Παλλάδιο

Ιστορία

Το στοιχείο Παλλάδιο ανακαλύφθηκε το 1803 από τον Ουίλλιαμ Χάιντ Ουόλλαστον  (William Hyde Wollaston). Το όνομα δόθηκε από τον ίδιο το 1804 και προέρχεται από τον αστεροειδή «Παλλάς». Ο αστεροειδής αυτός πήρε το όνομά του από την προσφώνηση της «Αθηνάς Παλλάδας», Θεάς των Αρχαίων Ελλήνων, και είχε ανακαλυφθεί δύο χρόνια νωρίτερα.
Σε μια προσπάθεια να διατηρήσει τις τεχνικές ανακάλυψης και απομόνωσης του παλλάδιου μυστικές, ο Ουόλλαστον, τον Απρίλιο του 1803, προσέφερε δείγματα του νέου μετάλλου για πώληση ανώνυμα. Είναι το μόνο από τα χημικά στοιχεία που πρώτα προσφέρθηκε προς πώληση με διαφημίσεις στις εφημερίδες της εποχής και μετά αποκαλύφθηκε η τεχνική απομόνωσής του. Οι σύγχρονοί του όμως επιστήμονες υποψιάζονταν ότι ήταν κράμα πλατίνας και αυτό τον ανάγκασε να δημοσιεύσει την ανακάλυψή του το 1805. Παρόλο όμως που παρασκεύαζε και πωλούσε παλλάδιο, δε δημοσίευσε τις λεπτομέρειες της παρασκευής παρά λίγο πριν το θάνατό του το 1826.

Ο Ουόλλαστον επεξεργάστηκε ακατέργαστο μετάλλευμα λευκόχρυσου από τη Νότια Αμερική, διαλύοντάς το σε βασιλικό νερό και εξουδετερώνοντας το διάλυμα με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH). Στη συνέχεια, με κατεργασία με χλωριούχο αμμώνιο (NH₄Cl), καταβύθισε το λευκόχρυσο με μορφή χλωρολευκοχρυσικού αμμωνίου. Μετά απομόνωσε το παλλάδιο ως κυανιούχο παλλάδιο (PdCN) με κατεργασία με κυανιούχο υδράργυρο, Hg(CN)₂. Το παλλάδιο τελικά παράχθηκε με θέρμανση από το άλας του με κυάνιο. 

Το χημικό σύμβολο του παλλαδίου ήταν αρχικά Pl, το 1814 ο Γιονς Γιάκομπ Μπερτσέλιους (Jöns Jakob Berzelius) πρότεινε το σύμβολο Pa
και σήμερα είναι Pd.

Κατά την περίοδο 1803 - 1821, o Ουόλλαστον απομόνωσε 255 ουγγιές ροδίου και 302 ουγγιές παλλαδίου (καθαρότητας περίπου 89 % w/w) από 47000 περίπου ουγγιές καταλοίπων πλατίνας, κατέγραψε δύο βιομηχανικές εφαρμογές ροδίου και παλλαδίου και χρησιμοποίησε κράμα παλλαδίου-χρυσού για να κατασκευάσει επιστημονικά όργανα ανθεκτικά στη διάβρωση. Τα κράματα αυτά χρησιμοποιήθηκαν επίσης σε εξάντες αλλά και στον επιτοίχιο Πρώτο Μεσημβρινό του Βασιλικού Παρατηρητηρίου του Γκρήνουιτς (Royal Observatory Greenwich) που ανεγέρθηκε από τον Άγγλο κατασκευαστή επιστημονικών οργάνων Έντουαρντ Τρουτόν (Edward Troughton) το 1812.

Ο μεταλλουργός Νόρτον Τζόνσον (Norton Johnson), ιδρυτής της Βρεττανικής χημικής εταιρείας Johnson Matthey, αναφέρει το 1837 τη χρήση κραμάτων παλλαδίου σε χρονόμετρα και σε χάλυβες καθώς και οδοντιατρικά κράματα με περιεκτικότητα 80 % σε παλλάδιο και 20 % σε ασήμι. Η χρήση Pd σε οδοντιατρικά κράματα συνεχίζεται μέχρι σήμερα.

Το 1840, ο Άγγλος χημικός και χειρουργός Άλφρεντ Σμί (Alfred Smee) δημοσίευσε ένα βιβλίο με τίτλο «Στοιχεία Ηλεκτρομεταλλουργίας» στο οποίο περιγράφονται οι διαδικασίες επιπλατίνωσης και επιπαλλαδίωσης με χρήση συνεχούς ρεύματος. 

Το 1866 ο Τόμας Γκρέαμ (Thomas Graham), πρώην Καθηγητής της Χημείας στο Πανεπιστημιακό Κολλέγιο του Λονδίνου, σημείωσε ότι το παλλάδιο μπορούσε να απορροφήσει μέχρι και 600 φορές τον όγκο του σε υδρογόνο και υπέθεσε ότι παλλάδιο και υδρογόνο αποτελούν ένα κράμα το οποίο ονόμασε «παλλαδιο-υδρογόνο».
Στα τέλη του 19ου αιώνα, άλατα του παλλαδίου της μορφής Na₂[PdCl₄] χρησιμοποιήθηκαν μαζί με άλατα του τύπου Κ₂[PtCl₄], για την κατασκευή φωτογραφικών εκτυπώσεων από παλλάδιο ή από παλλαδιο-πλατίνα. Οι τεχνικές αυτές χρησιμοποιούνται περιστασιακά μέχρι σήμερα.

Η καταλυτική δράση του παλλαδίου (αλλά και των άλλων PGMs) ήταν ήδη γνωστή από το 19ο αιώνα. Ο Τενάρ (Thénard) έδειξε ότι σκόνη από ρόδιο, ιρίδιο ή παλλάδιο δρα ως καταλύτης στην ένωση υδρογόνου και οξυγόνου.

