UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRENTO
FACOLTA’ DI INGEGNERIA

 

 

Corso di laurea in

INGEGNERIA DEI MATERIALI


 

METALLURGIA DEI METALLI NON FERROSI

 

 

IL PALLADIO

 

 

Docente: prof. Diego Colombo

 

Realizzato da: Massimo Stefani  2006IM


.. 46

 

 NOTIZIE GENERALI SUL PALLADIO

 

 

          

 

 

 

 

Simbolo

Pd

Numero atomico

46

Peso atomico

106,4

Raggio atomico (metallico)                        [nm]

0,137

Raggio ionico (ione Pd 2+)                           nm]

0,080

Massa volumica (densità) a 20°C         [kg m-3]

12,020

Punto di fusione                                           [°C]

1552

Punto di ebollizione                                     [°C]  

Circa 3980

 

Chimica dell’elemento

 


Elemento chimico appartenente al 5° periodo ed alla seconda serie degli elementi di transizione,nel gruppo dei metalli del platino [Pt], a sua volta appartenente al cosiddetto gruppo VIII del sistema periodico.

Ha una configurazione elettronica [Kr]4d105s0  .

 

Esiste in natura sotto forma di sei isotopi tutti stabili mentre artificialmente sono stati preparati numerosi isotopi radioattivi con numeri di massa compresi tra 98 e 115.

 

 

Nuclidi dell’elemento

 

 

 

 

Abbondanza

Peso

Spin

Semi-Vita

Decadimento

102Pd

0.96%

101.9056

0

-

Stabile

103Pd

0%

103

5/2

16.99 giorni

CE

104Pd

10.97%

103.904

0

-

Stabile

105Pd

22.23%

104.905

5/2

-

Stabile

106Pd

27.33%

105.9035

0

-

Stabile

107Pd

0%

107

5/2

6.5x106 anni

Beta-

108Pd

26.71%

107.9039

0

-

Stabile

109Pd

0%

109

5/2

13.5 ore

Beta-

110Pd

11.81%

109.9052

0

-

Stabile

 

 

 

 

Cenni storici e natura del metallo

 

 

Il Palladio fu identificato nei minerali del platino ed isolato dal platino e dal rutenio per la prima volta da W.H.Wollastone  nel 1803. Esaminando le acque madri ottenute dopo la precipitazione di [NH4]2PtCl6 dalla soluzione in acqua regia, scoprì la presenza di un nuovo elemento che chiamò palladio in quanto in quei giorni era stato scoperto un nuovo asteroide a cui era stato dato il nome della dea greca Pallade, dea della saggezza. E’ un elemento raro (anche se è il più abbondante dei sei costituenti il gruppo del Platino), e costituisce circa il 5·10-7 % della crosta terrestre; poiché nelle meteoriti a base di ferro-nichel è presente in quantità 100÷1000 volte superiori, si ritiene che sia relativamente abbondante nel nucleo terrestre. Si trova generalmente allo stato elementare, insieme con altri metalli del gruppo del platino e dell’oro, in leghe che frequentemente contengono ferro e nichel come elementi principali; esistono anche alcuni minerali ben caratterizzati ma rarissimi del palladio, come la potarite ( PdHg), la stibiopalladinite (Pd3Sb), e diversi solfuri misti di palladio, platino e nichel.

Figura 1: Pepite di Stibiopalladinite

 

La potarite è un minerale scoperto nel 1925 nei pressi delle cascate di Kaietur sul fiume Potaro in Guyana. Il nome deriva dalla località di origine. Si trova fra i minerali residui del lavaggio dei diamanti sotto forma di grani, pepite o fibre. La stibiopalladinite è un minerale scoperto nel 1927 probabilmente in Sud Africa.

 

 

 

Potarite

Classificazione Strunz

1/A.02-90

Formula chimica

PdHg

Proprietà cristallografiche

Gruppo cristallino

dimetrico

Sistema cristallino

tetragonale

Classe di simmetria

ditetragonale-bipiramidale

Parametri di cella

a=3,02 c=3,706

Gruppo spaziale

P 4/mmm

Proprietà fisiche

Densità

14,88 g/cm³

Durezza (Mohs)

Sfaldatura

assente

Frattura

malleabile

Colore

bianco argento

Lucentezza

metallica

Opacità

opaca

Riflessi

bianco argento

Stibiopalladinite

Classificazione Strunz

2A.05-80

Formula chimica

Pd3Sb

Proprietà cristallografiche

Gruppo cristallino

 

Sistema cristallino

esagonale

Classe di simmetria

 

Parametri di cella

a=7,59

c=28,11

Gruppo spaziale

P 4/mmm

Proprietà fisiche

Durezza (Mohs)

4-5

Impurità

Cu,Sn,As

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Estrazione

 

 

 

Il palladio è stato inizialmente ricavato da depositi sabbiosi di origine secondaria, contenenti polvere o pepite di leghe di metalli del gruppo del platino e oro e argento, trasportate dall’acqua e separatesi per gravità; tali depositi che si trovano soprattutto in Russia negli Urali ed in Colombia, sono ora praticamente esauriti, per cui il palladio viene ottenuto a partire da giacimenti di solfuri di altri metalli ( nichel, rame,...) che contengono solo alcune ppm  di metalli preziosi, e tra questi in particolare palladio e platino.

I più importanti depositi del genere si trovano in Russia (Siberia), negli Stati Uniti (Montana), in Sudafrica ed in Canada.

 

Estrazione mondiale di palladio

Nazione

Palladio estratto in tonnellate

1981

1987

1990

1993

1995

1996

1997

1998

Soviet Union/Russia

44.5

55.7

58.2

71.5

40

37.9

49.4

180.5

South Africa

28.3

33.9

38.2

43.4

44

103.6

56.3

56.3

Canada and USA

5.0

5.9

11.5

11.5

13

7.5

17.0

20.5

Others

2.2

2.8

2.2

2.2

2.0

3.4

3.0

3.7

Total  (t)

80.0

98.3

110.1

128.6

99.0

152.4

225.7

261.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Caratteristiche principali

 

 

Il palladio è un metallo lucente, abbastanza malleabile, simile sia di aspetto che di proprietà al platino, ma a più bassa densità e punto di fusione rispetto a quest’ultimo. Da un punto di vista chimico il palladio è il meno nobile tra i metalli del gruppo del platino, ed è attaccabile da molti reagenti se è in forma finemente suddivisa. In generale il suo comportamento è intermedio tra quello del nichel e quello del platino: allo stato compatto si ossida all’aria in superficie solo al di sopra di 350°C, ed è attaccato molto lentamente a caldo dagli acidi nitrico e solforico concentrati, che invece lo disciolgono rapidamente se esso si trova in forma spugnosa. A temperatura ambiente il palladio è attaccato da cloro e bromo in presenza di umidità, e si discioglie facilmente in acqua regia; può essere portato  in soluzione anche se utilizzato come anodo nell’elettrolisi di soluzioni acquose contenenti ioni di cloruro. A caldo reagisce con zolfo, selenio,diossido di zolfo e con idrossidi, perossidi e cianuri alcalini fusi. Il palladio assorbe facilmente diversi gas ed è  estremamente permeabile all'idrogeno: può assorbire fino a 900 volte il suo volume in idrogeno a temperatura ambiente. Si pensa che questo possa accadere grazie al formarsi di idruro di palladio (Pd2H), ma non è chiaro se tale composto si formi realmente o sia solo un'associazione temporanea. Con l’idrogeno forma comunque soluzioni solide di composizione variabile con la temperatura.

