Paladium(II) Oksida , Katalis dengan Potensi Katalitik Ekstra Tinggi

Paladium(II) oksida adalah  sewnyawa anorganik dengan rumus PdO. Oksida ini adalah satu-satunya oksida paladium yang ditandai dengan baik. Paladium oksida dibuat dengan mengolah logam paladium dengan oksigen pada suhu sekitar 900 °C. Oksida ini tidak diserang oleh asam, karena paladium adalah logam yang reakstif. Oksida paladium sulit diroduksi dan relatif mudah terurai.

Nama lain Paladium(II) oksida ialah Paladium monoksida. Adapun sifat-sifatnya adalah:

  • Rumus molekul: PdO
  • Berat molekul: 122,42 gr/mol
  • Penampilan: Serbuk hitam-kehilauan
  • Densitas: 8,3 gr/cm3
  • Titik leleh: 750 ºC (terurai)
  • Kelarutan dalam air: Larut
  • Kelarutan dalam pelarut lain: Larut dalam asam; sedikit larut dalam aquaregia
  • Titik nyala: Tidak dapat menyala

 

Pembuatan PdO

PdO sering diperoleh sebagai bahan yang dihasilkan untuk aplikasi sebagai katalis (lihat katalis Adams). Paladium oksida dibuat dengan pemanasan spons paladium oksigen pada 350 ° C.

2 Pd2 + O2 → PdO

Oksida ini diperoleh sebagai serbuk hitam. Oksida ini juga dapat dibuat khusus untuk digunakan dengan berbagai katalis dengan memanaskan campuran paladium(II) klorida dan kalium nitrat,

2 PdCl2 + 4 KNO3 → 2 PdO+4  + 2 KClNO2 + O2 (reaksi yang mungkin)

atau produk yang melarutkan paladium dalam aqua regia , diikuti dengan penambahan natrium nitrat pada suhu 600 °C. Suatu bentuk terhidrasi dari oksida (yang larut dalam asam) dapat dibuat dengan mengendapkan dari larutannya, misalnya , melalui hidrolisis paladium nitrat atau reaksi dari senyawa paladium yang larut dengan dasar yang kuat. Oksida terhidrasi berwarna coklat berubah menjadi oksida anhidrat berwarna hitam pada pemanasan. Kerentanan terhadap serangan asam berkurang pada kadar air rendah.

Oksida terhidrasi (hidroksida), PdO. N H2O dapat diproduksi sebagai endapan yang berwarna kuning tua dengan menambahkan alkali pada suatu larutan paladium nitrat, Pd(NO3)2.

Paladium Oksida dengan Potensi Katalitik Ekstra Tinggi

Ulrich Kortz, Profesor Kimia di Universitas Jacobs, dan laporan timnya tentang sintesis logam mulia, logam-oksida, yang berisi catatan berjumlah 22 atom paladium, serta dua ion tembaga pusat. Selain potensi katalitik yang tinggi, senyawa klaster ini { Cu2Pd22} juga menunjukkan sangat tidak biasa interaksi magnetik intramolekul. Penelitian, yang sekarang telah diterbitkan sebagai “Makalah Sangat Penting” di Angewandte Chemie International Edition (DOI: 10.1002/anie.201006734), membuka perspektif baru untuk pemahaman yang lebih baik tentang  katalisis oksidasi berbasis logam-mulia serta fenomena magnetik intramolekul penting dalam bahan dan kehidupan sains.

Katalis logam mulia sangat penting untuk komersial tertentu, dan di antara katalis ini, paladium dan bahan yang mengandung-platinum telah mendapat perhatian khusus dalam beberapa tahun terakhir karena peran mereka sebagai katalis oksidasi dalam sistem kontrol emisi mobil serta mereformasi katalis untuk produksi bensin oktan-tinggi. Meskipun katalis logam mulia, yang biasanya bekerja sebagai partikel halus yang terpisah dengan dimensi sekitar satu sampai dua nanometer, telah menjadi objek studi intensif selama hampir 200 tahun, struktur dan komposisi yang tepat sebagian besar  masih kabur pada sub-skala nanometer.

Pada tahun 2008, kelompok penelitian Ulrich Kortz, Profesor Kimia di Universitas Jacobs dan ahli yang cukup berpengalaman dalam sintesis oksida logam, membuat penemuan penting ketika mereka mengembangkan strategi sintetik sederhana, yang, untuk pertama kalinya, memungkinkan untuk persiapan diskrit, oksida logam mulia stabil dalam air. Polioksopalladatini dengan atom paladium 13 dan struktur inti { Pd13O32} ternyata menjadi cikal bakal dari keluarga  oksida-logam mulia yang sangat reaktif. Ini adalah kombinasi dari beberapa atom logam mulia dengan atom oksigen dalam satu ion yang terbukti penting untuk reaktivitas tinggi senyawa dan pada saat yang sama memberikan wawasan baru ke dalam mekanisme molekular katalisis yang rinci oleh partikel logam mulia.

Sekarang, Kortz dan rekan kerjanya Natalya Izarova dan Maria Barsukova telah mencapai sintesis dari logam mulia-oksida diskrit yang berisi catatan jumlah 22 ion paladium(II) dengan rumus [Cu2Pd22P12O60(OH)8]20- ({Cu2Pd22}). Spesies ini adalah metalate mulia terbesar yang dilaporkan sampai saat ini, dan di samping itu mengandung dua ion tembaga(II), yang membuatnya polianion pertama campuran paladium-tembaga.

Klaster logam-oksida berbentuk balok-ganda logam mulia menawarkan potensi katalitik yang luar biasa, terutama karena semua 22 ion Pd(II)I terletak pada permukaannya dan karenanya sangat mudah diakses untuk oksidan dan substrat yang sama. Oleh karena itu “satu tunggal {Cu2Pd22} memiliki banyak pusat-pusat aktif katalitik. Dan, dibandingkan dengan yang lebih umum digunakan untuk logam palladium pelapis katalitik pada bahan pendukung, paladium oksida baru memiliki keuntungan tambahan yang berlaku dalam larutan sebagai katalis homogen serta dalam bentuk kristal sebagai katalis padat heterogen dalam reaksi fase cair.

Terutama sifat-sifat keduanya ditakdirkan untuk keperluan industri, “komentar Ulrich Kortz tentang kemungkinan aplikasi dari senyawa yang baru dibuat. “Selain itu, polianion baru itu, karena sifat stabil dan diskrit, mungkin juga membuka jalan bagi pembuatan partikel monodisperse paladium pada bahan pendukung, yang merupakan katalis paling efektif untuk berbagai proses reduksi dan oksidasi, seperti dalam sel bahan bakar, yang mengonversi hidrogen dan oksigen langsung menjadi listrik dalam proses karbon-netral, “Kortz menambahkan.

Selain potensi katalitik yang tinggi, {Cu2Pd22} juga menunjukkan interaksi pertukaran magnet yang sangat menarik antara dua pusat itu, tapi agak jauh, ion tembaga(II), yang dapat dieksplorasi secara rinci karena diskrit dan sifat stabil dari senyawa dan struktur yang ditandai dengan baik. Seperti banyak padatan dan bahan biologis mengandung ion konstelasi dimer yang sama, hasil magnetik pada {Cu2Pd22} membuka perspektif baru untuk pemahaman yang lebih baik tentang fenomena magnetik intramolekul penting dalam bahan dan kehidupan sains.

Aplikasi

Bahan yang disebut katalis paladium oksida berguna untuk hidrogenasi katalitik dalam sintesis kimia organik.***

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s