पॅलॅडियम

पॅलॅडियम : एक धातुरूप मूलद्रव्य, रासायनिक चिन्ह Pd. आवर्त सारणीच्या (इलेक्ट्रॉन रचनेनुसार केलेल्या मूलद्रव्यांच्या कोष्टकरूप मांडणीच्या) गट ८ मधील दुसऱ्या त्रयीमधील व प्लॅटिनम धातुगटातील एक संक्रमणी (दोन आवर्तांच्या सांध्यावर आढळणारे) मूलद्रव्य[⟶ आवर्त सारणी] अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) ४६ अणुभार १०६.४ संयुजा (इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणारे अंक) १, २, ३ व ४ स्थिर समस्थानिकांचे (अणुक्रमांक तोच पण अणुभार भिन्न असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकारांचे) अणुभार १०२, १०४, १०५, १०६, १०८, ११० अस्थिर समस्थानिकांचे अणुभार १००, १०१, १०३, १०७, १०९, १११, ११२ विद्युत् विन्यास (अणुमधील इलेक्ट्रॉनांची मांडणी) २, ८, १८, १८ रंग पांढरा वितळ- बिंदू १,५५४°से. उकळबिंदू २,९००°से. घनता (२५°से. ला) १२·०१ ग्रॅ. ∕सेंमी^३ कठिनता मऊ स्थितीत ३७–४४ डीपीएन, कठीण स्थितीत १०५ – ११० डीपीएन [डीपीएन म्हणजे डायमंड पिरॅमिड नंबर अथवा हिऱ्याच्या प्रसूचीचा कठिनता–अंक कठिनता मोजण्याची व्हिकर्झ पद्धत ⟶ कठिनता]. ही धातू प्लॅटिनमाशी सदृश असून महत्त्व व निसर्गातील विपुलता या बाबतींत तिचा प्लॅटिनमानंतर क्रमांक लागतो [⟶प्लॅटिनम].

इतिहास : १८०३ मध्ये डब्ल्यू. एच्. वुलस्टन या इंग्लिश रसायनशास्त्रज्ञांनी अशुद्ध प्लॅटिनमापासून अविद्राव्य (न विरघळणारे) पॅलॅडियम सायनाइड मिळवून त्यापासून पॅलॅडियम धातू वेगळी केली. त्याच सुमारास नवीन शोध लागलेल्य़ा ‘पालास’ (पॅलस) या ⇨लघुग्रहावरून या मूलद्रव्यास ‘पॅलॅडियम’ हे नाव त्यांनी दिले. 

उपस्थिती : निसर्गात आढळणाऱ्या प्लॅटिनमामध्ये अशुद्धीच्या रूपात पॅलॅडियम अल्प प्रमाणात आढळते. तसेच सोने, चांदी व निकेल यांच्या धातुकांबरोबरही (कच्च्या स्वरूपातील धातूबरोबरही) ते थोड्या प्रमाणात सापडते.   

निष्कर्षण: प्रथम प्लॅटिनम धातुक अम्लराजात (संहत–विद्रावात जास्त प्रमाणात असलेले–नायट्रिक अम्ल व संहत हायड्रोक्लोरिक अम्ल यांच्या १:३ या प्रमाणातील मिश्रणामध्ये ) विरघळवून सोने, प्लॅटिनम व पॅलॅडियम हे इतर प्लॅटिनम धातूंपासून व चांदीपासून वेगळे करतात नंतर सोने व प्लॅटिनम वेगळे करतात आणि विद्रावात पॅलॅडियम(II) क्लोराइड[यातील II हा रोमन अंक ऑक्सिडीकरण क्रमांक दर्शवितो ⟶ ऑक्सिडीभवन] राहते. यावर अमोनियम हायड्रॉक्साइडाची विक्रिया करून टेट्रामाइन पॅलॅडियम क्लोराइडाचा विद्राव मिळेपर्यंत तापवितात. या विद्रावाशी हायड्रोक्लोरिक अम्लाची विक्रिया केल्यावर डायक्लोरोडायामाइन पॅलॅडियमाचा अवक्षेप (साका) मिळतो. हे संयुग थंड आणि विरल अमोनियामध्ये चांगले विद्राव्य आहे. पॅलॅडियमाची सायनाइड, आयोडाइड व डायमिथिलग्लायॉक्साइड ही अविद्रव्य संयुगे तयार होण्याच्या गुणधर्माचा उपयोग करूनही पॅलॅडियमाचे निष्कर्षण करता येते. सर्व पॅलॅडियम संयुगांचे ⇨ क्षपण  व अपघटन सहज होते. याचा उपयोग करून शुद्ध पॅलॅडियम वेगळे करतात. 

