今回は金属元素のひとつ「パラジウム」をテーマに紹介していきます。
パラジウムは化学反応の触媒や、それを利用した自動車の排気ガス用触媒として使われている。
工業的にも重要なパラジウムは、高校化学のテストでも時々出題される元素でもあるぞ!

今回は「パラジウム」の特徴と歴史や利用例を化学メーカーの研究員ライターY.oB(よぶ)と一緒に解説していきます。

ライター/Y.oB(よぶ)

大学・大学院と合成化学を専攻した後、化学メーカーで研究職として勤務。白金族元素の触媒反応で製品開発に携わった経験のある化学に詳しいライター。

パラジウムの性質、特徴を解説!

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パラジウムは原子番号46の遷移金属元素で、元素記号はPdと表記します。単体のパラジウムは常温常圧で安定で、銀白色の金属で融点は1555℃と比較的低いです。工業的に非常に重要な金属元素で、主に自動車業界で使用されています。また、化学反応において重要な触媒としてなくてはならない元素です。

この章ではパラジウムの特徴や性質について学びましょう。

性質その1 安定で加工しやすい

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パラジウムの物性で優れているところは融点が白金等と比較すると低く加工しやすい点です。また、常温常圧で安定して存在できるところも優れています。耐食性と柔らかさを持っているため、しばしば合金の素材として利用。合金ジュエリー等の製品として販売されています。

性質その2 触媒反応

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パラジウムは化学反応においては重要な触媒です。水添反応の触媒として利用する事は教科書に載る程有名な反応になります。分子に水素原子2つ付加する反応で、水素を添加したように見えるため名前が水添反応です。白金やニッケルも同様の性質を持っています。

他にも鈴木-宮浦クロスカップリング反応はとても有名です。ホウ素化合物とハロゲン化物をパラジウム触媒にやって炭素-炭素結合を作る事ができます。炭素骨格の構築は有機化学において重要なため、この反応の重要性もとても高いです。

性質その3 水素の貯蔵

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パラジウムは水素を自身の体積の約900倍貯蔵する性質を持っています。これはパラジウムが水素化物になりやすい事が理由です。この性質から水素貯蔵合金の材料や水素の精製に利用しています。水素貯蔵合金はニッケル水素充電池、水素自動車に応用されているため、一度は目にした事があるかもしれませんね。

水素は爆発的に反応するため、扱いが難しい点があります。しかし、反応して排出されるものが水だけです。とてもクリーンなエネルギーとして近年注目されています。水素が注目される時はパラジウムの出番です。

\次のページで「パラジウムの歴史と産出国について解説!」を解説!/

パラジウムの歴史と産出国について解説!

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パラジウムは重要資源の一つだ。貴金属の合金材料や触媒の需要は多く、電子機器や車に使用されている。特に車業界は白金鉱床の生産量の半分が使用されている程だ。この需要は今後も伸びていくと予想されている。

ではこのパラジウムはどのように発見され、どこで産出されているか学んでいこう。

パラジウムを発見したのは誰?

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John Jackson (1778–1831) - the artist - unknown, en: wikipedia, パブリック・ドメイン, リンクによる

パラジウムを発見したのはイギリスの学者であるウィリアム・ウォラストンです。ブラジルの白金鉱石からパラジウムとロジウムを分離することに成功しました。ウィリアム・ウォラストンは白金の精製法を開発し、その資金で科学の研究に専念。パラジウムは前年発見された小惑星パラスに因んで命名されました。

パラジウムの歴史とは?

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パラジウムに限らず白金族元素は発見当初から使用用途が限られており、需要はありませんでした。鉱床を発見しても、需要が少なすぎて操業停止や売却することになる程です。しかし、パラジウムの需要は近年伸び続けています。それは触媒としての能力が高いことが判明し、かつ安価だったため、自動車排気ガス用の触媒として需要が急速に拡大したからです。

パラジウムの産出国はどこ?

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パラジウムは南アフリカとロシアが主な産出国になります。南アフリカとロシアだけで世界の生産量の70%占める程です。しかし、その二か国もパラジウムの産出量は多いとは言えません。それは単純に需要が多すぎるためです。現状、パラジウムの需要はリサイクルしなければ賄えないほど拡大しています。

パラジウムの利用例を解説!

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パラジウムの利用例は多くは排気ガス用触媒という認識で間違いはありません。生産したパラジウムの利用の多くが触媒用途です。しかし、それだけではなく化学反応や歯科用合金、装飾品用の合金として利用されています。それでは、どのように利用されているのか学んでいきましょう。

\次のページで「装飾品としての価値はある?」を解説!/

装飾品としての価値はある?

