel. Essendo il più abbondante dei metalli del gruppo
del platino, è anche il meno costoso. Nel platino nativo il
p.
è presente come sostituente; i suoi atomi sono
atomi vicarianti
rispetto a quelli del platino; questi due metalli infatti sono perfettamente
miscibili allo stato solido. ║
Proprietà fisiche del p.: il
p. è un metallo di colore bianco, molto simile a quello
dell'argento e del platino, avente peso specifico 12,02 a temperatura ambiente.
Fonde a 1.554°C e bolle a 3.980°C (valore estrapolato). È
duttile e malleabile se puro; se alligato anche con basse percentuali può
mostrare proprietà meccaniche sensibilmente migliori. La
riflettività è del 63% circa per la luce bianca, e aumenta
fortemente con la lunghezza d'onda; ancor superiore è la
riflettività della lega al 5% di rutenio. L'alligazione con rutenio
(4÷10%) è spesso usata anche negli elettrodepositi di
p. per
migliorarne la durezza; questa è comunque maggiore di quella del metallo
massivo anche per depositi puri, dato che si aggira sui 200÷400 Vickers, in
funzione del bagno usato per la deposizione. ║
Proprietà
chimiche del p.: da un punto di vista chimico, il
p., pur essendo
classificato fra i metalli nobili, è più facilmente aggredibile
della maggior parte di questi. A temperatura ambiente resiste molto bene
all'acido fluoridrico, al fosforico, al perclorico e agli acidi organici. In
presenza di aria è attaccato sensibilmente dagli acidi solforico,
cloridrico e bromidrico. È attaccato molto facilmente da acido nitrico,
cloruro ferrico, ipocloriti, cloro e bromo umidi. In tutti i casi si ha in
preferenza la formazione di composti in cui il
p. manifesta valenza di +
2, che è la più stabile; si hanno anche composti con valenza + 4.
Da questo punto di vista le sue proprietà sono intermedie tra quelle del
nichel e quelle del platino. All'aria è stabile, ma se viene riscaldato
si ricopre di una sottile pellicola di ossido di colore variabile fra il rosa e
l'azzurro. L'alligazione di piccole quantità di
p. all'oro e
all'argento inibisce le variazioni di colore; questa pratica, essendo molto
conveniente (il
p. costa meno a parità di peso e ha densità
minore di questi metalli preziosi), è sovente usata, soprattutto per
leghe per otturazione dentali e capsule. Un comportamento molto interessante del
p. si registra in presenza di idrogeno. Questo gas, infatti, attraversa
una lamina di
p. riscaldata con estrema facilità, come se essa non
esistesse: la lamina riscaldata assorbe idrogeno; raffreddata (sempre in
presenza di idrogeno) e quindi degasata sotto vuoto, essa mostra di averne
assorbito un volume pari a circa 700 volte il proprio. Una lamina sottile di
p. usato come catodo nella elettrolisi dell'acqua assorbe fino a circa
1.000 volte il suo volume di idrogeno gassoso, pur conservando intatto il suo
aspetto metallico. Utilizzando il
nero di p., che è una
dispersione colloidale del metallo, ad esempio in acqua, si possono avere
assorbimenti di idrogeno pari a cariche a 3.000 volumi. Il nero di
p.
è un catalizzatore molto attivo per reazioni di idrogenazione organiche e
trova quindi vasto impiego. ║
Usi del p.: i principali impieghi del
p. si hanno nell'industria chimica, come catalizzatore e nell'industria
dei preziosi. In chimica il
p. viene usato soprattutto sotto forma di
nero per reazioni di idrogenazione (spesso selettive) di sostanze organiche
insature, oppure per riduzione con idrogeno. Esso può anche catalizzare
reazioni non propriamente di idrogenazione, quale la trasformazione di acetilene
in acetaldeide. Nella metallizzazione delle materie plastiche (e dei materiali
non conduttori in genere) per via electroless è sovente utilizzata una
soluzione di
p. colloidale per attivare la superficie da rivestire con la
deposizione (di solito di nichel o rame). In questo caso il prodotto utilizzato
può essere sia
p. in forma colloidale sia in forma di cloruro di
p. (PdCl
2). Questo sale in realtà è un composto
covalente (e quindi è improprio chiamarlo sale) avente una struttura a
catena del tipo:

e non è solubile in acqua pura ma in acqua fortemente acidificata
con acido cloridrico. Esso si prepara anche direttamente in soluzione per
ebollizione di acido cloridrico e
p. metallico in polvere. In gioielleria
e in odontotecnica sono invece usate molto diffusamente delle leghe di
p.
in sostituzione di altri preziosi, in particolare del platino. Sotto il nome di
oro bianco sono commercializzate diverse leghe ad alto contenuto di
p.,
quali la lega 80% oro, 20%
p. e la lega
p.-rutenio. L'uso del
p. come metallo nobile in queste leghe è favorito dal fatto che il
suo costo a parità di volume (oltre che di peso) è molto minore di
quello degli altri elementi come l'oro o il platino. Alcune leghe di
p.
