Fri. Jun 5th, 2020

LUCA

Online Science portal by KSSP

പലേഡിയം – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

ലൂക്ക – ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാര്‍ഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു.  ഇന്ന് പലേഡിയത്തെ പരിചയപ്പെടാം.

സോബി ഡാനിയൽ
മഹാരാജാസ് കോളേജ് , എറണാകുളം

ലൂക്ക – ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാര്‍ഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു.  ഇന്ന് പലേഡിയത്തെ പരിചയപ്പെടാം.

1802 ൽ വില്യം ഹൈഡ് വോളസ്റ്റൺ (William Hyde Wollaston) എന്ന രസതന്ത്രജ്ഞനാണ് പലേഡിയം ലോഹം കണ്ടെത്തിയത്. അപൂർവവും തിളക്കമുള്ളതുമായ വെള്ളി-വെള്ളലോഹമാണിത്. 1800 ൽ കണ്ടെത്തിയ പല്ലസ് എന്ന ഛിന്നഗ്രഹത്തിന്റെ പേരിലാണ്  (ഗ്രീക്ക് ദേവതയായ അഥീനയുടെ വിശേഷണമാമാണ് പല്ലാസ്‌) വൊളാസ്റ്റൺ 1804 -ൽ ഈ  മൂല‍കത്തിന് പലേഡിയം എന്ന പേര് നൽകിയത്.

വില്യം ഹൈഡ് വോളസ്റ്റൺ

പല്ലേഡിയം ഒരു പരിധിവരെ നിക്കൽ ട്രയാഡിന്റെ സഹോദരനാണെന്ന് പറയാം. ബ്രാഗൈറ്റ് (braggite) പോലുള്ള സൾഫൈഡ് ധാതുക്കളിലാണ് പല്ലേഡിയം കൂടുതലും കാണപ്പെടുന്നത്. നിക്കൽ ശുദ്ധീകരണത്തിൽ ഉപോത്പന്നമായി വാണിജ്യപരമായി പലേഡിയം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു. ചെമ്പ്, സിങ്ക് ശുദ്ധീകരണപ്രക്രിയയിലും പലേഡിയം ഉപഉത്പന്നമായി വേർത്തിരിച്ചെടുക്കുന്നുണ്ട്‌. തെക്കേ അമേരിക്കയിൽനിന്നുള്ള പ്ലാറ്റിനം അയിരിൽനിന്നാണ് വൊളാസ്റ്റൺ പലേഡിയം നിർമിച്ചത്. ആദ്യം അദ്ദേഹം അയിര് രാജദ്രാവകത്തിൽ (aquaregia-നൈട്രിക് ആസിഡിന്റെയും ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡിന്റെയും മിശ്രിതം) ലയിപ്പിച്ചു. പിന്നീട് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (NaOH) ഉപയോഗിച്ച് ലായനിയെ നിർവീര്യമാക്കി. അമോണിയം ക്ലോറൈഡ് ചേർത്ത് (NH4Cl) അമോണിയം ക്ലോറോപ്ലാറ്റിനേറ്റിന്റെ രൂപത്തിൽ പ്ലാറ്റിനത്തെ അവക്ഷിപ്തപ്പെടുത്തി. അതിൽ മെർക്കുറിക് സയനൈഡ് (Hg(CN)2) ചേർത്ത് പലേഡിയം സയനൈഡ് (PdCN)  നിർമ്മിക്കുകയും അത് ചൂടാക്കി പലേഡിയം ലോഹം വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്തു.

21-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ റഷ്യ, ദക്ഷിണാഫ്രിക്ക, കാനഡ, അമേരിക്ക എന്നിവയാണ് ലോകത്തിലെ മുൻനിര പല്ലേഡിയം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്. കടപ്പാട് വിക്കിപീഡിയ

 

ഇലക്ട്രോൺവിന്ന്യാസം: [Kr] 4d10

സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ (Chemical and physical properties)

പ്ലാറ്റിനം ഗ്രൂപ്പിൽ പെടുന്ന അപൂർവും വിലയേറിയതുമായ ലോഹമാണ് പല്ലേഡിയം. റോഡിയം, റുഥീനിയം, ഓസ്മിയം, ഇറിഡിയം എന്നിവയ്ക്കൊപ്പം പ്ലാറ്റിനം ഗ്രൂപ്പിലെ ആറ് മൂലകങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് പല്ലേഡിയം. വെളുത്ത സ്വർണ്ണത്തിന് നിറം നൽകുന്ന തിളങ്ങുന്ന വെള്ളി മൂലകമാണിത്, പ്ലാറ്റിനം ഗ്രൂപ്പ് മൂലകങ്ങളിൽ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന ദ്രവണാങ്കവും സാന്ദ്രതയും പലേഡിയത്തിനാണ്