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パラジウムの結婚指輪等の宝飾品としても利用が広がっています。その理由は耐腐食、耐酸化性が高く変色しにくい点や、強度があり白金よりも比重が軽いため重さが気にならない点が優れているためです。また、白金よりもアレルギー反応の発生が抑えられ、価格も抑えられるので需要が拡大しています。

自動車の排ガス用触媒とは?

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自動車の排ガス用触媒とは三元触媒を指します。これは排気ガスに含まれている炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を同時に分解できる触媒の事です。1970年代に排気ガスの規制が厳しくなり、より高効率な触媒を使用する必要がありました。そこで使用されている触媒は白金、パラジウム、ロジウムの白金族元素です。

この触媒の効果は劇的で20世紀に問題となった酸性雨がなくなり、環境汚染も大幅に改善することができました。さらに排気ガス規制が厳しくなった現在では、今後もこの浄化作用は活躍するでしょう。

銀歯用の合金とは?

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日本では歯科治療用の銀歯の正体は金銀パラジウムです。合金は金属なので力がかかる部位に使用できるが、金属アレルギーを引き起こすデメリットも持っています。パラジウムは毒性も少なく、アレルギー反応を抑えられるとして材料として優秀です。

締め文の見出しを設定してください。

パラジウムの利用分野は車、歯科、宝飾品、半導体や化学業界に限定されます。しかし、半導体や車は身近にあるため、日々の暮らしを支えていると言っても過言ではありません。パラジウムは他の金属にはない特性や反応性があり、なくてはならない元素です。

因みに価格は近年大幅に高くなっています(10年で600%上昇した)。それは金や白金より高くなっているほどです。もし持っていた方は大喜びでしょう。

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化学原子・元素理科

パラジウムとは一体何?性質や産出国、歴史や利用例などを現役研究員が5分でわかりやすく解説!

今回は金属元素のひとつ「パラジウム」をテーマに紹介していきます。
パラジウムは化学反応の触媒や、それを利用した自動車の排気ガス用触媒として使われている。
工業的にも重要なパラジウムは、高校化学のテストでも時々出題される元素でもあるぞ!

今回は「パラジウム」の特徴と歴史や利用例を化学メーカーの研究員ライターY.oB(よぶ)と一緒に解説していきます。

ライター/Y.oB(よぶ)

大学・大学院と合成化学を専攻した後、化学メーカーで研究職として勤務。白金族元素の触媒反応で製品開発に携わった経験のある化学に詳しいライター。

パラジウムの性質、特徴を解説!

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パラジウムは原子番号46の遷移金属元素で、元素記号はPdと表記します。単体のパラジウムは常温常圧で安定で、銀白色の金属で融点は1555℃と比較的低いです。工業的に非常に重要な金属元素で、主に自動車業界で使用されています。また、化学反応において重要な触媒としてなくてはならない元素です。

この章ではパラジウムの特徴や性質について学びましょう。

性質その1 安定で加工しやすい

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パラジウムの物性で優れているところは融点が白金等と比較すると低く加工しやすい点です。また、常温常圧で安定して存在できるところも優れています。耐食性と柔らかさを持っているため、しばしば合金の素材として利用。合金ジュエリー等の製品として販売されています。

性質その2 触媒反応

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パラジウムは化学反応においては重要な触媒です。水添反応の触媒として利用する事は教科書に載る程有名な反応になります。分子に水素原子2つ付加する反応で、水素を添加したように見えるため名前が水添反応です。白金やニッケルも同様の性質を持っています。

他にも鈴木-宮浦クロスカップリング反応はとても有名です。ホウ素化合物とハロゲン化物をパラジウム触媒にやって炭素-炭素結合を作る事ができます。炭素骨格の構築は有機化学において重要なため、この反応の重要性もとても高いです。

性質その3 水素の貯蔵

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パラジウムは水素を自身の体積の約900倍貯蔵する性質を持っています。これはパラジウムが水素化物になりやすい事が理由です。この性質から水素貯蔵合金の材料や水素の精製に利用しています。水素貯蔵合金はニッケル水素充電池、水素自動車に応用されているため、一度は目にした事があるかもしれませんね。

水素は爆発的に反応するため、扱いが難しい点があります。しかし、反応して排出されるものが水だけです。とてもクリーンなエネルギーとして近年注目されています。水素が注目される時はパラジウムの出番です。

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