El paladio es un elemento químico de número atómico46 situado en el grupo10 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Pd. Es un metal de transición del grupo del platino, blando, dúctil, maleable y poco abundante. Se parece químicamente al platino y se extrae de algunas minas de cobre y níquel. Se emplea principalmente como catalizador y en joyería.
El paladio es un metal raro y brillante de color blanco plateado que fue descubierto en 1803 por William Hyde Wollaston, y lleva el nombre del asteroide Palas, el cual recibe también su nombre de la diosa Palas.
El paladio, junto con el platino, el rodio, el rutenio, el iridio y el osmio forma un grupo de elementos mencionados como los metales del grupo del platino, que comparten propiedades químicas similares, pero el paladio tiene el punto de fusión más bajo y es el menos denso de estos metales preciosos.
Las propiedades únicas de paladio y otros metales del grupo del platino se tienen en cuenta para su uso generalizado. Uno de cada cuatro productos que se fabrican actualmente contiene metales del grupo del platino, o bien estos desempeñan un papel clave durante su proceso de manufactura. Más de la mitad de la oferta de paladio se utiliza en los convertidores catalíticos, que convierten hasta el 90% de los gases nocivos de escape de los automóviles (hidrocarburos, monóxido de carbono y óxido de nitrógeno) en sustancias menos nocivas (nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de agua).
El paladio se encuentra en muchos productos electrónicos como computadoras, teléfonos móviles, condensadores de múltiples capas de cerámica, revestimiento de componentes de baja tensión, contactos eléctricos y televisores SED/OLED/LCD. Se usa también en odontología, medicina, purificación de hidrógeno, aplicaciones químicas, y en el tratamiento de aguas subterráneas. Desempeña un papel clave en la tecnología utilizada para las pilas de combustible, que combina hidrógeno y oxígeno para producir electricidad, calor y agua.
Los depósitos de mineral de paladio y otros metales del grupo del platino son raros, y los yacimientos más extensos se ubican en Sudáfrica, Estados Unidos, Canadá, y Rusia. Además de la minería, el reciclaje es también una fuente de paladio.
Historia El paladio, como el resto de los elementos del grupo del platino, ha sido usado desde la antigüedad, pues se tiene constancia de que los antiguos egipcios y las civilizaciones precolombinas ya lo valoraban como metal precioso. Los conquistadores del Nuevo Mundo redescubrieron el mineral de paladio en el , en la búsqueda de oro.
El descubrimiento científico del paladio lo debemos a William Hyde Wollaston, que consiguió aislarlo en 1803 y le puso un nombre basado en el asteroide (2) Palas, descubierto dos meses antes. Wollaston disolvió mineral de platino en agua regia y neutralizó con hidróxido de sodio. Tras lograr la precipitación del platino con cloruro de amonio, añadió cianuro de mercurio, que forma el compuesto cianuro de paladio. Al calentar este último se obtiene paladio en estado metálico. Este método es la base de la obtención moderna del paladio.
Las técnicas de las que se disponía hasta finales del no permitieron la separación adecuada del paladio. Solo cuando se desarrollaron nuevas técnicas de refinado se empezó a utilizar industrialmente cada uno de los metales del platino. El paladio tuvo su auge a partir de la década de 1970 cuando creció su importancia como catalizador.
El cloruro de paladio fue en un tiempo usado para tratar la tuberculosis, a razón de 0,065g/día (aproximadamente un miligramo por kilogramo de peso corporal). Este tratamiento tenía muchos efectos secundarios negativos, y fue reemplazado más tarde por medicamentos más eficaces.
