Palladium(IV)-oxid

Palladium(IV)-oxid, auch als Palladiumdioxid bezeichnet, ist eine chemische Verbindung der Elemente Palladium und Sauerstoff. Das Oxid ist als Hydrat dunkelrot, wasserfrei dagegen schwarz, es zerfällt bei 200 °C in Palladium(II)-oxid.

Kristallstruktur
_ Pd4+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Palladium(IV)-oxid
Andere Namen	Palladiumdioxid
Verhältnisformel	PdO2
Kurzbeschreibung	dunkelroter oder schwarzer Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12036-04-3 EG-Nummer 234-836-4 ECHA-InfoCard 100.031.657 PubChem 82845 Wikidata Q2047953
Eigenschaften
Molare Masse	138,42 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	200 °C (Zersetzung zu PdO)
Löslichkeit	in Wasser, Säuren und Laugen unlöslich
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Achtung H- und P-Sätze H: 272​‐​413 P: ?
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung

Palladium(IV)-oxid fällt als Niederschlag beim Versetzen von PdCl₆²⁻-haltigen wässrigen Lösungen mit verdünnter Natronlauge an:

$\mathrm {Na_{2}PdCl_{6}+4\ NaOH\longrightarrow \ PdO_{2}+6\ NaCl+2\ H_{2}O}$

Eine Lösung von Natriumcarbonat enthält ausreichend Hydroxidionen und kann anstatt von Natronlauge verwendet werden:

$\mathrm {Na_{2}PdCl_{6}+2\ Na_{2}CO_{3}\longrightarrow \ PdO_{2}+6\ NaCl+2\ CO_{2}\uparrow }$

Eine weitere Synthesemethode ist die anodische Oxidation von Palladium(II)-nitrat. Die Herstellung durch Oxidation von Palladium(II)-chlorid mit Ozon verläuft mit schlechten Ausbeuten, da das Palladiumdioxid mit der als Nebenprodukt anfallenden Salzsäure teilweise weiterreagiert.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Palladiumdioxid kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P4₂/mnm (Raumgruppen-Nr. 136)Vorlage:Raumgruppe/136 mit den Gitterparametern a = 448 pm und c = 310 pm sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle (Rutilstruktur).

Chemische Eigenschaften

Beim Erhitzen gibt Palladiumdioxid Sauerstoff ab und geht bei 200 °C in Palladium(II)-oxid über, das wiederum bei 875 °C in die Elemente zerfällt.

$\mathrm {2\ PdO_{2}\ \ {\xrightarrow[{-O_{2}}]{200^{\circ }C}}\ \ 2\ PdO\ \ {\xrightarrow[{-O_{2}}]{875^{\circ }C}}\ \ 2\ Pd}$

Das Hydrat löst sich in konzentrierter Natriumhydroxidlösung unter Bildung von Hexahydroxopalladat-Ionen, die wasserfreie Substanz ist in Alkalien unlöslich.

$\mathrm {PdO_{2}+2\ NaOH+2\ H_{2}O\longrightarrow Na_{2}[Pd(OH)_{6}]}$

Ebenso ist das Hydrat des Palladiumdioxids in Salzsäure löslich, dabei werden Hexachlorpalladat(IV)-Ionen gebildet.

$\mathrm {PdO_{2}+6\ HCl\longrightarrow H_{2}[PdCl_{6}]+2\ H_{2}O}$

Palladiumdioxid ist in Oxalsäure zunächst unter Gelbfärbung und Bildung von Dioxalatopalladat(II)-Ionen [Pd(OOC-COO)₂]²⁻ löslich, beim Kochen wird es zu elementarem Palladium reduziert.

$\mathrm {PdO_{2}+2\ (COOH)_{2}\longrightarrow Pd+4\ CO_{2}\uparrow +2\ H_{2}O}$

Auch beim Kochen mit Essigsäure entsteht elementares Palladium.