 

 

 

Reattività in aria

Reattività con HCl 6M

Reattività con NaOH 6M

Reattività con HNO3 15M

blanda => PdO

nessuna reazione

nessuna reazione

blanda => Pd(NO3)2

 

 

 

Stati di Ossidazione

 

 

 

Minimo No. di Ossidazione

Massimo No. di Ossidazione

Min. No. comune di ossidaz.

Max No. comune di ossidaz.

0

+4

0

+4

 

 

 

 

 

Potenziali di Riduzione Standard a 25°C

 

 

Semi-Reazione

E° (V)

PdCl62-(aq) + 2e- <==> PdCl42-(aq) + 2Cl-

+1.290

Pd2+(aq) + 2e- <==> Pd(s) (HClO4 4f)

+0.987

Pd2+(aq) + 2e- <==> Pd(s)

+0.830

Pd2+(aq) + 2e- <==> Pd(s) (HCl 1f)

+0.623

PdCl42-(aq) + 2e- <==> Pd(s) + 4Cl-

+0.623

Pd(OH)2(s) + 2e- <==> Pd(s) + 2OH-

+0.100

 

 

PREPARAZIONE INDUSTRIALE

 

 

La maggior parte del palladio viene attualmente ottenuta a partire da minerali di altri elementi che contengono solo poche ppm di Pd e altri metalli preziosi.

I minerali arricchiti mediante levigazione (separazione in corrente d’acqua delle particelle pesanti dalle particelle leggere di una miscela di sostanze solide),vengono generalmente trattati  con processi metallurgici di fusione o arrostimento per l’estrazione del metallo principale (solitamente rame o nichel). Dalla raffinazione elettrolitica (o eventualmente di altro tipo) di questo metallo si ottengono dei fanghi anodici (o altri residui) che contengono metalli nobili, principalmente oro, platino, e palladio.

I fanghi di risulta della raffinazione elettrolitica del nichel e del rame, vengono attaccati con acqua ragia che lascia nel residuo Ru, Rh, Os, Ir e AgCl.

La soluzione che contiene AuCl4‾,PtCl6²‾, PdCl4²‾ viene trattata con cloruro ferroso per precipitare l’oro metallico e successivamente con cloruro d’ammonio che provoca la precipitazione di (NH4)2PtCl6. L’aggiunta successiva di un eccesso di ammoniaca acquosa ed acido cloridrico provoca la formazione di un precipitato impuro di Pd(NH3)2Cl2 diamminodicloropalladio. Il solido viene quindi sciolto in una soluzione acquosa di ammoniaca e riprecipitato con HCl. Il complesso diamminico puro viene quindi calcinato in atmosfera inerte per ottenere palladio metallico. Si ottiene così una spugna di palladio metallico, che può essere formata in lingotti per fusione in forno ad induzione o con la tecnica della metallurgia delle polveri seguita da laminazione a caldo. La produzione mondiale annua si aggira sulle 100 tonnellate.

Recupero da rottami dell’elettronica

 

 

          

 

Ogni anno un enorme numero di calcolatori e di oggetti utilizzati nei più svariati campi dell’elettronica è ritenuto obsoleto. I molti metalli preziosi e semi-preziosi contenuti nelle schede possono essere recuperati attraverso opportuni processi, portando il riciclo fino alla fase del recupero di ogni singolo metallo di interesse. 

 

       

 

Nell’immagine di sinistra sono ammucchiati rottami contenenti oro,platino, argento e palladio mentre in quella di destra iridio, rutenio e rodio. Le immagini fanno riferimento ad una piccola impresa inglese di recupero dei metalli preziosi, la AWA Refiners Limited.

      IMPIEGHI DEL PALLADIO

 

 

 

 

                 Domanda di palladio metallico nel mondo occidentale in funzione dell’utilizzo

Utilizzo

Domanda(t) (1993)

% (1993)

Domanda(t) (1996)

%
(1996)

Domanda(t) (1998)

% (1998)

Materiali elettronici

61.1

45.0

64.1

31.9

64.4

24.8

Odontotecnica

37.6

27.7

40.7

20.3

38.3

14.7

Catalizzatore automobili

20.3 (+3.2)

17.3

71.9 (+4.5)

38.1

139

53.4

Altro (catalizzatori,gioielleria,chimica)

13.5

9.9

17.6

8.8

18.5

7.1

Vendite dell’occidente alla Cina

-

-

1.9

0.9

-

-

Total

135.7

99.9

200.7

 

 

 

 

 

 

 

 

Spugna di palladio

 

 

 

Il palladio,come è gia stato detto, non si ossida in aria a temperatura ambiente. In compenso riesce ad assorbire una quantità tale di idrogeno tanto che si può pensare ad esso come una spugna che riesca ad assorbire centinaia di secchi d’acqua. A temperatura e pressione ambiente il palladio può assorbire fino a 900 volte il proprio volume di idrogeno. Questo fa del palladio un efficiente e sicuro mezzo di immagazzinamento per l’idrogeno ed i suoi isotopi, come ad esempio il Trizio, un sottoprodotto delle reazioni nucleari. Tuttavia i dettagli microscopici di come questo processo avvenga sono scarsamente conosciuti. Le migliori conoscenze di cosa accada a livello molecolare,come i cambiamenti di fase che si hanno quando l’idrogeno satura il palladio (formando l’idruro del metallo) o l’effetto dei difetti nel materiale, possono dare indizi su come progettare idruri metallici con migliori caratteristiche al fine di migliorare le tecnologie che usano gli idruri metallici nelle celle combustibili e nelle batterie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In figura é rappresentato l’inizio della fase beta nell’idruro di palladio a 300°k. Questo cambiamento di fase avviene a causa dell’incremento della concentrazione degli atomi di idrogeno (puntini gialli) nel palladio. Nei primi steps (fase alfa), gli atomi di idrogeno occupano in modo random i piccoli interstizi nella struttura del reticolo. Al punto critico, il reticolo si espande permettendo all’idrogeno di raggrupparsi in grappoli ad alta densità come visualizzato in figura. L’immagine mostra il reticolo nella direzione(001).

