Paladio para niños
Datos para niños Rodio ← Paladio → Plata |
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| Tabla completa • Tabla ampliada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Información general | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | Paladio, Pd, 46 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie química | Metales de transición | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 10, 5, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atómica | 106,42 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [Kr] 4d10 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Mohs | 4,75 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrones por nivel | 2, 8, 18, 18 (imagen) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | Blanco plateado metálico | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio medio | 140 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 2,20 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico (calc) | 137 pm (radio de Bohr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 131 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio de van der Waals | 163 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado(s) de oxidación | 0, +1, +2, +4, +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Óxido | Levemente básico | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.ª energía de ionización | 804,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.ª energía de ionización | 1870 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.ª energía de ionización | 3177 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líneas espectrales |
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| Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado ordinario | Sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad | 12023 kg/m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 1828,05 K (1555 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 3236 K (2963 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 357 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 17,6 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión de vapor | 1,33 Pa a 1825 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Varios | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | Cúbica centrada en las caras | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 244 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 9,5·106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 71,8 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | 3070 m/s a 293,15 K (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Isótopos del paladio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El paladio es un elemento químico con el número atómico 46. Su símbolo es Pd. Es un metal de transición que forma parte del grupo del platino. Es un metal blando, que se puede estirar en hilos finos (dúctil) y formar láminas delgadas (maleable). Es poco común en la naturaleza.
El paladio se parece mucho al platino en sus propiedades químicas. Se obtiene principalmente de algunas minas de cobre y níquel. Se usa mucho como catalizador (una sustancia que acelera reacciones químicas) y en joyería.
Este metal raro y brillante de color blanco plateado fue descubierto en 1803 por William Hyde Wollaston. Recibió su nombre del asteroide (2) Palas, que a su vez fue nombrado por la diosa Palas.
El paladio, junto con el platino, el rodio, el rutenio, el iridio y el osmio, forma un grupo de elementos conocidos como los metales del grupo del platino. Todos ellos tienen propiedades químicas parecidas. Sin embargo, el paladio tiene el punto de fusión más bajo y es el menos denso de estos metales preciosos.
Las características especiales del paladio y de los otros metales del grupo del platino hacen que se usen en muchos lugares. Se calcula que uno de cada cuatro productos que se fabrican hoy en día contiene estos metales o se producen con su ayuda. Más de la mitad del paladio que se produce se usa en los convertidores catalíticos de los automóviles. Estos dispositivos transforman hasta el 90% de los gases dañinos de los escapes (como los hidrocarburos y el monóxido de carbono) en sustancias menos peligrosas, como nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de agua.
El paladio se encuentra en muchos aparatos electrónicos, como computadoras, teléfonos móviles, y televisores. También se usa en odontología, medicina, para purificar hidrógeno, en procesos químicos y para limpiar aguas. Es muy importante en las pilas de combustible, que generan electricidad, calor y agua al combinar hidrógeno y oxígeno.
Los lugares donde se encuentran grandes cantidades de paladio y otros metales del grupo del platino son escasos. Los yacimientos más grandes están en Sudáfrica, Estados Unidos, Canadá y Rusia. Además de la minería, el reciclaje de productos viejos es otra forma importante de obtener paladio.
Contenido
Historia del Paladio
El paladio, al igual que otros metales del grupo del platino, se ha usado desde la antigüedad. Se sabe que los antiguos egipcios y las civilizaciones precolombinas ya lo consideraban un metal precioso. Los exploradores europeos redescubrieron este mineral en el siglo XVII mientras buscaban oro en el Nuevo Mundo.
¿Quién descubrió el paladio?
El descubrimiento científico del paladio se le atribuye a William Hyde Wollaston, quien logró aislarlo en 1803. Le dio el nombre basándose en el asteroide (2) Palas, que había sido descubierto solo dos meses antes. Wollaston usó una serie de pasos químicos para separar el paladio de otros metales. Este método es la base de cómo se obtiene el paladio hoy en día.
Hasta finales del siglo XIX, las técnicas disponibles no permitían separar bien el paladio de otros metales. Solo cuando se desarrollaron nuevas formas de purificación, el paladio comenzó a usarse en la industria. Su importancia como catalizador creció mucho a partir de la década de 1970.
En el pasado, el cloruro de paladio se usó para tratar algunas enfermedades, pero se encontraron mejores métodos con menos efectos negativos.