Τον 20ο αιώνα, το παλλάδιο γίνεται ευρέως γνωστό πλέον : Το 1924 ανακαλύφθηκαν τα μεγάλα κοιτάσματα των PGMs στη Νότια Αφρική, το 1930 η Διεθνής Εταιρεία Νικελίου του Καναδά άρχισε μαζική παραγωγή παλλαδίου, το 1931 η Γερμανική εταιρεία Heraeus Kulzer GmbH ανέπτυξε και κατοχύρεσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας κράματα παλλαδίου με ασήμι και χρυσό τα οποία αποδείχθηκαν άριστα οδοντιατρικά υλικά και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα. Από τη δεκαετία του 1970, το παλλάδιο άρχισε να χρησιμοποιείται σε τεχνολογίες αντιρρύπανσης, σε ηλεκτρονικά κυκλώματα και στους καταλύτες των αυτοκινήτων.

Εμφανίσεις - Εξόρυξη - Απομόνωση του μετάλλου

Το 2007, η Ρωσία ήταν ο κορυφαίος παραγωγός παλλαδίου, με περισσότερο από το 50% της παγκόσμιας παραγωγής, ακολουθούμενη από τη Νότια Αφρική, τον Καναδά και τις Η.Π.Α.
Για να εξαχθεί μόνο μία ουγγιά παλλαδίου πρέπει να υποστούν επεξεργασία πολλοί τόννοι μεταλλεύματος. Εντούτοις, η εξαγωγή παλλαδίου εξακολουθεί να είναι επικερδής γιατί συνοδεύεται από την εξαγωγή νικελίου, χαλκού, λευκόχρυσου και ροδίου.

Παλλάδιο επίσης μπορεί να εξαχθεί και από χρησιμοποιημένα πυρηνικά καύσιμα σε αντιδραστήρες σχάσης, αν και η παραγόμενη ποσότητα μ' αυτόν τον τρόπο είναι αμελητέα.

Η ανακύκλωση των ανενεργών καταλυτών των αυτοκινήτων και των ηλεκτρονικών προσφέρει επίσης ικανοποιητικές ποσότητες παλλαδίου οι οποίες το 2008 ανήλθαν σε 1.600.000 ουγγιές όταν από τα ορυχεία προέκυψαν την ίδια χρονιά περίπου 6.100.000 ουγγιές παλλαδίου. Η ανάκτηση του Pd από «δηλητηριασμένους» καταλύτες αυτοκινήτων γίνεται με διάφορες μεθόδους και κυμαίνεται από 80 % έως και 96 %.

Εξόρυξη - Προκατεργασία

Η εξόρυξη των μετάλλων της ομάδας του λευκόχρυσου αποτελεί σημαντική πλουτοπαραγωγική πηγή για τις χώρες στις οποίες αυτά παράγονται. Συνήθως, απαιτούνται έως 3 μήνες για να ληφθούν 7 έως 12 τόννοι μεταλλεύματος από τους οποίους θα εξαχθεί 1 ουγγιά (31,135 g) λευκόχρυσου και μικρότερη ποσότητα παλλαδίου.

Το μετάλλευμα εξάγεται από υπόγεια ορυχεία με διάφορες μεθόδους που εξαρτώνται από τη μορφολογία του εδάφους και τον προσανατολισμό των κοιτασμάτων και σπανιότερα από επιφανειακές εμφανίσεις. Στη συνέχεια, μεταφέρεται στην επιφάνεια του εδάφους, με ιμάντες μεταφοράς, με εκτόξευση με δυνατή εμφύσηση ή με βαγονάκια, όπου συνθλίβεται, κατακερματίζεται σε μικρότερα κομμάτια βράχων, αλέθεται και ανακατεύεται με νερό και με κατάλληλα αντιδραστήρια, οπότε δημιουργείται ένας «αφρός επίπλευσης». Τα μικρά κομμάτια, πλούσια στα PGM, προσκολλώνται στις φυσαλίδες που δημιουργούνται από τη διαδικασία, επιπλέουν στην επιφάνεια και απομακρύνονται. Το υπόλοιπο υλικό περνάει από την ίδια διαδικασία για δεύτερη φορά. Στη συνέχεια, το εμπλουτισμένο μετάλλευμα ξηραίνεται σε θερμοκρασίες που μπορεί να είναι πάνω από 1500 °C, οπότε το μίγμα των PGM διαχωρίζεται από ανεπιθύμητα ορυκτά, όπως του σιδήρου και του θείου, τα οποία απομακρύνονται με διοχέτευση ρευμάτων αέρα. Ακολουθεί μετά μια μακρά και περίπλοκη σειρά από χημικές διεργασίες που σκοπό έχουν να διαχωρίσουν μεταξύ τους τα PGM, για να ληφθούν αυτά σε καθαρή κατάσταση.

Στο χυτήριο, το οποίο μπορεί να έχει μια ικανότητα επεξεργασίας έως και 100 τόνους/ημέρα, το μετάλλευμα κατεργάζεται σε ηλεκτρική κάμινο σε θερμοκρασίες κοντά στους 1600 °C για να απομακρυνθούν διάφορα άχρηστα υλικά και τελικά, μετά από διπλή επεξεργασία, προκύπτει μια «σκουριά» (matte) από PGMs και άλλα μέταλλα. Το matte υφίσταται περαιτέρω επεξεργασία κατά την οποία τα βασικά μέταλλα, όπως ο χαλκός, το νικέλιο και το κοβάλτιο, απομακρύνονται οπότε απομένει ένα μίγμα λεπτόκοκκων PGMs.