Researchers: Ralph Wolf, Westinghouse Savannah River Company; Khalid Mansour, Cray Research

 

Catalizzatore metallico

 

 

Il palladio ha un notevole impiego come componente di catalizzatori metallici (frequentemente supportati su materiali ceramici) in vari processi chimici di ossidazione e di riduzione. Così per esempio nell’ossidazione dell’ammoniaca ed acido nitrico si impiegano reti catalitiche a base di platino e palladio o rodio, mentre catalizzatori eterogenei a base di platino e palladio vengono utilizzati nei processi petroliferi di idrocracking, reforming ed altri.

Una importante applicazione si ha in campo automobilistico nelle cosiddette marmitte catalitiche, dove il palladio assieme al platino ed al rodio, costituisce il catalizzatore di ossidazione per l’eliminazione dagli scarichi di idrocarburi incombusti e monossido di carbonio.

Funzionamento impianto catalitico (catalizzatori a base di rodio e  palladio)

 

 

Se nel motore a scoppio la combustione della benzina avvenisse in modo ideale, produrrebbe solo anidride carbonica (CO2) e acqua (H2O) secondo la reazione:

                                                                              (scintilla)

HC + O2        CO2 + H2O + calore           combustione ideale

 

dove con HC abbiamo indicato la benzina, un idrocarburo. Purtroppo però la combustione reale che avviene nei cilindri del motore, è ben diversa e produce molecole inquinanti e velenose. Si verificano, infatti, due tipi di problemi:

 

 

 

1) La combustione avviene in modo esplosivo e quindi è troppo rapida e non può completarsi. Nei gas di scarico, accanto ad H2O e CO2, ci sono anche i prodotti di una combustione incompleta: monossido di carbonio (CO) e idrocarburi parzialmente bruciati (HCpar).

2) Alle alte temperature e pressioni della camera di scoppio (2400 °C, 10 atm), l’ossigeno oltre a bruciare la benzina, può bruciare anche l’azoto N2 dell’aria formando piccole quantità di ossido di azoto NO. Questa reazione avviene ancora di più nei motori diesel dove si raggiungono temperature e pressioni maggiori.

Riassumendo, la reazione di combustione reale, che avviene nei motori a scoppio, oltre a produrre CO2 e H2O produce anche idrocarburi mal bruciati HCpar, e monossido di carbonio CO, che hanno reagito in modo incompleto con l’ossigeno O2, inoltre produce ossido di azoto NO che invece si è

ossidato troppo.

 

                                                                          (scintilla)

HC + O2 + N2         CO2 + H2O + HCpar + CO + NO + calore

combustione reale

 

HCpar, CO e NO sono i principali inquinanti prodotti dai motori a scoppio e devono essere eliminati dai gas di scarico se vogliamo che il motore operi nel rispetto dell’ambiente.

Per risolvere questo problema, è stata introdotta la marmitta catalitica, un piccolo reattore chimico incorporato nel sistema di scarico dell’automobile

e posto tra il motore e la marmitta tradizionale, o silenziatore.

Contiene una struttura di ceramica a nido d'ape, rivestita di una pellicola sottile di metalli catalizzatori (che facilitano le reazioni chimiche) come il palladio Pd, il rodio Rh e il platino Pt.

Le prime marmitte catalitiche erano di tipo ossidante, cioè cercavano di completare la reazione di combustione che avviene in modo incompleto nella camera di scoppio. Per questo utilizzavano un metallo catalizzatore come il

palladio Pd che ha la proprietà di favorire la reazione tra idrocarburi e ossigeno facendola avvenire già a 300 °C, una temperatura molto più bassa di quella che si realizza in una fiamma o nei cilindri del motore.

La reazione in una marmitta catalitica ossidante è la seguente:

 

 

                                                                                                                         Pd

HCpar + CO + O2         CO2 + H2O + calore

ossidazione di HCpar e CO

 

In questa marmitta i composti parzialmente ossidati, HCpar e CO, possono completare la reazione di combustione reagendo con l’ossigeno O2 rimasto nei gas di scarico. Si formano CO2 e H2O, i prodotti della combustione ideale.

I motori equipaggiati con marmitta catalitica ossidante, però, non si possono definire puliti perché la marmitta catalitica ossidante non è in grado di abbattere l'ossido di azoto. Per eliminare l'ossido di azoto NO non bisogna ossidare (aggiungere ossigeno), ma bisogna piuttosto ridurre, cioè togliere ossigeno. Una marmitta catalitica efficiente dovrebbe quindi ossidare HCpar e CO e inoltre ridurre NO.

Le moderne marmitte catalitiche sono dette trivalenti perché riescono ad eliminare tutti e tre gli inquinanti dai fumi di scarico: HCpar, CO e NO. Sono realizzate unendo nella stessa struttura due catalizzatori uno riducente e l’altro ossidante.

Il catalizzatore riducente è a base di rodio Rh e favorisce la decomposizione dell’ossido di azoto NO in N2 e O2 secondo la seguente reazione di riduzione di NO:

 

 

                                                                      Rh

2NO     N2 + O2                                riduzione di NO

 

L’ossido di azoto NO non è una molecola molto stabile e a temperature comprese tra 300 e 900 °C può essere trasformato in N2 e O2 che risultano più stabili. A valle di quello riducente, si pone il catalizzatore ossidante che utilizza l’ossigeno, ancora presente nei gas di scarico, per completare la combustione dei composti non completamente ossidati, HCpar e CO, secondo la reazione:

                                                                                                                            Pd

HCpar + CO + O2     CO2 + H2O + calore

ossidazione di HCpar e CO

 

 

In questo modo si sono eliminati dai gas di scarico i tre principali inquinanti.

Il rapporto ideale aria/benzina per ottenere una combustione completa è 14,7/1 ed è chiamato rapporto stechiometrico. Una carburazione più magra (con meno benzina) non è accettabile perché comporta una certa perdita di potenza del motore. Una carburazione più grassa non è accettabile perché mancherebbe l’ossigeno O2 necessario al catalizzatore ossidante per abbattere HCpar e CO. Appare evidente, quindi, che, per avere la massima efficienza del motore e della marmitta catalitica, è indispensabile che la carburazione sia attentamente controllata: né troppo grassa, né troppo magra, ma esatta, stechiometrica. In queste condizioni la marmitta catalitica

raggiunge la sua massima efficienza abbattendo il 90% degli inquinanti.

