Vad är rodium och var används det?

Rhodium är en sällsynt ädelmetall och är välkänd för smyckesälskare. Rhodiumpläterad beläggning förhindrar repor och skavsår på värdefulla föremål, vilket bidrar till att bevara dess ursprungliga utseende under lång tid.

Rodium är ett kemiskt grundämne N45 från det periodiska systemet, som tillhör ädelmetallerna i platinagruppen. Elementet upptäcktes av engelsmannen William Hyde Wollaston 1803 när han arbetade med en platinalösning. I den upptäckte kemisten en ljusrosa pulverformig substans som kallas rhodium, vilket betyder "ros" på grekiska.

Rhodium är en av de sällsynta och dyraste metallerna vilket beror på komplexiteten i dess separation från platina i industriell skala. I naturen finns det i mineraler som innehåller flera platinoider i sin sammansättning samtidigt. Experter noterar att för att få 1 kg av denna metall krävs flera ton inhemsk platina. Wollaston isolerade rodium på följande sätt: efter syntesen av natriumvätesalt av rodium, kalcinerade han ett rosa-rött pulver över en väteflamma under lång tid, vilket resulterade i att han bara fick några droppar ren metall.

Senare, genom ansträngningar av professor Lebedinsky, upptäcktes en ny metod för att separera rodium. - exponering för lösningen av platinoidsalter genom kyla. Som ett resultat av kylning bildades en fällning i lösningen, representerad av föreningar av rodium och iridium. Denna metod har blivit utbredd inom den kemiska industrin och används än idag. Idag, med hjälp av Lebedinsky-tekniken, släpps cirka 30 ton ren metall årligen.

När det gäller utseendet på rodium är de rödrosa nyanserna endast karakteristiska för dess föreningar, medan själva metallen ser ut som silver, även om den är sämre än den i ljusstyrka. Så, mängden ljus som reflekteras av denna metall är 80 %, medan för silver är denna siffra 95 %... Trots detta används ofta rodium vid tillverkning av tekniska speglar istället för silver. Detta beror på platinoidens eldfasthet och dess förmåga att arbeta med en ökad täthet av elektromagnetisk strålning, inklusive det infraröda området. Med andra ord kan rodiumplätering hålla i många år, medan silverplätering under liknande förhållanden inte kommer att hålla ens en dag.

Karakteriseringen av metallen skulle vara ofullständig utan att nämna dess kostnad. Priset på ren rodium varierar konstant och beror på den årliga produktionsvolymen. Från och med augusti 2016 kostade således ett troy uns rodium (31,1034768 g) cirka 700 $, men under efterföljande år steg priset kraftigt. I början av 2020 prissattes en ett-ounce rodiumstång till 9 000 dollar. Den höga kostnaden förklaras av det faktum att metallen inte har sitt eget mineral och finns i inhemsk platina-, nickel- och kopparmalm, såväl som i guldbärande sand som en följeslagare.

Rhodium är en hård ädel silverfärgad metall som överträffar sin "progenitor" platina i kemisk resistens i många korrosiva miljöer. Den elektroniska formeln för dess atom är som följer: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metallen löser sig väl under kokning i aqua regia (en blandning av HCl och HNO3), i ett H2SO4-koncentrat (vid upphettning) och i väteperoxid. Smältpunkten är 1964 ° C, kokpunkten är 3697 ° C, metallens densitet vid 20 ° C är 12,41 g / cm3. Rhodium tillhör gruppen sällsynta jordartsmetaller, i fast tillstånd har den en silverfärgad färg med en kall nyans.

Rodium är kemiskt stabilt, som ett resultat av vilket det reagerar mycket dåligt med icke-metaller - endast när den röda värmen har uppnåtts. Fördröjd oxidation av metallen är endast möjlig i krossat tillstånd och endast vid 1000 ° C.

En viktig egenskap hos metall är dess förmåga att ändra sin färg, vilket är särskilt värdefullt i smycken. Så, när det bränns vid en temperatur på 800 ° C, blir rodium täckt av en oxidfilm, som försvinner när temperaturen stiger till 1000 ° C. Svart rodium är särskilt uppskattat, vilket är oumbärligt vid tillverkning av smycken av de mest utsökta konfigurationerna. En annan egenskap hos en metall är dess förmåga att fungera som en katalysator för de flesta kemiska reaktioner. Så med hjälp av krossat rodiumpulver kan vanlig vinalkohol omvandlas till ättiksyra.

Den årliga världsproduktionen av rodium är 30 ton. Sådana små produktionsvolymer beror på det låga innehållet av grundämnet i jordens inre och frånvaron av egna mineraler. De huvudsakliga fyndigheterna av metallen finns i Sydafrika, som levererar 75-80% rodium till den allmänna marknaden. Mindre rika fyndigheter finns i Kanada, Columbia och Ryssland - i länder med en genomsnittlig koncentration av inhemsk platina i jordens inre.