Διαχωρισμός - Απομόνωση του παλλαδίου

Το τελικό βήμα στην παραγωγή είναι ο διαχωρισμός και ο καθαρισμός των PGMs σε ξεχωριστά μέταλλα. Αυτό είναι και το πιο δύσκολο κομμάτι της όλης διαδικασία και συνδυάζει χημικές μεθόδους, αποστάξεις και τεχνικές ανταλλαγής ιόντων. Η βασική διαδικασία σε γενικές γράμμες είναι η εξής: Στα μεταλλεύματα των PGM μπορεί να συνυπάρχουν και χρυσός (Au) ή/και άργυρος (Ag) που πρέπει επίσης να απομακρυνθούν, οπότε το matte κατεργάζεται με βασιλικό νερό και δημιουργείται ένα διάλυμα που περιέχει σύμπλοκα χρυσού (AuCl₄⁻) και λευκόχρυσου (PtCl₆²⁻) καθώς και χλωροπαλλαδικό οξύ, H₂PdCl₄. Ο χρυσός απομακρύνεται από το διάλυμα ως χλωριούχος χρυσός(ΙΙΙ) AuCl₃ με κατεργασία με χλωριούχο σίδηρο(ΙΙ) (FeCl₂), ενώ ο λευκόχρυσος καθιζάνει ως κίτρινο στερεό χλωρολευκοχρυσικό αμμώνιο,(NH₄)₂PtCl₆, μετά από επίδραση χλωριούχου αμμωνίου, NH₄Cl. Έτσι στο διάλυμα παραμένει πλέον μόνο το H₂PdCl₄. Το Pd απομακρύνεται ως σύμπλοκο PdCl₂(NH₃)₂ με κατεργασία πρώτα με υδατικό διάλυμα αμμωνίας (ΝΗ₃) και μετά με οξίνιση με υδροχλωρικό οξύ (HCl). Με πύρωση του συμπλόκου παράγεται καθαρό παλλάδιο.

Οικονομικά στοιχεία

Η μέση τιμή για το παλλάδιο στο χρηματιστήριο του Λονδίνου για το 2014 (Ιανουάριος - Ιούλιος) ήταν περίπου 792 δολάρια/ουγγιά .
Κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα, η ρωσική διάθεση παλλαδίου στην παγκόσμια αγορά αναβλήθηκε επανειλημμένα για διάφορους λόγους. Στα τέλη του 2000, το Ρωσικό Δημόσιο Ταμείο ανακοίνωσε ότι δεν θα πουληθούν άλλες ποσότητες PGM μέσα στο 2001 εξαιτίας της υπερπαραγωγής που είχε παρατηρηθεί σε παγκόσμιο επίπεδο. Οι χρήστες του μετάλλου άρχισαν να δημιουργούν αποθεματικά και η τιμή του παλλαδίου ανέβηκε στα 956 δολάρια/ουγκιά. Το Ιανουάριο του 2001 έφθασε στα 1090 δολάρια/ουγκιά. Τότε, η εταιρεία Ford, φοβούμενη τη διακοπή παραγωγής καταλυτών και κατ' επέκταση και οχημάτων εξαιτίας της πιθανής έλλειψης παλλαδίου, διέθεσε στην αγορά μεγάλες ποσότητες του μετάλλου που είχε αποθηκευμένες, χάνοντας έτσι περίπου 1 δις δολάρια και ρίχνοντας την τιμή του μετάλλου κατά 75 %.

Φυσικές

Μετρήσεις παλμικής θερμικής μεθόδου το 1981 έδωσαν για το σημείο τήξης του παλλαδίου 1553,85 °C.
Το 2004 θερμομετρικές μέθοδοι έδωσαν 1552,95 °C±0,21 K ενώ το αποδεκτό σημείο τήξης του παλλαδίου είναι σήμερα 1554,9 °C που είναι και το 23ο μεγαλύτερο σημείο τήξης μεταξύ των χημικών στοιχείων αλλά το χαμηλότερο από τα άλλα μέταλλα της ομάδας του λευκόχρυσου. Το Pd έχει επίσης και τη μικρότερη πυκνότητα μεταξύ των PGMs.

Το παλλάδιο δε θαμπώνει με το πέρασμα του χρόνου έχει όμως το μειονέκτημα ότι μπορεί να αποχρωματιστεί σε ψηλές θερμοκρασίες όπως είναι εκείνες που επικρατούν στις συγκολλήσεις μετάλλων μεταξύ τους. Έτσι γίνεται εύθραυστο με τις συνεχείς θερμάνσεις και ψύξεις, και ευπρόσβλητο στα ισχυρά οξέα.

Το παλλάδιο είναι παραμαγνητικό μέταλλο διότι έχει μονήρη ηλεκτρόνια (είναι τα μονήρη στα τροχιακά 5s και 4d, βλέπε χημικές ιδιότητες) τα οποία συμπεριφέρονται ως στοιχειώδεις μαγνήτες και έλκονται από μαγνητικά πεδία. Έχει μάλιστα την υψηλότερη μαγνητική επιδεκτικότητα από όλα τα PGMs ενώ είναι αγώγιμο και κρυσταλλώνεται στο κυβικό σύστημα. 
 
