Le palladium est un métal blanc argenté dont le symbole est Pd. Son numéro atomique, 46, le place parmi les métaux de transition, dans le groupe 10 et la période 5. Sa masse atomique est de 106,42 u, soit une masse molaire de 106,42 g/mol. Sa configuration électronique, [Kr]4d¹⁰, correspond à une couche 4d remplie. Il appartient aussi au groupe des platinoïdes, avec le platine et le rhodium, notamment. La famille des métaux de transition rassemble des éléments dont les propriétés métalliques se prêtent à des usages très variés.
Où le palladium se trouve-t-il dans la nature ?
Le palladium est rare dans la croûte terrestre et se rencontre souvent associé à d’autres métaux, en particulier au platine, au nickel et au cuivre. Il peut aussi exister à l’état natif, mais l’extraction commerciale provient notamment de minerais de nickel et de cuivre. La Société chimique de France indique que le métal est également présent dans certains minerais spécifiques, comme la stibiopalladinite, et qu’il accompagne fréquemment le platine dans les gisements (fiche de la Société chimique de France).
Pour isoler le palladium, il faut le séparer des autres éléments du minerai ou des métaux récupérés lors du traitement du nickel et du cuivre. Le procédé dépend de la matière première : il ne s’agit donc pas d’extraire directement des morceaux de métal pur dans la plupart des cas. Cette association explique pourquoi l’approvisionnement en palladium est lié à celui d’autres métaux.
Pourquoi est-il utile comme catalyseur ?
Un catalyseur accélère une réaction chimique sans être consommé de la même manière que les réactifs. Le palladium finement divisé, ou certains de ses composés, facilite notamment l’hydrogénation, qui ajoute de l’hydrogène à une molécule, et la déshydrogénation, qui en retire. En synthèse organique, des complexes de palladium permettent aussi de former des liaisons entre atomes de carbone. La Société chimique de France décrit ces usages en laboratoire et dans l’industrie chimique.
Son application la plus visible est le pot catalytique de certains véhicules. En association avec d’autres métaux, le palladium contribue à transformer des substances présentes dans les gaz d’échappement, notamment le monoxyde de carbone et les hydrocarbures imbrûlés, en produits moins nocifs. Selon la Royal Society of Chemistry, le palladium est également employé dans des composants électroniques, notamment des condensateurs céramiques présents dans des appareils courants (présentation de la Royal Society of Chemistry).
Que fait-il dans les alliages et avec le dihydrogène ?
Le palladium entre dans des alliages utilisés en joaillerie et en dentisterie. Mélangé à l’or, il peut contribuer à former de l’or blanc. Il a aussi servi à fabriquer des contacts électriques, des instruments et des composants de montres, des usages rapportés par le Jefferson Lab.
Une autre propriété remarquable est sa capacité à absorber une grande quantité de dihydrogène. La Société chimique de France rapporte qu’à température ambiante, le métal peut en absorber jusqu’à 900 fois son propre volume. Quand il est chauffé, le dihydrogène traverse le palladium, ce qui peut servir à purifier ce gaz. Cette propriété intéresse aussi la recherche sur le stockage de l’hydrogène, mais elle ne signifie pas que le palladium soit à lui seul une solution pratique à tous les besoins de stockage.
D’où vient son nom ?
William Hyde Wollaston a isolé le palladium en 1803 à partir de platine brut. Son nom fait référence à Pallas, un astéroïde découvert peu avant, et non à une propriété particulière du métal. À température ambiante, le palladium est solide et résiste à la corrosion. Il ne possède pas de rôle biologique connu, selon la Royal Society of Chemistry ; ses utilisations sont surtout liées à ses propriétés de catalyseur, d’alliage et d’interaction avec le dihydrogène.