Förutom raffinering anses separationen av dess stabila isotop från plutonium, uran och torium, som används flitigt inom kärnkraft, vara en lovande metod för att utvinna metall.Att erhålla rodium på detta sätt kan lösa problemet med hög efterfrågan och otillräckliga volymer av metall som bryts vid fyndigheterna. Med hänsyn till den utvecklade kärnkraftsindustrin och det höga innehållet av rodium i kärnbränsle (upp till 400 g / t), kan problemet med rodiumbrist lösas, och kärnkraft kommer att bli huvudleverantören av denna metall till världsmarknaderna.

Tillämpningsområdet för rodium är ganska brett. Metallen är efterfrågad inom många områden inom den kemiska industrin och bearbetningen, där den används som katalysator, strukturella råvaror och smyckesmaterial.

I denna egenskap används metallen i kemiska reaktioner, varav den vanligaste är framställning av ättiksyra från metylalkohol. Det används också för att skapa neutraliserande filter utformade för att fungera med avgaser från bilar. Och rodium-platinalegeringar anses vara de mest effektiva katalysatorerna vid produktion av HNO3 genom oxidation av ammoniak med hjälp av luft, och inget alternativ till rodium har ännu hittats i denna produktion.

Rhodium är oumbärligt vid tillverkning av glas för flytande kristallanordningar, för produktionen av vilken dess legering med platina tas. I detta avseende växer förbrukningen av metall stadigt i proportion till tillväxten i produktionen av moderna prylar. Rhodium används aktivt vid tillverkning av tekniska speglar, projektorer och andra reflekterande ytor som kommer att användas under extrema förhållanden och i laserinstallationer.

Det är omöjligt att inte nämna de platina-rodiumdeglar som används för att odla ädelstenar och kristaller med elektrooptiska egenskaper under laboratorieförhållanden.... I kombination med iridium eller platina används metallen ofta för tillverkning av termoelement som krävs för att mäta extrema temperaturer (över 2200 ° C). Det bör noteras metallens roll i processen för tillverkning av laboratorieprovrör och kolvar som används för kemiska experiment. På grund av det faktum att rodium inte interagerar med praktiskt taget några ämnen, kan vilken formulering som helst hällas i sådana rätter.

Rhodium används ofta vid smyckestillverkning och utför två funktioner samtidigt - skyddande och dekorativa. Till exempel, silver belagt med ett tunt rodiumskikt får en djup glans, mörknar inte eller oxiderar i luften, och rodiumpläterat guld på grund av metallens höga hårdhet (6 enheter av Mohs-skolan) blir mer hållbart och slitstarkt. Dessutom behövs metallen för att erhålla vitt guld, vilket är mycket populärt bland smyckesälskare, och dess oxider är involverade i skapandet av svart guld - avantgardetrenden inom mode av ädla metaller.

Kall, men samtidigt djup och fascinerande rodiumglans passar bra med cubic zirconia, zirconia, diamanter och ädelmetallinlägg. Dessutom används metallen ofta som en ligatur vid tillverkning av platina- och palladiumsmycken. Rhodiumpläterade produkter kräver inte regelbunden rengöring och behåller sin ursprungliga glans under lång tid.

Förutom sin dekorativa funktion minskar rhodiumplätering avsevärt allergin hos vitt guld, som med konstant kontakt med huden orsakar rodnad och klåda. Ett lager av denna metall förhindrar de obehagliga konsekvenserna av att bära smycken, vilket är särskilt värdefullt för personer som lider av hudsjukdomar. Men tillsammans med ett stort antal fördelar har rodiumplätering fortfarande nackdelar: rodiumplätering kräver periodisk förnyelse, och själva närvaron ökar avsevärt priset på ett smycke.

Utöver de diskuterade användningsområdena används rodium vid tillverkning av mynt. Så 2009 gavs de första rent rodiummynten ut på US Mint, som inte användes som betalningsmedel, utan fungerade som en investering. Men lite senare (2014) utfärdade Rwandas nationalbank det första rodiummyntet med en valör på 10 rwandiska franc, som började användas som betalningsmedel.

Under sovjettiden trodde man att många radiokomponenter var gjorda av rent rodium. Detta var dock långt ifrån fallet, och metallen användes endast för att täcka kontakterna på kontakterna. För tillverkning av själva delarna var den inte lämplig, eftersom den var ganska ömtålig och alltför skör. Men som en beläggning var den oersättlig, på grund av dess goda korrosionsbeständighet och höga reflektionsförmåga av elektromagnetiska strålar. Rhodiumpläterade kontakter (reedreläer) av typen RES-55 (A) i serierna RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 och RS 4569605.

Följande video kommer att berätta vad guldrhodiumplätering är.