Η τάση των ατμών του είναι αμελητέα και μετρήσιμη μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες: στους 1721 °C είναι μόνο 10⁻⁵ Atm και φθάνει στην 1 Atm στους 3234 °C.
Μηχανικές ιδιότητες
Είναι περίπου 12 % σκληρότερο από το λευκόχρυσο και περισσότερο ελατό από αυτόν. Είναι 28ο στη δοκιμή σκληρότητας Vickers μεταξύ όλων των χημικών στοιχείων. Η σκληρότητα Brinell του παλλαδίου του εμπορίου είναι 308,9 MPa. Με κατεργασία εν ψυχρώ προκαλείται απότομη αύξηση της σκληρότητας και της αντοχής του σε εφελκυσμό. Με παραμόρφωση 10%, η σκληρότητα του ακατέργαστου παλλαδίου φτάνει τα 598,2 MPa. Η αύξηση της σκληρότητας γίνεται αναλογικά μικρότερη καθώς αυξάνεται η παραμόρφωση και φτάνει τα 774,7 MPa όταν η παραμόρφωση αγγίξει το 90%. Η θερμοκρασία στην οποία το παλλάδιο μετατρέπεται από εύθρυπτο μέταλλο σε όλκιμο είναι -196 °C. Το παλλάδιο μπορεί να μορφοποιηθεί σε φύλλα με πάχος μέχρι και 100 nm (=10⁻⁷ m).
Θερμικές ιδιότητες
Το Pd έχει την 26η μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα μεταξύ των χημικών στοιχείων και παραμένει σχεδόν σταθερή μεταξύ 0 °C και 100 °C, περίπου στα 74 W/(m.K) και στους 27 °C είναι 75.3 W/(m.K), ελάχιστα μεγαλύτερη από του Pt και μικρότερη από τις θερμικές αγωγιμότητες των άλλων PGM.

Από τους 200 °C (75 W.m⁻¹.K⁻¹) έως τους 700 °C (93 W.m⁻¹.K⁻¹) παρατηρείται μια εντυπωσιακή άνοδος της θερμικής αγωγιμότητας του παλλαδίου, η οποία πάντως παραμένει η μικρότερη μεταξύ των μετάλλων της ομάδας του λευκόχρυσου.
Οπτικές ιδιότητες
Ανακλά το ορατό φως από 54 % έως 67 %. Είναι μέταλλο με την ίδια λαμπρότητα με το λευκόχρυσο, αλλά λιγότερο λαμπερό από το ρόδιο, το χρυσό, τον άργυρο και το ιρίδιο.
Ηλεκτρικές ιδιότητες
Όπως όλα τα μέταλλα, το παλλάδιο είναι καλός αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος. Η ειδική ηλεκτρική του αγωγιμότητα στους 25 °C (1×10⁷ S/m) είναι η 24η μεγαλύτερη μεταξύ των χημικών στοιχείων. Το κράμα του παλλαδίου περιεκτικότητας 1 % κατά άτομο τελλούριο (Te), έχει αγωγιμότητα 1,661×10⁷ S/m ενώ κράμα παλλαδίου με 1 % κατ' άτομο χρυσό (Au) έχει αγωγιμότητα 1,54×10⁸ S/m δηλ. εννιά φορές μεγαλύτερη. Γενικά τα κράματα του Pd με ευγενή μέταλλα είναι πιο αγώγιμα από το καθαρό Pd.

Βιολογικός ρόλος του παλλαδίου

Το μεταλλικό παλλάδιο θεωρείται χαμηλής τοξικότητας και απορροφάται ελάχιστα από τον οργανισμό του ανθρώπου. Μπορεί να προκαλέσει ερεθισμούς στο δέρμα, στα μάτια ή ερεθισμό του αναπνευστικού συστήματος.

Εργαζόμενοι που εκθέτονται επαγγελματικά στο παλλάδιο είναι όσοι εργάζονται σε ορυχεία εξόρυξης, οι οδοντοτεχνίτες και οι εργαζόμενοι σε χημικά εργαστήρια. Οι τελευταίοι μάλιστα εκθέτονται και σε άλατα παλλάδιου αρκετά από τα οποία μπορούν να προκαλέσουν δερματοπάθειες και ερεθισμούς στα μάτια. Οι περισσότεροι άνθρωποι έρχονται σε επαφή με το παλλάδιο, κυρίως μέσω των βλεννογόνων, οδοντοστοιχιών, κοσμημάτων και ενδεχομένως και μέσω των εκπομπών παλλάδιου από καταλύτες. Σε περίπτωση κατάποσης δεν πρέπει να προκληθεί εμετός ενώ σε περίπτωση επαφής, πρέπει να πλυθούν τα μάτια ή το δέρμα με άφθονο νερό. Σε γενικές γραμμές, σε ασθενείς που είναι ευαίσθητοι και έχουν αλλεργία στο παλλάδιο, δεν πρέπει να τοποθετούνται τεχνητές οδοντοστοιχίες που το περιέχουν αν και ο κίνδυνος φαίνεται να είναι μικρός.

Όλες οι ενώσεις του παλλάδιου θα πρέπει να θεωρούνται εξαιρετικά τοξικές και καρκινογόνες. Το χλωριούχο παλλάδιο, (PdCl₂), παρόλο που χρησιμοποιήθηκε παλιότερα για τη φυματίωση σε ποσότητα 0,065 g ανά ημέρα χωρίς πάρα πολλές άσχημες παρενέργειες, αποδείχθηκε ότι είναι τοξικό, ερεθιστικό, επιβλαβές σε περίπτωση κατάποσης, εισπνοής ή απορρόφησης από το δέρμα. Προκαλεί βλάβες στο μυελό των οστών, στο συκώτι καθώς και νεφρικές βλάβες σε πειραματόζωα.

Η προστασία μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση κραμάτων μεγάλης αντοχής στη διάβρωση και μικρής περιεκτικότητας σε Pd.

Το παλλάδιο στο περιβάλλον και στα τρόφιμα

Γενικά το παλλάδιο έχει μηδαμινές συνέπειες στο περιβάλλον. Βρίσκεται σε πολύ μικρή περιεκτικότητα σε ορισμένα εδάφη ενώ έχει βρεθεί και σε φύλλα δέντρων σε περιεκτικότητα περίπου 0,4 ppm. Τα περισσότερα φυτά ανέχονται το παλλάδιο αν και η ανάπτυξή τους επηρεάζεται σε επίπεδα άνω των 3 ppm.

