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Palladium

礦物下的一個物種

鈀(注音:ㄅㄚˇ,拼音:bǎ,英文:Palladium)是一種化學元素,化學符號為Pd,原子序為46。鈀是在1803年由威廉·海德·沃拉斯頓所發現的一種罕見而具有光澤的銀白色金屬。鈀的英文名稱是以小行星智神星來命名的。鈀與鉑、銠、釕、銥、鋨形成一組鉑族金屬的元素家族(PGMs(英語:platinum groups))。鉑族金屬化學性質相似,但鈀的熔點最低,也是這些貴金屬中密度最低的一種。 鈀金屬,與它的同族元素鉑金屬,在現有的供給量當中,有一半以上被用在觸媒轉換器當中。這些觸媒轉換器能將汽機車排放廢氣中的90%的有害氣體(例如:一氧化碳、二氧化氮、碳氫化合物),轉換為毒害性較低的物質(例如:二氧化碳、氮氣、水)。鈀也常被使用在電子工業、牙醫學、醫學、氫氣純化(英語:hydrogen purification)、化學應用、地下水處理(英語:groundwater remediation)以及珠寶業。鈀能催化氫氣及氧氣反應產生水及熱,是燃料電池中關鍵的成分。 鈀及其他鉑族金屬的礦床很罕見。鈀含量較高的礦床主要分布在:南非德蘭士瓦盆地(英語:Transvaal Basin)的布希維爾德火成巖複合體(英語:Bushveld Igneous Complex)的白雲帶、美國蒙大拿州的斯蒂爾沃特綜合體(英語:Stillwater igneous complex)、加拿大安大略省的索德柏立盆地及珊德灣(英語:Thunder Bay)區、俄羅斯的諾里爾斯(英語:Norilsk)綜合體,近期更在菲律賓米沙鄢群島的北部發現。 回收廢棄觸媒轉換器中的鈀也是其中一種來源。由於眾多的應用以及資源的有限性,引起了大量的投資興趣。

硬度
硬度:

4.5 - 5

密度
密度:

12.04 g/cm³

關於鈀的一般資訊

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鈀的物理特性

顏色
乳白色鋼灰色
硬度
4.5 - 5 , 柔軟
密度
12.04 g/cm³, 重量明顯較重
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鈀的化學特性

化學式
(Pd,Pt)
列出的元素
Pd, Pt
常見雜質
Pt,Ir,Pb,Sn,Bi,Sb,Hg

鈀的健康風險

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鈀有什麼危害?

鈀是一種傳統測量方法(如LD50)顯示毒性低的金屬。最近對鈀毒性機制的研究表明,如果在長時間框架內以及在肝臟和腎臟的細胞水平上測量,則顯示出高毒性。線粒體似乎在鈀毒性中起關鍵作用,通過線粒體膜電位崩潰和細胞谷胱甘肽(GSH)水平的衰竭。在此之前,認為鈀在人體攝入後吸收不良。像水葫蘆這樣的植物會因低濃度的鈀鹽而死亡,但大多數其他植物能承受其存在,雖然測試顯示在濃度超過0.0003%時,植物生長會受到影響。高劑量的鈀可能是有毒的;對囓齒動物的測試表明它可能是致癌物,儘管直到上述最近的研究,尚無明確證據表明該元素對人類有害。

鈀的特徵

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鈀的特徵

鈀屬於週期表中第十族元素,但是他的最外層電子組態遵守洪德定則。位於s殼層中的電子會遷移填入較低能量之d軌域。 鈀是一種類似鉑的軟銀白色金屬,是鉑族金屬族當中密度及熔點最低的。退火時柔軟且具有延展性,冷加工時可提升強度和硬度。鉑可緩慢溶於濃硝酸、熱濃硫酸以及常溫之王水,並在精細研磨後可溶於鹽酸當中。 鈀在標準溫度下不與氧反應,因此在空氣中不會失去光澤。加熱至800℃的鈀將產生一層氧化鈀,並且在含硫的潮濕空氣中會輕微褪色。 在3.2K的低溫中以α粒子轟擊鈀膜將會使之產生缺陷,而表現出超導性。

鈀的形成

在2016年鈀的總礦山產量達到208,000公斤,俄羅斯是最高產量國,為82,000公斤,隨後是南非、加拿大和美國。俄羅斯的諾里爾斯克鎳業公司在全球最大的鈀生產商中排名第一,占全球產量的39%。鈀可以作為自由金屬與黃金和其他鉑族金屬合金出現在烏拉爾山脈、澳大利亞、埃塞俄比亞、北美和南美的砂礦中。這些礦床在鈀的生產中僅起微小作用。最重要的商業資源是位於安大略省薩德伯里盆地的鎳銅礦床和西伯利亞的諾里爾斯克-塔爾納赫礦床。另一大礦床是南非布什維爾德岩漿複合體內的梅倫斯基礦脈。蒙大拿州的斯蒂爾沃特岩漿雜岩和安大略省拉克德伊萊斯岩漿雜岩的羅比帶礦體是加拿大和美國的另外兩個鈀來源。鈀可在稀有礦物如銅錫石和極地石中找到。已知有更多的鈀礦物,但它們都非常稀有。鈀也在核裂變反應堆中生產,可以從用過的核燃料中提取(請參閱貴金屬的合成),但此來源的鈀並未被使用。現有的核重加工設施中沒有可以從高放射性廢物中提取鈀的設備。

鈀的文化意義

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鈀的用途

鈀在現代最大的用途是催化轉換器,也能用作珠寶、牙科材料、手錶配件、血糖試紙、飛機火花塞、手術器械和電接觸點,或者用於製作專業的橫向長笛。;也能用作商品(貴金屬),如鈀金的ISO貨幣代碼是XPD及964,其餘有此類代碼的金屬還有金、銀和鉑。鈀能夠吸收氫氣,因此它也是1989年開始的有爭議的冷聚變實驗的關鍵組分。 諾里爾斯克鎳公司(Norilsk Nickel)是俄羅斯最大的,同時也是世界最大的有色金屬和貴金屬生產商之一,其生產的鈀占全球產量的66%。

大家也會問的常見問題

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