Hacia finales del siglo XX, la cantidad de paladio que Rusia enviaba al mercado global se vio afectada varias veces por razones políticas. Esto causó que el precio del paladio subiera mucho, llegando a un máximo de 1100 dólares por onza en enero de 2001. Por ejemplo, la compañía Ford Motor tuvo que detener su producción por la posible falta de paladio. Cuando los precios bajaron a principios de 2001, Ford tuvo grandes pérdidas. La demanda mundial de paladio creció de 100 toneladas en 1990 a casi 300 toneladas en 2000. En 2006, la producción mundial de paladio de las minas fue de 222 toneladas métricas. La mayor parte del paladio se usa en los convertidores catalíticos para automóviles.
¿Dónde se encuentra el paladio?
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Rusia es el principal productor de paladio, aportando al menos el 50% de la producción mundial. Le siguen Sudáfrica, Canadá y los Estados Unidos.
El paladio se puede encontrar como metal puro, mezclado con oro y otros metales del grupo del platino, en lugares como los montes Urales, Australia, Etiopía, Sudáfrica y América del Norte. Se obtiene comercialmente de depósitos de níquel-cobre en Sudáfrica, Ontario (Canadá) y Siberia (Rusia). Se necesitan muchas toneladas de mineral para extraer solo una onza de paladio. Sin embargo, la extracción puede ser rentable si se obtiene junto con otros metales como níquel, cobre, platino o rodio.
También se puede obtener en cantidades muy pequeñas de los residuos de la producción de cobre mediante un proceso llamado electrodeposición.
Además, el paladio se produce en reactores de fisión y se puede extraer del combustible nuclear usado, aunque la cantidad es muy pequeña. Se encuentra en minerales raros como la cooperita y la polarita.
Propiedades y características del Paladio
El paladio es un metal de color blanco plateado, muy parecido al Platino. No se oxida (no se pone opaco) con el aire ni se mancha. Es el elemento del grupo del Platino con menor densidad y menor punto de fusión. Es blando y se puede moldear, pero si se calienta y luego se enfría rápidamente (un proceso llamado templado), se vuelve mucho más duro y resistente.
Puede disolverse en ácido sulfúrico (H2SO4) y en ácido nítrico (HNO3). También puede disolverse, aunque lentamente, en ácido clorhídrico (HCl) si hay cloro u oxígeno presentes.
Los estados de oxidación más comunes del paladio son +2 y +4. También puede encontrarse en los estados 0 y +1 en algunos compuestos. Recientemente, se han creado en laboratorio compuestos con un estado de oxidación de +6, pero son muy poco comunes.
El paladio pertenece al grupo 10 de la tabla periódica:
| Z | Elemento | Electrones por capa |
|---|---|---|
| 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 no reacciona con el oxígeno a temperaturas normales, por lo que no se empaña en el aire. Sin embargo, si se calienta a 800 °C, formará una capa de óxido de paladio (III). También se mancha un poco en ambientes húmedos que contienen azufre.
Este metal tiene una habilidad sorprendente: puede absorber hasta 900 veces su propio volumen de hidrógeno a temperatura ambiente. Se cree que esto forma un compuesto llamado hidruro de paladio (PdH2), aunque no está del todo claro si es un compuesto químico. Cuando el paladio absorbe mucho hidrógeno, su tamaño aumenta ligeramente.
Isótopos de Paladio
El paladio que se encuentra en la naturaleza está formado por seis isótopos diferentes. Los radioisótopos más estables son el 107Pd, con una vida media de 6,5 millones de años, el 103Pd, con 17 días, y el 100Pd, con 3,63 días. Se han identificado otros dieciocho radioisótopos, pero la mayoría tienen una vida media de menos de media hora.
El isótopo 107Ag es un producto de la desintegración del isótopo 107Pd. Fue descubierto por primera vez en un meteorito que cayó en Santa Clara, California, en 1978.
Usos y aplicaciones del Paladio
El paladio se utiliza principalmente en los convertidores catalíticos de los coches. También es muy valorado en la joyería, en odontología, en la fabricación de relojes, en las tiras para medir el azúcar en la sangre, en las bujías de los aviones y en la producción de instrumentos quirúrgicos y contactos eléctricos. Incluso se usa para hacer flautas traveseras profesionales. Como metal precioso, el paladio tiene un código internacional (ISO 4217) llamado XPD y 964, al igual que el oro, la plata y el platino.