sono usate in elettrotecnica e in elettronica. Contatti di
p. o
pesantemente palladiati sono spesso usati per relais, soprattutto nel campo
delle tecniche radiotelevisive per la caratteristica di rendere minimo il rumore
causato dai contatti. Leghe speciali sono poi usate per resistenze particolari e
per brasatura dolce a temperatura abbastanza alta, data la loro bassa tensione
di vapore. ║
Leghe di p.: ci limitiamo a citare solo le principali
leghe di
p. e i loro campi di applicazione più tipici. 1)
Leghe
p.-argento. Questi due metalli sono completamente miscibili allo stato
solido, quindi si possono avere leghe di composizione variabile. Leghe con un
contenuto di
p. dal 20 al 50% sono usate per la resistenza alla
corrosione. Altre, con percentuali di
p. variabili dall'1 al 60%, sono
impiegate per la fabbricazione di contatti elettrici; si preferiscono quelle a
basso tenore (1÷10%) di
p. per contatti sostitutivi di quelli in
argento; quelle a tenori più elevati (30÷60%) si usano per evitare
gli effetti dannosi del film di passivazione sull'argento. Le caratteristiche
meccaniche, specialmente di resistenza all'usura, sono molto migliori rispetto
all'argento puro. La lega 60% Pd e 40% Ag ha una resistività di 42
microohm/cm a temperatura ambiente, con un coefficiente di temperatura di soli
30 ppm (parti per milione); è usata per resistori di precisione. La lega
10% Pd e 90% Ag è usata per la brasatura dell'acciaio inossidabile e di
altre leghe a struttura austenitica (come gli Inconel); è liquida a
1.065°C e mostra una tendenza a penetrare nella struttura del
metallo base molto inferiore a quella di altre leghe per brasatura, quali quelle
a base di nichel. 2)
Leghe p.-rutenio. La più utilizzata è
la 95,5% Pd e 4,5% Ru detta oro bianco in gioielleria ma ampiamente usata anche
per contatti elettrici. Ha buone proprietà meccaniche: carico di rottura
a trazione 35 kg/mm
2 e durezza 150 Vickers circa (allo stato
ricotto). 3)
Leghe p.-rame. È utilizzata diffusamente solo la 60%
Pd e 40% Cu, studiata per contatti elettrici per basse correnti (dell'ordine dei
milliampere) in circuiti ad alto carico capacitivo e quindi con forti correnti
alla chiusura. È impiegata anche per contatti striscianti del tipo a
spazzola. 4)
Leghe p.-argento-rame. Questo sistema, alquanto complesso,
dà luogo a leghe aventi proprietà molto diverse. Quelle con
più del 5% di rame e meno del 65% di
p. possono essere indurite
per precipitazione. Quelle con più del 50% di
p. hanno una buona
resistenza alla corrosione. Diverse leghe contenenti almeno il 45% di
p.
e percentuali variabili di argento e rame, oltre eventualmente a piccole
quantità di oro o platino, sono indurenti per precipitazione (fino a 450
Vickers) e sono usate in odontotecnica. Leghe simili sono usate per contatti
striscianti, specialmente sotto carico o dove si richiede una buona
elasticità (contatti a molla striscianti). Leghe con il 10÷25% di
p. sono usate per brasature. 5)
Leghe p.-argento-oro. Sono leghe
molto resistenti alla corrosione; a differenza di tutte le precedenti non sono
aggredite nemmeno in ambienti ossidanti. Vengono usate in molti casi in luogo di
altri metalli nobili (ad esempio tantalio) per pezzi in cui la lavorazione
è difficoltosa. Con piccole aggiunte di rame o altri metalli possono
essere rese indurenti per precipitazione e quindi adatte agli usi in
odontotecnica. ║
Composti di p.: hanno scarsa importanza; la loro
principale applicazione, oltre alla preparazione del
p., si ha come
reagenti in chimica analitica e in qualche caso come catalizzatori. Citiamo
l'ossido palladoso (PdO), nero, insolubile, che si prepara per ossidazione
diretta all'aria o per idrolisi di sali; esso ha carattere anfotero in quanto si
può pensare capostipite sia dei sali di
p. Pd
2 + e
Pd
4+ a carattere ionico sia di sali in cui il
p. è
presente come un metallo. Tipici esempi di questo secondo comportamento sono i
cloropalladiti e i
cloropalladati, che sono composti aventi
formule rispettivamente del tipo K
2PdCl
4 e
K
2PdCl
6. Si sono preparati anche il solfuro palladoso e il
solfuro palladico, come pure il solfato e il nitrato palladosi. Non sono noti
cloruri semplici ma si sono preparati due fluoruri, aventi formula
PdF
2 e PdF
3. Per il cloruro palladoso PdCl
2 si
è già vista la struttura caratteristica di polimero, simile a
quella dello SiS
2 solfuro di silicio.