पॅलॅडियम, प्लॅटिनम व ऱ्होडियम या धातू इतर प्लॅटिनम धातूंपासून वेगळ्या करण्याकरिता शिशाबरोबर वितळविण्याची पद्धतही वापरतात. रुथेनियम, ऑस्मियम व इरिडियम शिशात विरघळत नाहीत, तर इतर प्लॅटिनम धातू, सोने व चांदी शिशात विरघळतात[⟶प्लॅटिनम]. 

गुणधर्म : पॅलॅडियम ही धातू तन्य व मऊ असून तिच्यापासून सूक्ष्म तारा व पातळ पत्रे तयार करता येतात. ८००°से. तापमानापर्यंत ही धातू तापविली असता तिच्यावर पॅलॅडियम मोनॉक्साइडाचा (PdO) दृश्य मळकट थर तयार होतो. हे ऑक्साइड पातळ व धातूच्या सूक्ष्मभागाशी संलग्न असून त्याचे पापुद्रे सुटत नाहीत. ८००°से. पेक्षा जास्त तापमानास पॅलॅडियम मोनॉक्साइडाचे विच्छेदन होते व कोठी तापमानास ते त्वरित थंड केल्यास चकचकीत पॅलॅडियम धातू मिळते.

सामान्य वातावरणात पॅलॅडियम मळकट होत नाही, परंतु सल्फरयुक्त वातावरणात ती काहीशी मळकट होते. कोठी तापमानास पॅलॅडियमावर वायुरूप हायड्रोफ्ल्युओरिक, फॉस्फोरिक, परक्लोरिक, ॲसिटिक, हायड्रोक्लोरिक व सल्फ्यूरिक अम्लांची विक्रिया होत नाही तथापि हवेमध्ये १००°से. तापमानास यांतील काहींची  पॅलॅडियमावर विक्रिया होते. या धातूवर नायट्रिक अम्ल, फेरिक क्लोराइड व हायपोक्लोराइट विद्राव तसेच ओलसर क्लोरीन, ब्रोमीन व आयोडीन यांची विक्रिया त्वरित होते. इतर प्लॅटिनम धातूंच्या मानाने पॅलॅडियमावर अम्लांची क्रिया अधिक त्वरेने होते.  

उपयोग : सामान्य तापमानाला वातावरणात पॅलॅडियमावर मळकट डाग पडत नसल्यामुळे ही धातू व तिच्या मिश्रधातू यांचा दागिने व शोभिवंत कामाकरिता उपयोग करतात. सोन्याबरोबर सापेक्षतः अल्प प्रमाणात पॅलॅडियम मिसळल्यास शुभ्र सोने मिळते. दात भरण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या मिश्रधातू तयार करण्यासाठी पॅलॅडियमाच्या मिश्रधातू (उदा., पॅलॅडियम-रुथेनियम) उपयुक्त आहेत. प्लॅटिनमापेक्षा पॅलॅडियम वजनाने हलकी असल्याने ज्योतिषशास्त्रीय व इतर नाजुक उपकरणांच्या रचनेत तिचा वापर करतात. अल्प विद्युत् प्रवाहांसाठी वापरावयाच्या विद्युत् स्पर्शक घटकांमध्ये शुद्ध पॅलॅडियमाचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग करतात. विशेषतः स्पर्शकाचा विद्युत् रोध अल्प असणे आवश्यक असलेल्या दूरध्वनी सामग्रीत पॅलॅडियमामुळे अतिशय खात्रीलायक विद्युत् स्पर्श मिळू शकतो. विद्युत् स्पर्शक घटक, ⇨मुद्रित मंडले  व इतर विद्युत् उपयोगांसाठी पॅलॅडियमाचा जाड वा पातळ थर विद्युत् विलेपन पद्धतीने देता येतो. कार्बनी-धातू संयुगांद्वारे किंवा जैव वाहक द्रव्यात निलंबित (लोंबकळत्या) स्थितीत पॅलॅडियमाचे कण ठेवूनही असा थर देता येतो. ही दुसरी पद्धत पॅलॅडियमाच्या मिश्रधातूंकरिताही वापरता येते. पॅलॅडियम-चांदी या मिश्रधातूच्या विद्युत् रोधक तारा बनवितात. सोने व प्लॅटिनम यांच्या बरोबरील तिच्या मिश्रधातू तपयुग्मात (निरनिराळ्या दोन धातूंच्या तारांच्या दोन संधिस्थानी तापमानात फरक ठेवून विद्युत् प्रवाह निर्माण करणाऱ्या साधनात ) वापरतात. 