Προβλήματα παρουσιάζονται μόνο στις χώρες παραγωγής. Η εξόρυξη και επεξεργασία των PGMs απαιτεί πάρα πολύ μεγάλα ποσά ενέργειας και νερού. Τα ποσά αυτά αυξάνονται κάθε χρόνο με τις ανάλογες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Δεν υπάρχει σχετική νομοθεσία προστασίας του περιβάλλοντος, αλλά γίνεται μια προσπάθεια από τις εταιρείες που εκμεταλλεύονται τα PGMs (International Platinum Group Metals Association - IPA) να νομοθετηθούν τα όρια. 

Δεν υπάρχει κανένα στοιχείο όσον αφορά στην τοξικότητα του παλλάδιου στα τρόφιμα, δεδομένου ότι οι συγκεντρώσεις είναι εξαιρετικά χαμηλές.

Σύμπλοκα του παλλαδίου

Σύμπλοκα του παλλαδίου ήταν γνωστά από το 19ο αιώνα όπως το ροζ [Pd(NH₃)₄]PdCl₄ που ονομαζόταν άλας του Βωκλέν (Vauqelin's salt) και ανακαλύφθηκε το 1813, χωρίς βέβαια να διευκρινιστεί η δομή του, από τον Καθηγητή της Χημείας στο Κολλέγιο της Γαλλίας, L.N. Vauquelin.

Σήμερα, πολλές ενώσεις συναρμογής του παλλαδίου χρησιμοποιούνται ευρύτατα ως καταλύτες στις οργανικές συνθέσεις σε ποσότητες που ποικίλουν από 10-15 % κατά mole (σε μη βελτιστοποιημένες αντιδράσεις) έως λιγότερο από 0.1 % κατά mole (σε βελτιστοποιημένες αντιδράσεις). Ορισμένες από αυτές έχουν μοναδικές ιδιότητες, όπως το PdSiO, ένα πολύ ασταθές μόριο υπαρκτό μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες, που είναι το μόνο γνωστό σύμπλοκο του οξειδίου του πυριτίου (SiO). Η βιοχημεία επίσης μελετά γιγαντιαία μόρια όπως το Pd₆₉(CO)₃₆(PEt₃)₁₈ και το Pd₁₄₅(CO)ₓ(PEt₃)₃₀.
Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζουν τα σύμπλοκα με τριτοταγή φωσφίνη διότι είναι τα σημαντικότερα από όλα στα οποία ο αριθμός οξείδωσης του κεντρικού μετάλλου είναι 0. Παρασκευάζονται εύκολα κυρίως από το PdCl₂ ή παράγωγά του και έχουν γενικά τη δομή Pd(PR₃)ₙ όπου P είναι το στοιχείο φωσφόρος, n = 2, 3, 4 και R είναι μια μεγάλη ποικιλία ομάδων όπως Bu, Et, cy, Me, Pr, bz, Ph. Το τετρα(τριφαινυλοφωσφινο)παλλάδιο(0), Pd[P(C₆H₅)₃]₄, συντομογραφικά Pd(PPh₃)₄, ή και PdP₄, είναι κίτρινο κρυσταλλικό στερεό που γίνεται καφέ όταν εκτεθεί στον αέρα, έχει τετραεδρική δομή και χρησιμοποιείται περισσότερο από όλα τα άλλα ως καταλύτης.
Το ιόν [PdCl₄]²⁻, μαζί με χλωριούχο χαλκό(ΙΙ), είναι οι καταλύτες στη βιομηχανική μέθοδο Wacker ή Hoechst-Wacker κατά την οποία παράγεται ακεταλδεύδη από οξείδωση αιθυλενίου με απόδοση 95 % στους 50-130 °C και πίεση 3-10 Αtm. Στη συνέχεια η ακεταλδεύδη μετατρέπεται σε αιθανόλη. Με τις ίδιες βασικές αντιδράσεις παράγονται και άλλες αλδεΰδες από οξείδωση αλκενίων. Οι αντιδράσεις πραγματοποιούνται σε υδατικά διαλύματα και κάθε χρόνο παράγονται περίπου 4 εκατομμύρια τόννοι αλδεϋδών από αλκένια. Σε μικρή κλίμακα η μέθοδος είναι γνωστή ως οξείδωση Tsuji - Wacker και σ'αυτήν χρησιμοποιείται ως καταλύτης το PdCl₂.

Εφαρμογές στην κατάλυση

Η μεγαλύτερη χρήση παλλαδίου σήμερα (πάνω από το 50 %) γίνεται στους καταλύτες των βενζινοκινητήρων των αυτοκινήτων ενώ γίνεται προσπάθεια αντικατάστασης σ' αυτούς των πολύ πιο ακριβών ροδίου και λευκόχρυσου από παλλάδιο. Οι κινητήρες Diesel προς το παρόν χρησιμοποιούν καταλύτες βασισμένους στο λευκόχρυσο επειδή το θείο που περιέχεται στο πετρέλαιο τείνει να συγκεντρώνεται και να δηλητηριάζει περισσότερο το Pd παρά τον Pt. Η ζήτηση για το Pd σε καταλύτες άρχισε να αυξάνεται σημαντικά κατά τη δεκαετία του 1970, όταν η σχετική νομοθεσία άρχισε να εφαρμόζεται στις ΗΠΑ και την Ιαπωνία. Από το 1980 έως το 2005 η χρήση του στα αυτοκίνητα σχεδόν τετραπλασιάστηκε. Επίσης, το παλλάδιο σε πολύ λεπτό διαμερισμό αποτελεί εξαιρετικό καταλύτη για διάφορες χημικές αντιδράσεις, όπως η υδρογόνωση, η αφυδρογόνωση, η καταλυτική αναμόρφωση κλασμάτων πετρελαίου κατά την οποία παράγεται βενζίνη πολλών οκτανίων και το παλλάδιο είναι προσροφημένο σε αλουμίνα (οξείδιο του αργιλίου, Al₂O₃).

