Palladium

Isolé en 1803 par William Hyde Wollaston qui en cacha la préparation pendant quelques années, le nom de ce métal est en fait lié de la découverte de Pallas, second astéroïde identifié alors que ce siècle n’avait que deux ans… Le palladium est un élément métallique rare (0,015 ppm dans la croûte terrestre), du groupe du platine (les « platinoïdes », cf. Platine), de symbole Pd et de numéro atomique 46.

On rencontre le palladium à l’état natif, sous forme de métal finement divisé. Le minéral le plus important est le stibiopalladinite (Pd5Sb2, cf. Antimoine). Il est associé au platine dans la plupart des minerais.

En 2007, la Russie était le premier producteur de palladium avec une part mondiale de 49 %, suivie par l’Afrique du Sud, 36 % et l’Amérique du Nord,12 %. En fait, la majeure partie du palladium est extraite des minerais de cuivre et nickel. La production oscille actuellement autour de 225 t/an.

La rareté de ce métal (c’est le plus rare des platinoïde après l’osmium) et son importance technologique ont conduit à une flambée de son prix, passé de 255 € en 2006 à 601 € l’once en février 2011.

Le palladium est un métal blanc argenté mou semblable au platine. C’est le moins dense des platinoïdes et possède le plus bas point de fusion. Recuit, il est mou et ductile, alors que travaillé à froid, il est plus dur et plus solide. Le palladium se dissout lentement dans les acides forts. Il ne réagit pas avec l’oxygène à température ambiante et par conséquent ne ternit pas à l’air. Par contre, s’il est chauffé à 800 °C, il s’oxyde en oxyde de palladium(II), PdO. Ce métal possède la capacité rare d’absorber jusqu’à 900 fois son propre volume de dihydrogène à température ambiante. Il est probable que ce soit lié à la formation d’hydrure de palladium(II), PdH2, mais l’identité chimique d’un tel composé dans le solide n’est pas encore établie.

La palladium existe principalement aux degrés d’oxydation 0, +2 et +4, ce dernier étant plutôt rare. Le palladium élémentaire réagit avec le dichlore pour donner le chlorure de palladium(II). Dissous dans l’acide nitrique, l’addition d’acide acétique précipite l’acétate de palladium(II). Ces deux sels sont très utilisés comme précurseurs en chimie du palladium. Ainsi, 5 % de la consommation mondiale de palladium est utilisée dans les procédés catalytiques de l’industrie chimique.

Le chlorure de palladium(II) est le principal précurseur de nombreux catalyseurs à base de palladium. En catalyse hétérogène, il est, entre autres, utilisé pour la préparation du palladium sur carbonate de calcium (catalyseur Lindlar d’hydrogénation sélective des alcynes), du chlorure de palladium et du palladium sur charbon (catalyse d’hydrogénation et de déshydrogénation). En chimie de coordination, il réagit avec de très nombreux ligands dans des solvants coordinants pour donner des précurseurs de catalyseurs solubles utiles en synthèse organique, notamment pour la création de liaisons carbone-carbone comme l’a récemment reconnu le comité Nobel pour le Prix Nobel de Chimie attribué à Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi et Akira Suzuki.

Toutefois, quatre secteurs se partagent l’essentiel de la demande en palladium :

    • les pots catalytiques représentent aujourd’hui l’utilisation majeure (49 %), même si les constructeurs automobiles, en réaction à la spéculation sur le palladium, se sont retournés vers le platine (accélérant la chute des cours du premier et la remontée du dernier…). Le palladium sert en effet, en association avec le platine et le rhodium, à accélérer la transformation des produits toxiques issus de la combustion du carburant (monoxyde de carbone, oxydes d’azote) en composés moins nocifs : dioxyde de carbone et eau (cf. Platine). Un pot catalytique contient en moyenne 3-5 g de palladium, en grande partie recyclé lors de la mise à la casse des véhicules.
    • les industries électroniques et électriques (16 %). Plus de 33 tonnes de palladium sont consommées annuellement, parfois allié à l’argent ou au nickel, dans la fabrication de condensateurs multicouches en céramique et de connecteurs. Ces condensateurs se trouvent dans des composants électroniques grand public : téléphones mobiles, ordinateurs, télécopieurs, électronique embarquée des véhicules, etc. Il est également utilisé dans l’électrodéposition de composants électroniques et de matériaux de soudure.
    • la prothèse dentaire (12 %) était son utilisation principale avant l’avènement des pots catalytiques, sous forme de divers alliages avec le cuivre, l’argent, l’or ou le platine, voire le zinc.
    • la joaillerie (15 %) où il est utilisé par exemple dans la composition de l’or blanc, alliage d’or, de palladium (4 à 5 %) et de nickel. C’est presque un travail d’orfèvre, mais on trouve aussi du palladium dans les flûtes traversières professionnelles et des monnaies de collections ont été également frappées dans certains pays producteurs de palladium…

Enfin, signalons que son aptitude à capter le dihydrogène trouve des applications potentielles dans le domaine de l’énergie, toujours au stade exploratoire. A côté l’engouement des années 90 pour la fusion froide, le palladium est utilisé comme électrode dans les piles à combustible et étudié pour ses capacités de stockage du dihydrogène. Toutefois un stockage basé uniquement sur le palladium serait trop coûteux en raison du prix élevé du métal et l’on peut rêver à Iron Man et à son armure alimentée par le palladium, d’où la

Pensée du jour
« L’armure en palladium d’Iron Man n’est pas du bois dont on fait des flûtes. »

Sources

Pour en savoir plus

  • Platine
  • Antimoine
  • Affiche Prix Nobel de Chimie 2010, disponible auprès de la SCF

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