Hacia finales del la oferta rusa de paladio para el mercado global se ha retrasado en varias ocasiones y perturbado, ya que el cupo de exportación no se concedió a tiempo, por razones políticas. El pánico del mercado posterior condujo el precio del paladio a un máximo histórico de 1100dólares por onza en enero de 2001. Alrededor de este tiempo, la compañía Ford Motor, interrumpió su producción debido a la escasez de paladio posible. Cuando los precios cayeron a principios de 2001, Ford perdió cerca de mil millones de dólares. La demanda mundial de paladio aumentó de 100toneladas en 1990 a cerca de 300toneladas en 2000. La producción mundial de paladio de las minas fue de 222toneladas métricas en 2006, según datos del USGS. La mayoría de paladio se utiliza para convertidores catalíticos en la industria automotriz.
Abundancia y obtención thumb|left|200px|Producción mundial de paladio (2005). Rusia es el principal productor de paladio, con al menos el 50% de participación mundial, seguido por Sudáfrica, Canadá y los Estados Unidos.
Se puede encontrar como metal libre aleado con el oro y otros metales del grupo del platino en los depósitos de los montes Urales, Australia, Etiopía, Sudáfrica y América del Norte. Es comercialmente producido a partir de depósitos de níquel-cobre, que se encuentran en Sudáfrica, Ontario, y Siberia; Se necesita tratamiento de muchas toneladas métricas de mineral para extraer una sola onza de paladio. Sin embargo, la producción de la mina aún podía ser rentable, dependiendo de los precios del metal actual, cuando se puede extraer junto con otros metales, como níquel, cobre, platino o rodio.
Es posible además obtenerlo en mínimas cantidades desde barros anódicos proveniente de la electrodeposición del cobre.
También se produce en reactores de fisión nuclear y se puede extraer del combustible nuclear, aunque la cantidad producida es insignificante. Se encuentra en los minerales raros cooperita y polarita.
Características principales thumb|derecha|Cristales sintéticos de paladio. El paladio es un metal de color blanco platinado parecido al Platino. No se oxida con el aire ni se patina, y es el elemento del grupo del Platino de menor densidad y menor punto de fusión. Es blando y dúctil, pero al templarlo aumenta considerablemente su dureza y su resistencia. Puede disolverse en ácido sulfúrico,( H2SO4), y en ácido nítrico,( HNO3). También se puede disolver, aunque lentamente, en ácido clorhídrico (HCl) en presencia de cloro u oxígeno en el medio.
Los estados de oxidación más comunes del paladio son +2 y +4, aunque también puede hallarse en los estados de oxidación = 0 y +1 en algunos compuestos. Si bien, en un principio se pensó en la valencia+3 como uno de los estados de oxidación del paladio fundamentales, no hay evidencia de paladio se presente en estado de oxidación+3, lo que ha sido investigado a través de la difracción de rayos X para un número de compuestos, lo que indica un dímero de paladio (II) y paladio (IV) en su lugar. Recientemente, los compuestos con un estado de oxidación de +6 fueron sintetizados en laboratorio, pero son anomalías forzadas.
El paladio pertenece al grupo 10 de la tabla periódica:
Z Elemento Número de capa de electrones 28 níquel 2, 8, 16, 2 46 paladio 2, 8, 18, 18 78 platino 2, 8, 18, 32, 17, 1 110 darmstadtio 2, 8, 18, 32, 32, 17, 1
El paladio se disuelve lentamente en ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico. Este metal tampoco reacciona con el oxígeno a temperaturas normales (por lo que no empaña en el aire). El paladio se calienta hasta 800 °C producirá una capa de óxido de paladio (III). Se empaña ligeramente en la atmósfera húmeda que contiene azufre.
El metal tiene la extraña habilidad de absorber hasta 900veces su propio volumen de hidrógeno a temperatura ambiente. Se cree que esto posiblemente forma hidruro de paladio (PdH2), pero no está claro si se trata de un compuesto químico. Cuando el paladio ha absorbido grandes cantidades de hidrógeno, su tamaño ampliará ligeramente.
Isótopos Naturalmente el paladio está compuesto por seis isótopos. Los radioisótopos más estables son 107Pd con una vida media de 6,5millones de años, 103Pd con una vida media de 17días, y 100Pd con una vida media de 3,63días. Otros dieciocho radioisótopos se han caracterizado con los pesos atómicos que van desde 90.94948 (64) (91Pd) a 122,93426 (64) (123Pd). La mayoría de estos tienen una vida media de menos de media hora, excepto 101Pd (vida media de 8,47horas), 109Pd (vida media: 13,7horas), y 112Pd (vida media: 21horas).
El modo de desintegración principal que se da en el isótopo estable de paladio más abundante (106Pd), es la captura electrónica y es el modo primario después de la desintegración beta. El producto de desintegración de cabecera antes de 106Pd es el rodio y el producto posterior es la plata.
El isótopo radiogénico 107Ag es un producto de desintegración del isótopo 107Pd y fue descubierto por primera vez en Santa Clara, California, cuando cayó un meteorito en 1978. Los descubridores sugieren que la fusión y la diferencia de los planetas interiores con núcleo de hierro puedan haberse producido hace 10millones de años después de un proceso llamado nucleosíntesis. El isótopo 107Pd frente a las correlaciones observadas en los cuerpos que claramente han sido fundidos desde la acreción del sistema solar, deben corresponder a la presencia de nucleidos de corta duración en el sistema solar primitivo.
Compuestos miniaturadeimagen|Cloruro de paladio(II) El cloruro de paladio (II), bromuro y el acetato son compuestos reactivos, lo que hace que los puntos de entrada sean convenientes para el estudio de la química del paladio. Los tres compuestos no son monoméricos, el cloruro y el bromuro a menudo necesitan ser puestos en reflujo de acetonitrilo para obtener el monómero de acetonitrilo más reactivo y más complejo, por ejemplo:
PdCl2 + 2MeCN → PdCl2(MeCN)2
El gran número de reacciones en las que los compuestos de paladio sirven como catalizadores se conocen colectivamente como reacciones de acoplamiento de paladio. Ejemplos destacados incluyen la reacción de Heck, la reacción de Suzuki, y las reacciones de Stille. El paladio (II) acetato, Pd(PPh3)4, y (Pd2(dba)3) son útiles al respecto, ya sea como catalizadores, o como punto de partida para generar catalizadores.
Aplicaciones El paladio se usa principalmente en los convertidores catalíticos. También se usa en la joyería, en odontología, relojería, en las tiras reactivas para comprobar los niveles de azúcar en la sangre, en las bujías de los aviones y en la producción de instrumentos quirúrgicos y contactos eléctricos. El paladio se usa también para hacer flautas traveseras profesionales. Como en los productos básicos de metales preciosos, el paladio está codificado el estándar internacional ISO 4217 como XPD y 964. El paladio es uno de los cuatro metales que tiene códigos en dicho estándar, los otros son: oro, plata y platino.
Catálisis Cuando el paladio está finamente dividido, forma un catalizador de formas versátiles que acelera reacciones de hidrogenación y deshidrogenación, así como en el craqueo de petróleo. Un gran número de enlaces carbono-carbono formando reacciones en química orgánica (como el acoplamiento de Heck y Suzuki) se ven facilitadas por la catálisis con compuestos de paladio. Además del paladio, cuando se dispersa sobre materiales conductores, resulta ser un excelente electrocatalizador para la oxidación de alcoholes primarios en medios alcalinos y para la electrosíntesis de H2O2.Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide from water and oxygen, Nature Chemistry, 2019 https://www.nature.com/articles/s41570-019-0110-6; https://eprints.soton.ac.uk/432497/;
También es un metal versátil para la catálisis homogénea. Se utiliza en combinación con una amplia variedad de ligandos para las transformaciones químicas altamente selectivas. Un estudio de 2008 mostró que el paladio es un catalizador eficaz para la formación de enlaces carbono-flúor. El paladio se encuentra en el catalizador de Lindlar, también llamado Paladio de Lindlar.
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