Paladio como catalizador
Cuando el paladio está muy finamente dividido, se convierte en un catalizador muy útil. Acelera reacciones de hidrogenación (añadir hidrógeno) y deshidrogenación (quitar hidrógeno), y también en el proceso de "craqueo" del petróleo (romper moléculas grandes en más pequeñas). Muchas reacciones importantes en la química orgánica, como las reacciones de Heck y Suzuki, se facilitan con compuestos de paladio. Además, el paladio, cuando se extiende sobre materiales que conducen electricidad, es un excelente electrocatalizador para la oxidación de ciertas sustancias químicas y para la producción de H2O2.
También es un metal muy versátil para la catálisis homogénea (cuando el catalizador está en la misma fase que los reactivos). Se usa con muchos tipos de sustancias para lograr transformaciones químicas muy específicas. Un estudio de 2008 mostró que el paladio es un catalizador eficaz para formar enlaces entre carbono y flúor. El paladio también se encuentra en el catalizador de Lindlar.
Paladio en la electrónica
La segunda aplicación más importante del paladio es en los condensadores de cerámica de múltiples capas, que son componentes electrónicos. El paladio y sus mezclas con la plata se usan como electrodos en estos condensadores. También se utiliza para recubrir componentes electrónicos (a veces mezclado con níquel) y en materiales para soldadura. En 2006, se usaron 1.070.000 onzas (33,2 toneladas métricas) de paladio en el sector de la electrónica.
Paladio en la tecnología
El hidrógeno puede pasar fácilmente a través del paladio caliente, lo que permite purificar este gas. Es parte del electrodo de paladio-hidrógeno en estudios de electroquímica. El cloruro de paladio (II) puede absorber grandes cantidades de monóxido de carbono, por lo que se usa en los detectores de este gas.
Almacenamiento de hidrógeno
El hidruro de paladio es un compuesto metálico que puede contener una gran cantidad de hidrógeno dentro de su estructura. A temperatura ambiente y presión normal, el paladio puede absorber hasta 900 veces su propio volumen de hidrógeno. Esta propiedad se ha investigado mucho, y entenderla mejor podría ayudar a diseñar mejores materiales para almacenar hidrógeno.
Paladio en la fotografía
A menudo se usa junto con el platino para imprimir fotos en blanco y negro, ofreciendo una alternativa a la plata.
Paladio en el arte
El paladio es una de las alternativas a la plata que se usa para decorar manuscritos. La hoja de plata se oscurece rápidamente, pero el paladio es una buena opción porque no se mancha. La hoja de aluminio es más barata, pero es más difícil de trabajar que el oro o la plata. Por eso, la hoja de paladio se considera la mejor alternativa, a pesar de su alto costo. La hoja de platino se puede usar de forma similar al paladio, pero no se vende comercialmente debido a su alta demanda.
Paladio en la joyería
El paladio se ha usado como metal precioso en joyería desde 1939, como una opción diferente al platino o al oro blanco. Esto se debe a su color blanco natural, que no necesita ser recubierto con rodio. Es un poco más blanco, mucho más ligero y un 12% más duro que el platino. Al igual que el oro, el paladio se puede laminar para obtener láminas muy delgadas.
El paladio es uno de los tres metales más usados para hacer aleaciones de oro blanco. El oro con paladio es más caro que el oro con níquel, pero rara vez causa reacciones alérgicas. Durante la Segunda Guerra Mundial, cuando el platino fue declarado un recurso estratégico, muchas joyas se empezaron a hacer con paladio. En septiembre de 2001, el paladio era más caro que el platino y se usaba poco en joyería. Sin embargo, los problemas de calidad se han resuelto, y su uso en joyería ha aumentado debido a la subida del precio del platino y la bajada del precio del paladio.
Antes de 2004, el paladio se usaba principalmente para hacer aleaciones de oro blanco. Pero a principios de 2004, cuando los precios del oro y del platino subieron mucho, los joyeros chinos comenzaron a fabricar muchas joyas de paladio. Se estima que en 2004, la demanda de paladio para joyería fue de 920.000 onzas, lo que representó cerca del 14% de la demanda total de paladio ese año. Este crecimiento continuó en 2005, con una demanda mundial de casi 1,4 millones de onzas, la mayor parte en China. Se espera que la popularidad de la joyería de paladio siga creciendo. A principios de 2019, el paladio superó al oro en valor por onza como metal precioso.
Precauciones con el Paladio
Como cualquier elemento o compuesto en polvo muy fino, el paladio puede ser pirofórico, lo que significa que puede encenderse fácilmente en el aire. Sin embargo, el metal en su forma sólida es bastante seguro. Se han reportado algunos casos de irritación en la piel al contacto.
Véase también
En inglés: Palladium Facts for Kids