Ενώσεις του Pd χρησιμοποιούνται ως καταλύτες σε αντιδράσεις σχηματισμού δεσμών C-C και C-F.

Εφαρμογές στα ηλεκτρονικά

Η δεύτερη ευρύτερη εφαρμογή (πάνω από 15 %) του παλλάδιου είναι στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.
Τα εξαρτήματα που περιέχουν παλλάδιο χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε είδους ηλεκτρονική συσκευή, από τα βασικά καταναλωτικά προϊόντα έως πολύπλοκες στρατιωτικές συσκευές. Αν και κάθε συσκευή περιέχει μόνο κλάσμα του γραμμαρίου του μετάλλου, ο τεράστιος όγκος των παραγόμενων συσκευών οδηγεί σε σημαντική κατανάλωση παλλαδίου.
Η σημαντικότερη χρήση παλλαδίου στον τομέα της ηλεκτρονικής είναι σε πολλαπλά στρώματα κεραμικών πυκνωτών (MLCC). Οι πυκνωτές σ'ένα κυκλώμα, αποθηκεύουν ενέργεια και αποτελούνται από στρώματα αγώγιμου υλικού (συνήθως Pd ή κράμα Pd-Ag) το οποίο τοποθετείται μεταξύ μονωτικών κεραμικών πλακιδίων. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι κατασκευαστές MLCC μείωσαν την ποσότητα παλλαδίου ανά μονάδα και από το 1997 και μετά, όταν άρχισε να αυξάνεται η τιμή του μετάλλου, το αντικατέστησαν με νικέλιο.
Μικρότερα ποσά χρησιμοποιούνται στα αγώγιμα κομμάτια των υβριδικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (HIC).
Ένα υβριδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα αποτελείται από ένα κεραμικό υπόστρωμα πάνω στο οποίο έχουν συναρμολογηθεί διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και των πυκνωτών. Αυτά, συνδέονται μεταξύ τους με πολύ μικρές ποσότητες κραμάτων Ag-Pd. Ο άργυρος είναι το μέταλλο με τη μεγαλύτερη ηλεκτρική αγωγιμότητα και το παλλάδιο χρησιμεύει για να τον σταθεροποιεί στη θέση του. Η αυτοκινητοβιομηχανία είναι η μεγαλύτερη αγορά των HIC.
To Pd χρησιμοποιείται επίσης και για επιμετάλλωση (επιπαλλαδίωση) των συνδέσεων αλλά και στα πλαίσια των διαφόρων αγωγών. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα των υπολογιστών, συνδέονται με υποδοχές επενδυμένες με ένα αγώγιμο στρώμα από πολύτιμα μέταλλα. Το παλλάδιο αντικαθιστά το χρυσό, επειδή έχει μικρότερη πυκνότητα και συνεπώς μικρότερο συνολικό βάρος για επίστρωση παρόμοιου πάχους.

Εφαρμογές στα κοσμήματα και στη διακόσμηση

Το παλλάδιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή κοσμημάτων από το 1939 αντικαθιστώντας το χρυσό και το λευκόχρυσο επειδή είναι πιο προσιτό μέταλλο και έχει μια από τις εντονότερες μεταλλικές λάμψεις. 
Μαζί με το νικέλιο και το ασήμι, είναι ένα από τα τρία μέταλλα με τα οποία φτιάχνονται τα κράματα «λευκού χρυσού». Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, όταν ο λευκόχρυσος ανακηρύχθηκε «στρατηγικό μέταλλο», πολλά κοσμήματα φτιάχνονταν από παλλάδιο. Μετά το τέλος του πολέμου και μέχρι το 2001 το παλλάδιο ήταν ακριβότερο από την πλατίνα και σπάνια χρησιμοποιούνταν πλέον για την κατασκευή κοσμημάτων λόγω και των δυσκολιών της χύτευσής του. Τα τεχνικά προβλήματα της κατεργασίας του παλλάδιου όμως ξεπεράστηκαν και άρχισε πάλι να χρησιμοποιείται στα κοσμήματα εξαιτίας και της υψηλής τιμής του λευκόχρυσου κυρίως από το 2004 και μετά. Με την είσοδο της Κίνας στην κατασκευή κοσμημάτων, το παλλάδιο άρχισε να χρησιμοποιείται και πάλι ευρύτατα και η παγκόσμια ζήτησή του, μετά το 2005, σημείωσε αξιόλογη άνοδο με το 21 % των προμηθειών σε παλλάδιο να επικεντρώνεται στην Κίνα.
Το καφετιέρα Royal Palladium χρησιμοποιεί ένα γαλλικό σχέδιο καφετιέρας το οποίο χρονολογείται από τα μέσα της δεκαετίας του 1800, και περιλαμβάνει ένα κάνιστρο από παλλάδιο συνδεδεμένο με σιφώνιο με γυάλινη καράφα. Στο μεταλλικό δοχείο βράζει το νερό και μετά, μέσω του σιφωνίου, μεταφέρεται στη γυάλινη καράφα η οποία περιέχει τον αλεσμένο καφέ. Όταν έχει μεταφερθεί όλο το νερό, σταματάει ο βρασμός και ο καφές, έτοιμος για σερβίρισμα, επιστρέφει στο μεταλλικό δοχείο.

Οδοντιατρικές και ιατρικές εφαρμογές

Στην οδοντιατρική έχουν χρησιμοποιηθεί κράματα χρυσού που περιέχουν και πλατίνα για πολλές δεκαετίες, αλλά η χρήση του παλλαδίου είναι σχετικά πρόσφατη.
Κατά τη δεκαετία του 1980, μια αύξηση της τιμής του χρυσού ενθάρρυνε τη χρήση του Pd ως εναλλακτική λύση χαμηλότερου κόστους. Όταν η τιμή του παλλαδίου αυξήθηκε απότομα την περίοδο 1996 - 2003, η τάση αυτή αντιστράφηκε. Ωστόσο, το 2010 η τιμή του παλλαδίου είναι χαμηλότερη κατά πολύ από του χρυσού ή της πλατίνας και η κατανάλωση Pd στα οδοντιατρικά κράματα έχει αυξηθεί.

Το παλλάδιο συνήθως αναμιγνύεται με χρυσό ή ασήμι, αλλά και με χαλκό και ψευδάργυρο με διαφορετικές αναλογίες για την παραγωγή κραμάτων κατάλληλων για στεφάνες και γέφυρες. Μερικές φορές προσθέτονται και μικρές ποσότητες ρουθηνίου και ιριδίου. Η πιο κοινή εφαρμογή είναι σε κορώνες, όπου το κράμα σχηματίζει τον πυρήνα, πάνω στον οποίο «χτίζεται» το τεχνητό πορσελάνινο δόντι. Ο σκοπός της χρήσης των PGMs στα οδοντιατρικά κράματα είναι να παρέχουν αντοχή και ακαμψία.

Η χώρα με τη μεγαλύτερη κατανάλωση Pd στην οδοντιατρική είναι η Ιαπωνία, όπου όλα τα οδοντιατρικά κράματα που επιδοτούνται από το κράτος πρέπει να περιέχουν τουλάχιστον 20 % Pd. Αυτό το κράμα που είναι γνωστό ως «κράμα kinpala» χρησιμοποιείται στο 90 % περίπου του συνόλου των ιαπωνικών οδοντιατρικών θεραπειών.
Η χρήση του παλλαδίου στην ιατρική είναι περιορισμένη σε σύγκριση με άλλα μέταλλα. Μικρά κομμάτια (σπόροι) του ραδιοϊσοτόπου ¹⁰³Pd χρησιμοποιούνται στην καταπολέμηση του ταχέως εξελισσόμενου καρκίνου του προστάτη και στον καρκίνο του μαστού με βραχυθεραπεία. Οι σπόροι έχουν μέγεθος κόκκου ρυζιού και παρέχουν υψηλές δόσεις ακτινοβολίας για μικρό χρονικό διάστημα στο εσωτερικό του προστάτη ή του μαστού, με αποτέλεσμα λιγότερες ζημιές στα περιβάλλοντα υγιή κύτταρα. Μετά καθίστανται ανενεργοί και δε χρειάζεται να αφαιρεθούν. Αν η θεραπεία ξεκινήσει έγκαιρα, ο οργανισμός απαλλάσσεται κατά 90 % από τα καρκινικά κύτταρα. Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι η βραχυθεραπεία με ¹⁰³Pd είναι προτιμότερη για επιθετικούς όγκους, ενώ το ισότοπο ¹²⁵Ι συνίσταται για τη θεραπεία όγκων βραδείας ανάπτυξης.

Ορισμένα σύμπλοκα του Pd²⁺ υπήρξαν πολύ αποτελεσματικά στην καταπολέμηση βακτηρίων όπως ο σταφυλόκοκκος αλλά δεν είχαν κανένα αποτέλεσμα σε βακτήρια όπως το E.coli. Κάποια άλλα σύμπλοκα, επίσης του Pd²⁺, καταπολέμησαν τα E. coli σε μικρές συγκεντρώσεις αλλά δεν έφεραν αποτέλεσμα όταν η συγκέντρωση αυξήθηκε.

Χημικές - Τεχνολογικές εφαρμογές

Μετά το 2001 και την πτώση των τιμών, αυξήθηκε η ποσότητα παλλαδίου που χρησιμοποιείται σε χημικές εφαρμογές. Το Pd χρησιμοποιείται στην παρασκευή χρωμάτων, επιστρώσεων, κολλητικών ουσιών και καθαρού τερεφθαλικού οξέος.

Πολλές παλλαδιούχες ενώσεις έχουν επίσης ενδιαφέρουσες εφαρμογές. Το PdCl₂ χρησιμοποιούνταν παλιότερα στην ανίχνευση και ποσοτικό προσδιορισμό του μονοξειδίου του άνθρακα ενώ χρησιμοποιήθηκε και στη θεραπεία της φυματίωσης έως ότου αντικαταστάθηκε από πιο αποτελεσματικά φάρμακα.
Παραγωγή νιτρικού οξέος
Το παλλάδιο χρησιμοποιείται στην παραγωγή νιτρικού οξέος από το οποίο φτιάχνονται τεχνητά λιπάσματα. Όταν το νιτρικό οξύ άρχισε να παράγεται βιομηχανικά το 1904, χρησιμοποιήθηκε μόνο λευκόχρυσος ως καταλύτης. Μετά από λίγο καιρό προστέθηκε σ' αυτόν και ρόδιο για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και αναπλήρωση των απωλειών της πλατίνας. Παρόλα αυτά υπήρχε απώλεια καταλύτη μέχρι και 300 mg ανά τόνο παραγόμενου οξέος. Το 1968 προστέθηκαν στην παραγωγή νιτρικού οξέος «παγίδες» παλλαδίου κατ' αντιρροή των αερίων που παράγονταν για να δεσμεύουν τους ατμούς των PGMs.
Κυψέλες καυσίμου υδρογόνου
Σε θερμοκρασία δωματίου και κανονική ατμοσφαιρική πίεση, το παλλάδιο μπορεί να απορροφήσει αντιστρεπτά έως και 900 φορές τον ίδιο όγκο υδρογόνου. Αυτή η ιδιότητα διερευνάται σήμερα διεξοδικά διότι η αποθήκευση του υδρογόνου στο κρυσταλλικό πλέγμα του παλλαδίου μπορεί να αξιοποιηθεί στις κυψέλες καυσίμου των υδρογονοκίνητων αυτοκινήτων. Η, Ρωσικών συμφερόντων, εταιρεία Norilsk Nickel που είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός νικελίου και παλλαδίου στον κόσμο, από το 2003 και σε συνεργασία με Ρώσους επιστήμονες προσπαθεί να αναπτύξει τέτοιες κυψέλες και να δημιουργήσει νέες αγορές για το παλλάδιο που παράγει. Πάντως, η ιδέα αποθήκευσης υδρογόνου στο παλλάδιο έχει προς το παρόν μεγάλο κόστος.
Επεξεργασία υπόγειων νερών
Το τριχλωρο-αιθυλένιο (TCE, ClHC=CCl₂) και το τετραχλωρο-αιθυλένιο (PCE, Cl₂C=CCl₂) είναι κοινοί ρυπαντές των υπόγειων νερών, με αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου. Χρησιμοποιούνται ευρέως στο στεγνό καθάρισμα, στον καθαρισμό από λίπη, στην παρασκευή χρωμάτων και συγκολλητικών υλών. Μετά τη χρήση τους, μπορούν να διαφύγουν στους υδροφόρους ορίζοντες ρυπαίνοντας για πολλά χρόνια τα υπόγεια νερά. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες απομάκρυνσης των ρυπαντών αυτών από το νερό, έχουν ορισμένα μειονεκτήματα όπως το ότι δεν εφαρμόζονται σε μεγάλα βάθη και το ότι στην πραγματικότητα δεν απομακρύνουν τους ρύπους αλλά τους μεταφέρουν σε άλλα μέρη.
Αν η περιεκτικότητα των ρυπαντών είναι υψηλή (> 1 mg/L), και τα υπόγεια νερά αναμιχθούν in situ (επί τόπου) με αέριο υδρογόνο και χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης το παλλάδιο, που έχει εξαιρετικά γρήγορη καταλυτική δράση, τα TCE και PCE μετατρέπονται σε αβλαβείς μη χλωριωμένους κορεσμένους υδρογονάνθρακες, σύμφωνα με τα σχήματα : ClHC=CCl₂ + 4Η₂ → CH₃CH₃ + 3HCl και Cl₂C=CCl₂ + 5H₂ → CH₃CH₃ + 4HCl. Η απορρύπανση μπορεί να εφαρμοστεί και σε αναερόβιες συνθήκες και φθάνει το 99 %. Για ρυπαντές όμως κορεσμένους όπως το 1,1,1-τριχλωροαιθάνιο, το 1,2-διχλωροαιθάνιο και το μεθυλενοχλωρίδιο, η μέθοδος δεν είναι αποτελεσματική.

'Αλλες χρήσεις

Νομίσματα
To παλλάδιο αναγνωρίζεται διεθνώς ως μέταλλο κοπής νομισμάτων βάσει του ISO 4217. Η Σιέρα Λεόνε «έκοψε» το πρώτο κέρμα από παλλάδιο, το 1966 για να γιορτάσει τα 5 χρόνια από την ανεξαρτησία της. Από τότε, αρκετές χώρες έχουν εκδώσει κέρματα παλλάδιου όπως ο Καναδάς, η Γαλλία, η Πορτογαλία, η Ρωσία, η Κίνα, η Αυστραλία, οι Η.Π.Α. κ.ά. Τα περισσότερα από τα κέρματα αυτά είναι σήμερα συλλεκτικά.
Παλλαδιοτυπίες
Όπως ο χρυσός, έτσι και το παλλάδιο, μπορεί να μορφοποιηθεί σε πολύ λεπτά φύλλα πάχους περίπου 100 nm. Τα φύλλα αυτά μπορούν να αντικαταστήσουν το ασήμι στις επαργυρωμένες σκαλιστές εικόνες επειδή αυτό μαυρίζει εύκολα ειδικά όταν βρίσκεται σε εξωτερικούς χώρους, και χρειάζεται συνεχείς καθαρισμούς και επειδή το παλλάδιο έχει εξίσου έντονη μεταλλική λάμψη. Το παλλάδιο όμως είναι περίπου 70 φορές ακριβότερο από το ασήμι. Οι παλλαδιοτυπίες (φωτογραφικές εκτυπώσεις με χρήση παλλαδίου) ήταν γνωστές από τις αρχές της δεκαετίας του 1800 αλλά λόγω του πολύ υψηλού κόστους του μετάλλου δεν χρησιμοποιήθηκαν ευρέως μέχρι το 1910 γιατί οι φωτογράφοι προτιμούσαν τις πλατινοτυπίες. Το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο φωτογραφικό χαρτί με βάση το Pd παρουσιάστηκε το 1917. Το ενδιαφέρον των φωτογράφων για το παλλάδιο και την πλατίνα ανανεώθηκε ξανά τη δεκαετία του 1970. Σήμερα πολλοί καλλιτέχνες ανακατεύουν τα δύο μέταλλα σε διάφορες αναλογίες για να πετύχουν ακόμα καλύτερα αποτελέσματα. Το παλλάδιο γενικά αποτελεί καλύτερη επιλογή από το λευκόχρυσο γιατί παράγει πιο «ζεστή» εικόνα με λίγο μεγαλύτερη αντίθεση.
Εξαρτήματα - Εργαλεία
Το παλλάδιο χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή οργάνων και εξαρτημάτων ακριβείας όπως είναι χρονόμετρα και μπουζί αεροσκαφών, σε μουσικά όργανα (φλάουτο), στην κατασκευή χειρουργικών εργαλείων και νυστεριών και σε καλώδια διασύνδεσης που φέρουν το σήμα από μια πηγή ήχου, όπως ένα CD player, στον ενισχυτή.