कित्येक रासायनिक विक्रियांसाठी पॅलॅडियमाचा पृष्ठभाग उत्प्रेरक (प्रत्यक्ष विक्रियेत भाग न घेता विक्रिया जलद अथवा कमी तापमानास होण्याकरिता मदत करणारा पदार्थ) म्हणून उपयुक्त आहे. विशेषतः हायड्रोजन वा ऑक्सिजन वायूचा सहभाग असलेल्या विक्रियांमध्ये तो अधिक परिणामकारक ठरतो. हे उत्प्रेरक एखाद्या अक्रिय द्रव्यावर (उदा., कार्बन ॲल्युमिना) पॅलॅडियमाचा अतिशय पातळ थर दिलेल्या स्वरूपात असतात. प्रयोगशाळेत कार्बनी संयुगांचे क्षपण, हायड्रोजनीकरण (रेणूत हायड्रोजनाचा समावेश करण्याची विक्रिया) अथवा हायड्रोजननिरास करण्यासाठी हे उत्प्रेरक अतिशय उपयुक्त ठरले आहे. हायड्रोजनातील ऑक्सिजनाचा अल्पांश काढून टाकण्यासाठी ॲल्युमिनावर बसविलेल्या पॅलॅडियमाचा उपयोग होतो. पॅलॅडियम उत्प्रेरकांचा ⇨समघटकीकरण  व विखंडन (रेणूचे तुकडे करण्याच्या) विक्रियांमध्येही उपयोग होतो. 

योग्य परिस्थितीत पॅलॅडियम आपल्या घनफळाच्या ९०० पटींहून जास्त हायड्रोजन शोषून घेऊ शकते. या क्रियेमध्ये धातू प्रसरण पावते, अधिक कठीण बनते व तिची तन्यता कमी होते. तापविलेल्या पॅलॅडियमामधून हायड्रोजनाचे जलद विसरण (रेणू एकमेकांत मिसळण्याची क्रिया) होते. यामुळे हायड्रोजनाचे शुद्धीकरण करण्यासाठी तसेच बंदिस्त वायू वाहक मंडलांमध्ये हायड्रोजन आत वा बाहेर वाहून नेण्यासाठी पॅलॅडियमाच्या तप्त नलिकांचा अर्धपार्य पटलासारखा उपयोग करतात. या नलिकांतून हायड्रोजनाखेरीज इतर वायू आरपार जाऊ शकत नाहीत.   

संयुगे : पॅलॅडियम क्लोराइड(PdCl₂), टेट्रामाइन पॅलॅडियम क्लोराइड व टेट्राक्लोरोपॅलॅडेटे (Na₂PdCl₄) ही संयुगे महत्त्वाची आहेत. पॅलॅडियम क्लोराइड विद्युत् विलेपनासाठी तसेच हे क्लोराइड व त्याच्याशी संबंधित असलेली क्लोराइडे ऊष्मीय अपघटनाने शुद्ध सच्छिद्र (स्पंजी) पॅलॅडियम मिळविण्यासाठी वापरतात. पोटॅशियम टेट्राक्लोरोपॅलॅडेट (K₂PdCl₄) हे संयुग कार्बन मोनॉक्साइड अथवा ओलेफीन वायू यांचे अत्यल्प प्रमाणातीलही अस्तित्व ओळखण्यासाठी वापरतात. 

पॅलॅडियम हे नायट्रिक अम्लात हळूहळू विरघळते आणि पॅलॅडियम नायट्रेट[Pd(NO₃)₂] मिळते. पॅलॅडियमावर सल्फ्यूरिक अम्लाच्या विक्रियेने पॅलॅडियम सल्फेट (PdSO₄) मिळते. पॅलॅडियम नायट्रेट व नायट्राइट यांचे उपयोग साधारणपणे त्याच्या क्लोराइडासारखेच आहेत. 

पॅलॅडियमाचे हायड्रॉक्साइड [Pd(OH)₂]पिवळे असून ते अम्ल किंवा क्षार (अल्कली) यामध्ये विद्राव्य परंतु पाण्यामध्ये अविद्राव्य आहे. या हायड्रॉक्साइडाचे अपघटन८५०°से. ला होते आणि या तापमानापूर्वी त्याचे निर्जलीकरण केले असता काळ्या रंगाचे पॅलॅडियम मोनॉक्साइड (PdO)मिळते. PdO व Pd (OH)₂ यांचा पॅलॅडियम उत्प्रेरक तयार करण्यासाठी उपयोग करतात.

 पॅलॅडियम मोनॉक्साइडाचे ओझोनाने ऑक्सिडीकरण केल्यास तपकिरी रंगाचे अस्थिर(Pd₂O₃) ऑक्साइड मिळते.तीव्र ऑक्सिडीकारक वापरून पॅलॅडियमाची +४ ऑक्सिडीकरण क्रमांक असलेली (उदा.,PdO₂) संयुगे मिळविता येतात.

सोडियम टेट्रानायट्रोपॅलॅडेट [Na₂ Pd(NO₂)₄] व इतर जटिल संयुगांचा उपयोग विद्युत् विलेपन कुंडांत करतात. सर्व पॅलॅडियम संयुगांचे सहजपणे अपघटन वा क्षपण करून मुक्त मूलद्रव्य मिळविता येते.

पहा : प्लॅटिनम संक्रमणी मूलद्रव्ये.  

जमदाडे, य. कों.

“