പലേഡിയം വിവാഹമോതിരം

പല്ലേഡിയത്തിന്റെ സാധാരണ ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥകൾ (0, 1, 2, 4  )എന്നിവയാണ്. പല്ലേഡിയത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥകളിലൊന്നാണ് 3 എന്ന് ഒരിക്കൽ കരുതിയിരുന്നെങ്കിലും, അതിന് തെളിവുകളൊന്നുമില്ല. എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ സാങ്കേതികത ഉപയോഗിച്ച് നിരവധി പല്ലേഡിയം സംയുക്തങ്ങളിൽ പല്ലേഡിയം (II), പല്ലേഡിയം (IV) എന്നിവയുടെ ഒരു ഡൈമർ കണ്ടെത്തി.  അടുത്തിടെ, ഗവേഷകർ പല്ലേഡിയത്തിന് +6 ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥയുള്ള സംയുക്തങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്‌. പ്ലാറ്റിനത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി  പല്ലേഡിയം ഗാഢ നൈട്രിക് ആസിഡിൽ ലയിക്കുന്നു,

സാധാരണ  താപനിലയിലും (Room temperature) അന്തരീക്ഷ മർദ്ദത്തിലും  പലേഡിയത്തിന് അതിന്റെ അളവിന്റെ 900 മടങ്ങ് ഹൈഡ്രജന്‍ വരെ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള അസാധാരണമായ കഴിവുണ്ട്.  ഹൈഡ്രജനെ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, വെള്ളം കുടിക്കുമ്പോൾ വീർക്കുന്ന ഒരു സ്പോഞ്ച് പോലെ ഇത്  വികസിക്കുന്നു.

പല്ലേഡിയത്തിനു ആറ് സ്ഥിരതയുള്ള ഐസോടോപ്പുകള്‍ ഉണ്ട് : 102 Pd, 104 Pd, 105 Pd, 106 Pd, 108 Pd, 110 Pd. ഇവകൂടാതെ, നിരവധി റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പുകളും ഉണ്ട്, അവയുടെ  പിണ്ഡം 91 മുതൽ 124 വരെയാണ്. ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാലം നിലനിക്കുന്ന  റേഡിയോ ഐസോടോപ്പുകൾ 107 Pd, (അർദ്ധായുസ്സ് 6.5 ദശലക്ഷം) .100 Pd, എന്നിവയാണ്. ( അർദ്ധായുസ്സ് 3.63 ദിവസം). മറ്റ് മിക്ക റേഡിയോ ഐസോടോപ്പുകൾക്കും  അരമണിക്കൂറിൽ താഴെയുള്ള അർദ്ധായുസ്സുണുള്ളത്.

ഉപയോഗങ്ങൾ (Applications)

സാധാരണ താപനിലയിൽ പല്ലേഡിയം അന്തരീക്ഷത്തെ കളങ്കപ്പെടുത്തുന്നില്ല. അതിനാൽ ലോഹവും അതിന്റെ ലോഹസങ്കരങ്ങളും പ്ലാറ്റിനത്തിന് പകരമായി ജ്വല്ലറിയിലും ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺടാക്റ്റുകളിലും അലങ്കാര ആവശ്യങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. താരതമ്യേന ചെറിയ അളവിൽ സ്വർണത്തിനോടൊപ്പം പല്ലേഡിയം ചേർത്ത് മികച്ച വെളുത്ത സ്വർണ്ണം നിർമ്മിക്കാം. വിവിധ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് പല്ലേഡിയവും അതിന്റെ സംയുക്തങ്ങളും വളരെ വിലപ്പെട്ട ഉത്തേജകമാണ്, മാത്രമല്ല വാഹനങ്ങളുടെ കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകളിൽ പല്ലേഡിയം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നുണ്ട് പല്ലേഡിയത്തിന്റെ ആഗോള വിതരണത്തിന്റെ പകുതിയിലേറെയും വാഹനങ്ങൾക്കും ജ്വലന എഞ്ചിനുകൾ ഘടിപ്പിച്ച മറ്റ് യന്ത്രങ്ങൾക്കുമായി കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കാന്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.