Dato però che la carburazione può essere influenzata dalla pressione atmosferica e dall’umidità dell’aria, per mantenerla ideale bisogna continuamente correggerla. Per questo si utilizza l’iniezione elettronica cioè una centralina elettronica che regola la quantità di aria e carburante

immessa nei cilindri in base al segnale fornito dalla sonda lambda, un sensore del livello di O2 nei gas di scarico, situato in entrata al convertitore catalitico.

La marmitta catalitica è un reattore chimico piuttosto delicato che non sopporta grandi sbalzi termici né la presenza di alcuni “veleni” come piombo Pb e zolfo S e che, per funzionare correttamente, richiede una temperatura di esercizio compresa tra 300°C e 900°C. Per questo, quando il motore parte a freddo, la marmitta catalitica non entra in funzione immediatamente, ma è inefficiente per qualche minuto fino a quando la sua temperatura non raggiunge i 300 °C. Questo è chiamato tempo di light-off o di accensione della marmitta.

 

Catalizzatore nei processi chimici

 

 

Il palladio funge da catalizzatore nelle reazioni di idrogenazione, deidrogenazione, ossidazione e idrolisi. I catalizzatori industriali in palladio possono essere sotto forma di : polvere fine,filo,garza o sostenuto da un substrato come il carbonio attivo, l’ossido di alluminio gamma o il silicato di alluminio. Spesso due o più elementi del gruppo del platino sono combinati tra loro. Nell’industria del petrolio questi elementi vengono utilizzati per produrre benzina con alte qualità antidetonanti. Il cloruro di palladio(II) e l’acido tetracloropalladico(II) sono dei catalizzatori omogenei molto importanti poiché vengono utilizzati su larga scala nell’ossidazione dell’etilene ad acetaldeide nel processo Wacker .Il catalizzatore palladio viene inoltre utilizzato nella produzione di acetato di vinile a partire da etilene,nella produzione di acido solforico e del metanolo.

 

Esempi di attività catalitica del palladio

 

Principal metal

Additional metal

Reaction

Pt, Pd, Ir

Au

oxidative dehydrogenation of alkanes, n-butene to butadiene, methanol to formaldehyde, dehydrogenation of alkylcyclohexanes, isomerization and dehydrogenation of alkylcyclohexanes or alkylcyclopentanes, hydrogenative cleavage of alkanes, dealkylation of alkylaromatics

Pd (powder form)

Sn, Zn, Pb

selective hydrogenation of alkynes to alkanes

Pd

Ni, Rh, Ag

alkane dehydrogenation and dehydrocyclization

 

 

 

Utilizzi del palladio nel settore odontoiatrico

 

 

 

La scelta delle leghe metalliche per uso odontoiatrico è stata sempre condizionata da fattori inerenti l'uso delle stesse in un ambiente aggressivo come quello della bocca .

La preferenza è caduta senz'altro sulle leghe a base aurea, essendo l'oro un metallo altamente stabile e scarsamente aggredibile da altre sostanze. Le esigenze tecniche legate alla realizzazione di protesi dentarie ha costretto i produttori di leghe metalliche ad associare all'oro altri metalli come il Platino, sostituito dal Palladio perché meno costoso, Argento ma anche Indio, Iridio, Gallio, e addirittura Ferro e Rame in varie percentuali; questi hanno la funzione di attribuire caratteristiche particolari  alla lega , come il colore, la durezza, l'innalzamento del punto di fusione, la formazione di nuclei di cristallizzazione per la formazione del reticolo cristallino stabile e compatto. Purtroppo c'è il rovescio della medaglia: infatti alcuni dei metalli impiegati come l'Argento, il Gallio, ma sopratutto il Rame e il Ferro impiegati nelle leghe di qualità scadente, ossidano fortemente durante il processo di fusione e di raffreddamento; 

la formazione di questi ossidi avviene sia in superficie, ma anche in profondità, limitando in qualche maniera la corretta formazione del reticolo cristallino anche durante il trattamento termico successivo. Secondo quanto riportato anche in una ricerca condotta per conto del C.N.R. pubblicata nel Settembre 1996 gli ossidi sono il presupposto per i fenomeni di corrosione mediante il rilascio di ioni potenzialmente tossici, e di fenomeni elettrogalvanici responsabili di elettrocorrosione.

Da questa premessa, possiamo comprendere come la presenza degli ossidi sulla superficie metallica delle nostre leghe, ma sopratutto nel suo interno, siano responsabili di microfessurazioni del reticolo cristallino. Attraverso queste, i processi di corrosione possono attivarsi anche in profondità, rendendo quindi la lega metallica preziosa un supporto microporoso in grado di favorire la formazione di placca batterica responsabile a sua volta della formazione di bassi valori di PH che favoriscono i processi di corrosione mediante gli ossidi presenti nel metallo; a questi si aggiungono sostanze particolarmente aggressive come i cloruri e i solfuri contenuti negli alimenti che innescano anche sulle superfici metalliche ad alto titolo aureo, fenomeni di "Tarnish" o discolorazione a macchie, espressione di un, se pur minimo, fenomeno di ossidazione.

L'uso di leghe ad alto titolo aureo al di sopra degli 800 millesimi , e tecniche di fusione rigorosamente corrette sotto vuoto riducono sensibilmente questi problemi, ma non del tutto e a costi piuttosto elevati sia per l'Odontoiatra che giustamente pretende un prodotto di elevata qualità , ma anche da parte dell'Odontotecnico che acquista materiali molto costosi e utilizza tecnologie altrettanto costose.

 

Composizione delle leghe

 

 

Le leghe nobili contengono una elevata concentrazione di metalli nobili quali: oro, platino, e palladio, per ottenere una adeguata resistenza alla corrosione.

In minore percentuale sono presenti: rame, argento, zinco e in tracce alluminio, iridio e rutenio.

Oro metallo estremamente malleabile e duttile, presenta altissima resistenza alla corrosione, praticamente non si ossida se non in presenza di sostanze come l' acqua regia, che e' una miscela di acido nitrico e acido solforico.

Il rame e' il principale agente indurente, può raggiungere concentrazioni superiori al 13%.

Conferisce alla lega una maggiore resistenza alla sollecitazione meccanica, ma influisce negativamente riducendo la resistenza alla corrosione e alterando il colore verso il rosso.

L' argento presenta un elevata duttilità e malleabilità. Combinandosi con lo zolfo si annerisce, allo stato liquido assorbe ossigeno che viene liberato durante la solidificazione creando porosità.

Il platino favorisce l' aumento della durezza, e della resistenza alla corrosione.

Neutralizza il colore rossastro dato dal rame, per il suo alto costo e' stato sostituito dal palladio.

Il palladio allo stato liquido ha la capacità di inglobare notevole quantità di idrogeno che poi libera durante la solidificazione.

Lo zinco e' un metallo tenero, presente nelle leghe d' oro in percentuali che non superano i 2,7%. Viene usato per abbassare la temperatura di fusione e ridurre l' ossidazione degli altri componenti non nobili ossidandosi per primo.

Un' altra importante caratteristica e' l' aumento di fluidità e quindi la maggiore lavorabilità della lega.

 

Leghe per fusione

 

 

Queste leghe sono commercializzate sotto forma di piastrine o blocchetti e sono coperte dalla specifica numero 5 dell' A.D.A. American Dental Association e dalla normativa ISO 1512.

Secondo le specifiche dell' A.D.A. le leghe per fusione vengono suddivise in quattro tipi in base al contenuto di oro in %  percentuale:

 

Tipo

oro

argento

rame

palladio

zinco

platino

1

80-95

2.4-1.2

1.6-6.2

0-3.6

0-1.2

0-1

2

73-83

6.9-14.5

5.8-10.3

0-5.6

0-1.4

0-4.2

3

71-80

5.2-13.4

7.1-12.6

0-6.5

0-2

0-7.5

4

62-72

8-17.4

8.6-15.4

0-10.1

0-2.7

0.2-8.2

 

·  Le leghe di tipo 1 hanno uno scarso utilizzo nel campo dentale perché nonostante la loro elevata resistenza alla corrosione hanno una malleabilità eccessiva.

·  Le leghe del tipo 2 sono impiegate per la realizzazione di corone singole e intarsi.

·  Le leghe di tipo 3 avendo una buona resistenza meccanica si usano per la costruzione di corone e ponti fissi.

·  Le leghe di tipo 4 hanno maggior durezza ma anche una minor resistenza alla corrosione, sono utilizzate per la costruzione di protesi parziali.

 

Allergia al palladio, un alternativa all’oro.

 

 

L’utilizzo odontoiatrico negli ultimi anni è molto aumentato: il palladio viene usato in sostituzione dell’oro, essendo meno costoso e, in teoria, meno allergizzante. Questo ultimo dato è stato attualmente smentito dalla letteratura. L’ipotetica bassa allergenicità che aveva consigliato l’utilizzo del palladio nella costituzione di leghe odontoiatriche, è stata invalidata dalle numerose segnalazioni di dermatiti e stomatiti da contatto in portatori di protesi dentaria e apparecchi ortodontici.
Anche se nella maggior parte dei casi le manifestazioni cliniche di allergia al palladio sono localizzate esclusivamente nel cavo orale, sono state segnalate altre manifestazioni come dermatiti alla fronte e al cuoio capelluto e rari casi di asma.
La diagnosi si effettua con il patch test, che risulta fortemente positivo nei casi di allergia; scarsa è invece l’attendibilità del prick test in quanto è riportato in letteratura un solo caso di positività.
Dott.ssa P. Mora

 

 

 Il palladio e la medicina

 

 

Recentemente 103Pd viene utilizzato nel campo della brachiterapia ( cura del cancro alla prostata).

La brachiterapia (BT) (http://www.brachiterapia.it/) è una forma di radioterapia in cui delle piccole capsule ("semi" delle dimensioni di chicchi di riso) contenenti sorgenti radioattive (Palladio 103/Pd-103 o Iodio 125/I-125) vengono impiantate nella prostata sotto guida ecografica. Si tratta di una procedura minimamente invasiva che si completa in un'unica seduta operatoria della durata di circa 90 minuti.

I "semi" vengono posizionati nella prostata mediante aghi infissi per via transperineale (la regione fra scroto e ano). La sonda ecografica e gli aghi vengono estratti al termine della procedura.

La Brachiterapia (BT) puo' essere proposta in alternativa all'intervento chirurgico di prostatectomia radicale nei pazienti affetti da adenocarcinoma prostatico clinicamente localizzato. In Italia non ha avuto molto diffusione

 

Tecnologia elettronica ed elettrica     

 

                                                                                                                                                                              Relè

 

 

Il palladio metallico e le leghe argento-palladio (sotto forma di polveri collose) sono degli elementi molto importanti nella produzione di molti componenti elettronici. Il processo di metallizzazione viene spesso portato a termine con la deposizione di un denso film di rivestimento in argento-palladio. Questo tipo di  rivestimento viene usato in componenti attivi come diodi, transistor, circuiti integrati, circuiti ibridi e memorie a semiconduttore. E’ inoltre necessario per componenti elettronici passivi come i condensatori multistrato in materiale ceramico, resistenze o conduttori.

Le leghe in argento-palladio vengono utilizzate nei contatti elettrici e altre leghe del palladio sono utilizzate nei relè e nei sistemi di commutazione nel campo delle telecomunicazioni. Nelle tecnologie che utilizzano tensioni molto basse sono molto utilizzati  contatti in palladio o nelle sue leghe. Grandi quantità di reed contacts (argento-palladio,contatti rivestiti in rodio o rutenio) sono stati utilizzati nei relè nel campo della telefonia. Qualche volta il palladio può sostituire il rivestimento in oro nei connettori elettrici ed elettronici e nei lead frames dei semiconduttori. La soluzione per il rivestimento contiene  diamminodinitrito [Pd(NH3)2(NO2)2] ,il complesso tetramminico o il cloruro di palladio (II).

 

 Palladiatura

 

 

 E’ un’operazione attraverso la quale si opera il rivestimento di superfici metalliche, in particolare di rame e di sue leghe, mediante il deposito di palladio , essenzialmente allo scopo di mantenere inalterata nel tempo la resistenza elettrica di contatto nei collegamenti: il suo impiego più frequente è infatti nel campo dei contatti elettrici striscianti, quali connettori e anelli collettori di motorini in continua e , più in generale , come sostituto della doratura in elettronica, rispetto alla quale offre prestazioni leggermente inferiori  ma ad un costo sensibilmente ridotto.

Il palladio può essere depositato da sistemi caratterizzati da ambienti ammoniacali o acidi. Fra questi i più numerosi sono quelli ammoniacali in cui il palladio è presente in forma coordinata con molecole di ammoniaca  Pd(NH3)42+  mentre l’anione che fa da controione può essere il Cl- ,NO2- e SO42-.

Gli elettrodepositi di palladio sono suscettibili alla formazione di  microcricche per effetto della codeposizione di idrogeno per cui conviene sempre depositare in condizioni di alto rendimento. Per rendere lucido il deposito esistono dei brillantanti formati da composti solforati, che funzionano da duttilizzanti, mentre i legami olefinici impartiscono lucentezza . I sottostrati di rame vanno protetti con nickel o con un flash di palladio o di oro prima di entrare in un bagno di palladiatura  per evitare opacizzazioni per effetto del contenuto ammoniacale.

Le soluzioni di placcatura acide vengono utilizzate per ottenere alti spessori con basse tensioni interne. Sono basati sull’impiego di palladio cloruro o solfato. Questi depositi sono opachi o semilucidi e l’efficienza di corrente è del 97-100% . La presenza di rame nella soluzione provoca dei depositi lattescenti.

 

 

 

 

Bagni convenzionali

 

Al solfammato

 

 

Palladio come Pd(NH3)2(NO2)2

10-20 g/l

Ammonio solfammato

100 g/l

Ammonio idrato                     

fino a pH 7,5-8,5

Temperatura

25-35 °C

Densità di corrente    

0,1-2,0 A/dm2

Anodi

Titanio platinato

 

 

Al cloruro

 

 

Palladio come Pd(NH3)4Cl2

10-20 g/l

Ammonio cloruro

60-90 g/l

Ammonio idrato

fino a pH 8.0-9.5

Temperatura

20-25 °C

Densità di corrente

0,1-2,5 A/dm2

Anodi

Titanio platinato o grafite

 

 

 

 

 

 

Acido al cloruro

 

 

Palladio come PdCl2

50 g/l

Ammonio cloruro

30 g/l

Acido cloridrico

fino a pH 0,1- 0,5

Temperatura

40-50 °C

Densità di corrente

0.1-1.0 A/dm2

Anodi

Palladio o grafite

 

 

 Lega palladio – nichel

 

 

Il palladio forma leghe con diversi metalli. Di queste la più importante commercialmente è quella con il nickel che si può depositare elettroliticamente con una composizione compresa fra il 30 e il 90% in palladio. Nella pratica corrente viene utilizzata la lega con il 75-85% in palladio. Questo tipo di lega ha la caratteristica di avere una notevole resistenza alla corrosione e una buona duttilità fino a spessori di 2 mm che garantiscono la bassa porosità. La lega è meno sensibile alle criccature indotte dall’idrogeno rispetto ai depositi di palladio puro.

 

 La composizione più utilizzata è la seguente:

 

Palladio come Pd(NH3)4Cl2       

18-28 g/l

Ammonio cloruro                       

60 g/l

Nichel cloruro esaidrato           

20-40g/l

Ammonio idrossido                  

fino a pH 7.5-9.0

Temperatura                               

< 25°C

Densità di corrente                    

0.1-2.5 A/dm2

Anodi                            

Titanio platinato,grafite

Brillantanti                                        

Solfonati e Acetilenici

 

 

 

 

 

Palladio in gioielleria e in strumenti ottici

 

 

 

 

L’uso del palladio nel campo della gioielleria , nella produzione di monete e di rivestimenti è iniziato solo recentemente e su piccola scala (oro bianco). Il ruolo maggiore che ricopre il palladio nei campo della gioielleria  è quello di essere uno dei componenti principali nelle leghe del platino. Le leghe contenenti palladio sono inoltre utilizzate per cuscinetti, molle, bilancieri negli orologi e per specchi  nelle strumentazioni astronomiche. In gioielleria, il palladio indurito con 4-5% di rutenio, costituisce una lega leggera,color bianco,resistente ed esente da ossidazione. Questa lega viene utilizzata per la produzione di casse d’orologio, spille e montature per gioielli.

 

 

 

Accendino rivestito in palladio e anello in oro bianco al palladio

 

 

Ori bianchi al palladio

 

 

Queste leghe hanno un colore bianco-grigio. Sono poco dure, duttili e facili da lavorare. Le loro caratteristiche meccaniche variano con la composizione e possiedono elevata resistenza alla corrosione. Ma a causa dell’ alto prezzo del palladio, sono costose .Hanno alta densità e alta temperatura di fusione (> 1100°C), cosa che le rende più difficili da lavorare per fusione e colaggio.

La maggior parte di queste leghe è basata sul sistema oro-palladio-argento. Esse vengono mescolate con rame, zinco e nichel per ottenere le caratteristiche meccaniche e fisiche richieste. Il loro uso si va diffondendo in Europa per sostituire gli ori bianchi al nichel. Alcuni ori bianchi al palladio non sono esenti da nichel. Il comportamento metallurgico di queste leghe è determinato dai rispettivi sistemi binari. Questi sistemi mostrano completa miscibilità allo stato solido, cioè sono tutti monofasici. Di conseguenza non presentano problemi di segregazione e di indurimento da precipitazione.

 Negli ori bianchi di questo tipo, per ottenere un bel colore bianco, è necessaria la presenza di 10-12% di palladio.

 

Leghe di gioielleria, diagrammi di stato Au-Pd, Ag-Pd, sistema ternario Ag-Au-Pd

 

 

Leghe tipiche con oro,argento e palladio

 

 

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Altri utilizzi del palladio

 

Minori quantità di palladio vengono utilizzate in lega nel titanio e nell’acciaio inossidabile al fine d migliorare la resistenza alla corrosione elettrochimica.

 

 

 

 

 

 

 

I COMPOSTI DEL PALLADIO

 

 

Il palladio può presentare nei suoi composti gli stati di ossidazione 0, +1, +2, +4; lo stato più stabile e comune è però il +2.

 

Monossido di palladio PdO

 

Il monossido di palladio che si può preparare per fusione del corrispondente cloruro con nitrato di sodio e quindi trattamento con acqua, è una polvere nera, insolubile in acqua e negli acidi; con idrogeno può essere facilmente ridotto a metallo, mentre per riscaldamento a circa 900°C si dissocia liberando ossigeno. Il PdO viene utilizzato come catalizzatore nella sintesi di componenti organici.

 

 

 

 

 

        Dicloruro di palladio PdCl2

 

 

 

Il dicloruro di palladio può essere preparato per reazione diretta tra cloro secco e metallo a circa 400°C: è un solido rosso, deliquescente, che cristallizza dalle soluzioni acquose come diidrato. In soluzione può venire facilmente ridotto a metallo da molti composti organici e dall’idrogeno: per queste proprietà ha notevoli applicazioni (anche in forma di complesso ) come catalizzatore  omogeneo per processi di ossido-riduzione in chimica organica. Il cloruro di palladio viene inoltre utilizzato in fotografia (soluzioni di viraggio per il cambio di tonalità del colore), nelle parti rivestite mediante elettrodeposizione di orologi, nei rivelatori di perdite di monossido di carbonio nelle condutture del gas sotterranee,nella produzione di inchiostro indelebile e nella preparazione di metalli usati come catalizzatori. Il cloruro di palladio con grado di purezza da 99% a 99,999%  viene utilizzato in chimica ed in medicina.

 

Dinitrato di palladio Pd(No3)2·2H2O

 

 

 

Il dinitrato di palladio può essere ottenuto per dissoluzione a caldo del metallo in acido nitrico concentrato; è un solido giallo-bruno, deliquescente; dalla sua soluzione acquosa, per riscaldamento o aggiunta di alcali, si ottiene un precipitato giallo gelatinoso di ossido idrato PdO ·nH2O. Il nitrato di palladio  viene utilizzato come catalizzatore nella sintesi organica e nella separazione di cloro e iodio.

 

Solfuro di palladio PdS

 

 

Il solfuro di palladio può essere preparato  per riscaldamento di spugna di palladio con zolfo: è una polvere bruno-nera, insolubile in acqua, ed ha le caratteristiche elettriche di un semiconduttore.

 

 Ione tetracloropalladato (PdCl4) 2-

 

Come tutti  gli elementi di transizione  il palladio ha una grande tendenza alla formazione di complessi di coordinazione, particolarmente nello stato di ossidazione +2. In questi complessi il palladio ha generalmente numero di coordinazione  quattro, con struttura quadrata-planare; ciò avviene per esempio per lo ione  tetracloropalladato (PdCl4) 2-  , marrone chiaro, contenuto nelle soluzioni acquose del dicloruro in presenza di ioni di cloruro. In presenza di cloruro di potassio KCl è possibile separare da queste soluzioni  il sale tetracloropalladato di potassio K2 (PdCl4).Altri complessi analoghi si formano con ioni bromuro, ioduro e cianuro.

 

 Idrogeno tetracloropalladato

 

 

La soluzione di idrogeno tetracloropalladato è un preparato del palladio molto importante industrialmente. Esso infatti è il materiale di partenza per la formazione di molti altri derivati del palladio ed in particolare i catalizzatori.

 

 Complessi amminici del palladio

 

 

I componenti e le reazioni sono importanti nella separazione industriale del palladio. Ad esempio la cloropalladoammina è un precursore della spugna metallica di palladio. Essi sono inoltre utilizzati in elettrodeposizioni di superfici e rivestimenti lucidi di palladio. L’ammonio esacloropalladato è importante nella tecnologia della separazione.

 

Tetraammine palladium hydrogen carbonate

 

 

Questo complesso amminico viene utilizzato come un elemento intermedio nella produzione di catalizzatori per automobili.

 

 

 

 

 

 

Acetato di palladio

 

 

L’acetato di palladio viene utilizzato nelle preparazioni chimiche come catalizzatore.

 

 

Altri composti del palladio

 

 

Complessi ben noti e caratterizzati sono quelli formati con leganti che hanno come donatori elementi del V gruppo, in particolare azoto e fosforo, quali ad esempio il già citato diclorodiamminopalladio o il complesso colorato in giallo ed insolubile che i sali di palladio formano (a somiglianza del nichel) con la dimetilgliossima.

Complessi stabili sono pure quelli formati con leganti aventi come donatori atomi di zolfo, quali per esempio tioeteri, solfiti, tiosolfati ed altri.

Importanti e molto studiati perché rappresentano gli intermedi in reazioni catalizzate da Pd, sono infine i complessi di tipo π formati con olefine ( etene, isobutene, stirene, cicloesene,...) o con composti allilici.

 

LEGHE DEL PALLADIO

 

 

Pur essendo il più abbondante e quindi il meno costoso tra i metalli nobili, il palladio e le sue leghe sono impiegati in applicazioni specialistiche, quando il rapporto costo prestazione lo giustifica. Le leghe Pd-Ag e Pd-Cu (fino al 60 % di Pd) e quelle Pd-Ni (fino all’80% Ni) sono impiegate in elettrotecnica ed in elettronica per contatti elettrici che devono trasmettere modeste densità di corrente mantenendo costante nel tempo la resistenza di contatto, in quanto non si formano patine di prodotti di corrosione.

La lega Ag-Pd con 10% di palladio è impiegata nella brasatura degli acciai inossidabili e delle leghe ad alto tenore di nichel in quanto non tende a sciogliere il materiale dei lembi da unire.

Le leghe con 40-50% di palladio contenenti argento e rame (quest’ultimo le rende indurenti per precipitazione) ed eventualmente anche oro sono impiegate per elementi di protesi in odontoiatria grazie alla loro inalterabilità, alla durezza ed alla facilità con cui possono essere lavorate.

Nell’industria chimica sono in certi casi utilizzate delle leghe Pd-Ag-Au sotto forma di rivestimenti nobilitanti di altre leghe economiche da costruzione, quando è richiesta una resistenza alla corrosione da agenti chimici molto elevata.

 

 

 

 

 

 

Diagrammi di fase di leghe ternarie

 

 

SISTEMA TERNARIO Ag-Ni-Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Utilizzo del palladio nella “fusione fredda”nell’esperimento di Fleischmann e Pons

 

 

La fusone nucleare è la reazione per cui due nuclei leggeri, spesso Idrogeno o suoi isotopi, entrano in collisione fondendosi in un unico nucleo più pesante.

Tale reazione avviene con grande sviluppo di energia. È quello che accade sul Sole, quando due nuclei di Idrogeno si avvicinano tra loro; grazie ad una serie di reazioni nucleari, si ha la formazione di un nucleo di Elio-4 e la contemporanea liberazione di una grande quantità di energia. Nel Sole è la fortissima attrazione gravitazionale a comprimere i nuclei ad alta densità. Inoltre, a causa delle temperature estremamente elevate (circa 10 milioni di °C), i nuclei, acquisiscono una energia sufficiente per poter vincere la cosiddetta barriera Coulombiana, ossia la reciproca repulsione elettrostatica e si avvicinano abbastanza da subire la fusione.

Condizioni di questo tipo non sono facilmente riproducibili sulla terra. Anche se per produrre energia non occorre emulare, in tutto e per tutto, le reazioni che avvengono nel Sole. A noi "bastano" quelle reazioni che utilizzano una miscela di Deuterio (D o Idrogeno-2) e Trizio (T o Idrogeno-3). Ma l'energia necessaria ad avvicinare due nuclei di queste sostanze equivale, se tradotta in termini di temperatura, a molti milioni di gradi centigradi. Per questo motivo, tale tipo di fusione nucleare è detta Termonucleare o "calda"; in contrapposizione a quella non termonucleare o "fredda", così detta perché condotta a temperatura ambiente e a pressione atmosferica. Anche in questo tipo di fusione è necessario avvicinare i nuclei di Deuterio e Trizio a distanze tali da poter permettere le reazioni di fusione, che però vengono accelerate dai cosiddetti catalizzatori ; molto usati nell'industria chimica; essi producono nella reazione chimica un'accelerazione della stessa, senza peraltro alterarne le condizioni del suo equilibrio termodinamico.

A seconda del processo di catalisi che viene utilizzato, si parla di fusione fredda prodotta mediante CONFINAMENTO MUONICO o CHIMICO.


 Il CONFINAMENTO MUONICO

 

Il muone è una particella che ha una massa circa 200 volte quella dell'elettrone ed ha una vita media di 2,2 milionesimi di secondo. Dato che nel disintegrarsi, il 99,5% della massa del muone si trasforma in energia, si è pensato di utilizzarlo come catalizzatore nelle reazioni nucleari. In effetti, il muone riesce a far avvicinare i nuclei di Deuterio e Trizio a temperatura ambiente e pressione atmosferica, tuttavia la possibilità che tale processo possa avere delle applicazioni nell'ambito della produzione energetica su scala industriale è legata al fatto che tale particella, prima di "morire", possa catalizzare almeno un migliaio di reazioni. Questo perché altrimenti non sarebbe sufficientemente produttivo il bilancio energetico (cioè l'energia fornita al sistema sarebbe superiore a quella prodotta dallo stesso).

La prima verifica sperimentale di questo fenomeno fu fatta nel 1957 da L. Alvarez a Berkeley, ma più approfonditi calcoli dimostrarono che la quantità di energia prodotta era molto ridotta, dato che il muone riusciva a catalizzare una sola reazione prima di disintegrarsi. Ad oggi, le ricerche, più che altro sistematiche, su miscele di Deuterio-Trizio nell'intervallo di temperature che va da -260°C a 530°C, ha portato al risultato di non più di duecento fusioni per ogni muone. Un valore ancora troppo basso visto che duecentocinquanta reazioni per muone rappresentano il limite minimo per compensare l'energia fornita al reattore muonico dall'esterno con quella liberata dalla reazione stessa.

Anche se in un futuro prossimo non fosse ancora possibile raggiungere le mille reazioni per muone, sarebbe comunque realizzabile un ibrido di reattori in cui la fusione catalizzata da muoni sia seguita da reazioni di fissione nucleare. In tal caso, la prima fornirebbe i neutroni necessari per la seconda.

 

Il CONFINAMENTO CHIMICO

 

La fusione fredda basata su tale tipo di confinamento, è caratterizzata dalla proprietà che ha il Palladio (oro bianco) di impregnarsi di Idrogeno e dei suoi isotopi.

L'interazione tra Palladio e Idrogeno, è stato e lo è tuttora, oggetto di numerosi studi.

Proprio in questo panorama si inserisce la reazione di fusione prospettata da Fleischmann e Pons e dunque la loro cella elettrolitica, utilizzata negli esperimenti di fusione fredda.

L'apparato dei due ricercatori era costituito da una soluzione liquida a base di Deuterio in cui sono immersi due elettrodi (anodo e catodo), uno costituito da Palladio e l'altro da Platino. Fornendo dall'esterno energia alla cella elettrolitica, perché è di questo che si tratta, collegando i due elettrodi ad una batteria, si ha il passaggio di una corrente da un elettrodo all'altro attraverso la soluzione elettrolitica che, sensibilizzata dal passaggio di corrente, da origine a diversi prodotti da "elettrolisi": Elio, Trizio, neutroni, raggi Gamma e raggi X. Inoltre si registra una quantità di calore prodotto che, tradotto in termini energetici, risulta essere maggiore di quella immessa nella cella attraverso la batteria.

Secondo Fleischmann e Pons ciò è dovuto alle particolari proprietà del Palladio che, fungendo da catalizzatore, costringe i nuclei degli atomi di Deuterio a stare tanto vicini da fondersi.

Infatti, i due ipotizzarono che l'eccesso di calore prodotto, non era attribuibile ad una reazione chimica nota, ma ad una reazione nucleare e poiché la soluzione elettrolitica conteneva Deuterio, considerarono plausibile la fusione di due nuclei dello stesso.

I risultati principali dei loro esperimenti furono che le celle elettrolitiche avevano prodotto una potenza di 4 Watt contro 1 Watt fornito, con un rendimento quindi del 400% e che i neutroni sono stati prodotti con un ritmo di circa 40.000 al secondo; (per i detrattori della fusione fredda, per poter parlare di vera e propria fusione, i neutroni prodotti per secondo dovrebbero essere almeno mezzo miliardo).

In seguito altri, ripetendo gli esperimenti dei due elettrochimici, giunsero a risultati simili, dove la rilevazione dei neutroni prodotti era affidata a due metodi diversi: la via elettrolitica o "umida" (adottata da Fleischmann e Pons) e la via del "caricamento gassoso" o "secca" (avviata nei laboratori dell'ENEA di Frascati) in cui si propone di caricare il Deuterio sotto forma di gas nel Palladio. Si notò però ben presto che la via elettrolitica rispetto a quella secca aveva il vantaggio di una maggiore facilità nel caricamento del Deuterio nel Palladio, dovuta al fatto che il meccanismo dell'elettrolisi alla superficie degli elettrodi, responsabile della penetrazione dei nuclei di Deuterio all'interno del reticolo cristallino del Palladio, equivale ad una pressione di molte migliaia di atmosfere, cosa difficilmente raggiungibile con il caricamento gassoso.

Va però detto che gran parte della comunità scientifica internazionale accolse con molte polemiche i risultati sperimentali e tuttora permangono scetticismo e sfiducia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bibliografia

 

Siti Internet consultati:

·  www.chim1.unifi.it

·  www.fisicaonweb.it

·  www.cidimu.it

·  http://wwwmat.casaccia.enea.it

·  www.24pm-affilation.com

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·  www.chemicalelements.com

·  www.periodic-table.org

·  www.ing.unitn/~colombo

·  www.certottica.it

·  www.ttsvgel.it/leghe

·  http://it.wikipedia.org

·  www.clicmedicina.it

·  www.intox.org      Inserire palladium nel motore di ricerca

·  www.itchiavari.org

·  www.itisnatta.it/chimica/aria/marmitta.htm

·  www.webelements.com

·  www.specialauto.com

 

Testi consultati:

·  F.D. Snell- L.S.Ettre, Enciclopedia of Industrial Chemical Analysis

·  M.B.Bever, Enciclopedia of Material Science and Engineering

· Enciclopedia Zanichelli 2005