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鈀金有趣的地方是什麼? 怎樣用它裝點人們的時尚。

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全球市場上的鈀(Pd)價格繼續上漲,2019 年甚至翻了一番。但僅僅因為它是一種相對稀有的金屬就證明需求的持續增長是合理的嗎?是什麼讓鈀金條比金條更值錢?矛盾的是,最簡單的答案是:生態!

鈀 (Pd) 是一種原子序數為 46 的化學元素,位於銠 (Rh) 和銀 (Ag) 之間的門捷列夫表上- 這個位置揭示了它與以其矛盾效應而聞名的鉑族金屬的關係。一方面,它們對大多數物質都具有極強的抵抗力;另一方面,它們充當許多重要反應的催化劑!

鈀金的歷史

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在 17 世紀初,巴西的礦工已經開始開採所謂的毫無價值的黃金(ouro podre),它實際上是黃金和鈀的原生合金。然而,這一觀察結果並未被

科學家

使用。1803 年,英國化學家和物理學家威廉·海德·沃拉斯頓 (Willliam Hyde Wollaston)首次從原始鉑金中分離出鈀。這個名字的靈感來自當時新發現的小行星帕拉斯,它反過來又是為了紀念古希臘智慧女神帕拉斯雅典娜或處女座而受洗的。令他驚訝的是,沃拉斯頓觀察到,透過在硝酸和鹽酸溶液中熔化鉑,他總是得到某種沉澱物,結果證明是鈀雜質。有趣的是,沃拉斯頓並沒有向全世界宣佈他的發現,而是開始將由此產生的金屬作為“新銀”出售。直到愛爾蘭科學家 Richard Chenevix 確定其成分為鈀汞合金後,Wollaston 才公開了他早期的工作並制定了鈀的綜合表徵。鈀的性質 - 它形成什麼化合物?

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與大多數鉑金屬一樣,鈀是一種具有結晶結構的灰白色金屬,但它的特點是最高的柔軟度、最低的密度和最低的熔點(1554。9 攝氏度)。它在2000度的溫度下達到沸點。963 攝氏度。與空氣接觸不會變黑,並且具有極強的耐腐蝕性。

鈀也是所有相關金屬中反應性最強的,很容易受到加熱到高溫的酸的影響。因此,它溶解在硝酸中得到硝酸鈀,當與濃硫酸結合時得到硫酸鈀。在氧或氯存在下,即使在鹽酸中也能溶解,而且易受熔融鹼性氧化物的作用,在500攝氏度的溫度下,也能與氯和氟接觸。加熱時,它還與非金屬元素結合,例如磷、砷、硫、矽和硒。鈀表面是氧和氫反應的極好催化劑,例如用於不飽和有機化合物的氫化。在有利的條件下(溫度為 80 攝氏度,壓力為 1 個大氣壓),鈀能夠吸收等於其體積 900 倍的氫氣!因此,它變得更硬、更堅固且延展性更差。由於這個過程,形成了金屬氫化物,以後很容易從中釋放出氫氣。這種機制在工業上用於淨化鈀製成的管道中的氫氣。在自然界中,我們發現了通常形成單一結構的六種穩定的鈀同位素。它最大的部分是鈀 106、鈀 108 和鈀 105。

鈀的產礦

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在鉑金屬中,鈀是地殼中含量最豐富的金屬之一(0。015 ppm),但仍比銀或金稀有得多。它很少以其原生形式被發現 - 也就是說,與大多數金屬的典型情況不同,它會產生具有均勻結構的沉積物。在少量鉑和銥的陪伴下,它出現在巴西、哥倫比亞、南非和烏拉爾山脈。此外,它有時是金、銀、鎳和銅礦石的一部分,獲得它的主要方法是提煉鎳、鋅和銅。這是另一個瓶頸,阻止鈀金的供應與需求成正比增長。目前世界上最大的鈀生產國是俄羅斯、南非、加拿大和美國。

鈀金應用

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鈀及其合金有時被用作鉑的替代品,用於生產珠寶和電觸點。與黃金結合,它可以提供用於珠寶以及手錶軸承、彈簧和科學儀器鏡子的高品質“白金”。此外,它是牙科中使用的合金的常見成分。

然而,今天鈀的最大和最重要的用途是

汽車

工業中催化轉化器的生產,這解釋了其價值的驚人增長。這些反應堆是目前生產的所有汽油和混合動力汽車排氣系統的一部分。它們透過將有毒氣體(例如一氧化碳和二氧化氮)轉化為危害較小的化合物(例如氮氣、二氧化碳和水蒸氣)來減少排放。與鉑相比,催化劑中的鈀在去除燃料中未燃燒和部分燃燒的碳氫化合物方面更有效。

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鈀是這些反應堆的關鍵且迄今為止不可替代的組成部分,由於包括中國在內的世界上許多國家收緊環保政策,對鈀的需求仍在增長。越來越多的消費者也有意識地從柴油車轉向汽油車和混合動力車。因此,在供應相當有限的情況下,鈀金的價格必須上漲!此外,鈀塗層用於電子產品中的印刷電路元件,鈀本身也用於生產膝上型電腦和手機所需的多層陶瓷電容器。

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鈀對健康的影響

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根據現代科學家的說法,鈀在我們的生態系統中沒有任何生物學作用。它被認為是無毒或非常低毒的,即使被攝入,也不會被消化系統正確吸收。事實上,直接接觸面板或眼睛會引起刺激。液態鈀金甚至會導致灼傷!一般來說,如果意外攝入含有催吐的物質,不建議催吐——最好給水或牛奶喝。如果接觸到面板或眼睛,建議用清水徹底沖洗。

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有趣的是,我們大多數人幾乎沒有機會遇到的鈀化合物被認為是非常有毒甚至致癌的。例如,當實驗動物攝入、吸入或透過面板吸收氯化鈀時,會對骨髓、肝臟和腎臟造成損害。

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鈀金與環境

在某些型別的土壤中,甚至在某些樹木的葉子中,發現少量鈀。儘管厚尾鳳眼蓮(也稱為水葫蘆)即使在低濃度的鈀鹽下也會死亡,但在這些最小的天然劑量下,大多數植物都能耐受它而不會出現大問題。然而,實驗表明,在 3 ppm 以上的劑量下,鈀能夠抑制大多數物種的生長。因此,不建議將其緩慢釋放到環境中。

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與此同時,鈀在汽車工業中的工業使用增加——儘管自相矛盾地是出於對廢氣風險的空氣質量的關注——近年來導致土壤、沉積物、植物和水生生態系統。科學家們目前正在研究這種汙染對我們生活的環境可能產生的影響,但大多數問題仍未得到解答。

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然而,已經在探索減少工業過程中鈀洩漏到環境中的方法。不幸的是,不僅鈀而且鉑和銠的更廣泛使用似乎對動植物都構成了潛在威脅,因此希望問題能夠在為時已晚之前得到解決!

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