പലേഡിയം ജ്വലന എഞ്ചിനുകൾ ഘടിപ്പിച്ച മറ്റ് യന്ത്രങ്ങൾക്കുമായി കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കാന്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. കടപ്പാട് വിക്കിപീഡിയ

പലേഡിയം അലോയ്കൾ ആഭരണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ദന്തചികിത്സ, വാച്ച് മേക്കിംഗ്, എയർക്രാഫ്റ്റ് സ്പാർക്ക് പ്ലഗുകൾ, ശസ്ത്രക്രിയ ഉപകരണങ്ങൾ, ഇലക്ട്രിക്കൽ കോൺടാക്റ്റുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ഉപകരങ്ങളുടെ നിര്‍മാണത്തില്‍ പലേഡിയം
ഉപയോഗപ്രദമാണ്. പലേഡിയത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഹൈഡ്രജൻ വളരെ പ്രതികരണശേഷിയുള്ളതാണ്.അതിനാല്‍ വ്യവസായത്തില്‍ ഇതിനു വളരെ പ്രാധാന്യം ഉണ്ട്.  പല്ലേഡിയത്തിന് ഹൈഡ്രജൻ (H2) വാതകത്തിൽ 900 ഇരട്ടി ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും എന്നതിനാല്‍ ഇത് ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സംഭരണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കാം…

പല്ലേഡിയത്തിന് പ്ലാറ്റിനത്തിന് സമാനമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ നല്ല മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, ജൈവ സഹാവര്‍ത്തനനുഗുണം(ബയോ കോംപാറ്റിബിളിറ്റി), റേഡിയോപാസിറ്റി(Xറെ,റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ ഇവ തടയുന്നതിനുള്ള ശക്തി) ലോഹനാശനo ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള ശേഷി (കോറോഷൻറെസിസ്റ്റൻസ്) എന്നിവയും ഉണ്ട്. പലേഡിയത്തിന്റെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പായ പല്ലേഡിയം -103 പ്രോസ്റ്റേറ്റ് ക്യാൻസർ, സ്തനാർബുദ ചികിത്സ എന്നിവയൽ മികച്ച ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു

പലേഡിയം നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ കഴിഞ്ഞ ദശകത്തിൽ മറ്റ് നിരവധി ഉപയോഗങ്ങളിലക്കും  വികസിച്ചു. ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ ഘടന ഉൾപ്പെടെ വിവിധതരം കണ്ടെത്തലിനുളള  സെൻസറുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ, ഫോട്ടോതെർമലിനായി Pd നാനോഷീറ്റുകളും Pd- നാനോ കണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു പല്ലേഡിയം-നാനോ കണങ്ങൾ വിലമതിക്കാനാവാത്ത കാറ്റലറ്റിക്, മെക്കാനിക്കൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങള്‍  കാണിക്കുന്നു.

ഓർഗാനിക് കെമിസ്റ്റുകൾ പല്ലേഡിയത്തെയ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു, വിവിധ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ മൂലകം ഒരു രാസത്വരകമായി  ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പല്ലേഡിയം കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ചാൽ ഒരു ഓർഗാനിക് സംയുക്തത്തിലെ കാർബൺ-കാർബൺ ഇരട്ട ബോണ്ട് ഹൈഡ്രജനുമായി (H2) പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. കാർബൺ-ഓക്സിജൻ ഇരട്ട ബോണ്ടിനെ ബാധിക്കാതെ കാർബൺ-കാർബൺ ഇരട്ട ബോണ്ട് തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഹൈഡ്രജൻ കൂടിച്ചേരുന്നു എന്ന വസ്തുതയിലാണ് ഈ രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ പ്രസക്‌തി.  കൽക്കരിയിൽ നിന്ന് അസംസ്കൃത കാർബൺ സംയുക്തങ്ങൾ ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് പലേഡിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു. പല്ലേഡിയം കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിവർഷം എഥിലീനിൽ നിന്ന് വാക്കർ പ്രക്രിയയിലൂടെ  നിരവധി ദശലക്ഷം ടൺ അസറ്റാൽഡിഹൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

2010 ൽ റിച്ചാർഡ് എഫ്. ഹെക്ക്, ഐ-ഇച്ചി നെഗിഷി, അകിര സുസുക്കി എന്നിവർക്ക് പല്ലേഡിയം-കാറ്റലൈസ്ഡ് കപ്ലിംഗ് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലും , അതിന്റെ ഓർഗാനിക് സിന്തസിസിലുമുള്ള കണ്ടെത്തലിനും രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു.  ഈ പ്രവർത്തനങ്ങൾ രാസവസ്തുക്കളുടെയും ഔഷധങ്ങളുടെയും നിര്‍മാണത്തിനായി  വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

%d bloggers like this: