Paladyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Paladyum, platine benzeyen bir metaldir. İlginç özellikleri sebebiyle birçok ürünün hammaddesi niteliğindedir. En değerli üçüncü emtia metalidir.

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 nanoteknoljik 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. Paladyumu tanımak istiyorsanız makalemizi okumalısınız.

Tarihçesi

Paladyum, 1803 yılında keşfedilmiştir. 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.

Wollaston, paladyumu aslında 1802 yılında izole etti. Keşfini bilim dergilerinde yayınlamak yerine, alışılmadık bir şekilde Nisan 1803 tarihinde Soho’daki bir dükkânda “yeni bir gümüş” olarak satışa sundu. Dükkâna koyduğu bir broşürde de bulduğu yeni metalin özelliklerinin bir kısmını anlattı. Hatta bulduğu metali elde edebilen herkese ödül vereceğini ilan etti; ancak kimse ödülü kazanamadı. 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.

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.

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 1555 derece, kaynama noktası 2963 derecedir. 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 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 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.

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.

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…

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 yüzde 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.