ما هو الروديوم وأين يستخدم؟

الروديوم معدن نادر ثمين ومعروف لمحبي المجوهرات. يمنع الرش المطلي بالروديوم ظهور خدوش وخدوش على المنتجات الثمينة ، مما يساعد على الحفاظ على المظهر الأصلي لفترة طويلة.

الروديوم عنصر كيميائي N45 من الجدول الدوري ينتمي إلى المعادن النبيلة لمجموعة البلاتين. تم اكتشاف العنصر من قبل الإنجليزي ويليام هايد ولاستون في عام 1803 عند العمل مع حل البلاتين. اكتشف فيه كيميائيًا مادة مسحوقية وردية زاهية تسمى الروديوم ، والتي تعني "ورد" في اليونانية.

الروديوم أحد أندر المعادن وأغلىها ، بسبب تعقيد فصلها عن البلاتين على نطاق صناعي. في الطبيعة ، يوجد في المعادن التي تحتوي على العديد من platinoids في تكوينها. يشير الخبراء إلى أنه للحصول على 1 كجم من هذا المعدن ، يلزم عدة أطنان من البلاتين الأصلي. قام Wollaston بعزل الروديوم على النحو التالي: بعد توليف ملح هيدروجين الصوديوم الروديوم ، قام بتحويل مسحوق أحمر-وردي فوق لهب الهيدروجين لفترة طويلة ، مما أدى إلى بضع قطرات فقط من المعدن النقي.

في وقت لاحق ، من خلال جهود الأستاذ ليبيدينسكي ، تم اكتشاف طريقة جديدة لعزل الروديوم. - التعرض لمحلول أملاح البلاتينيدات في البرد. نتيجة للتبريد ، تم تكوين راسب في محلول ، والذي يمثله مركبات الروديوم والإيريديوم. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية ولا تزال تستخدم. اليوم ، باستخدام تقنية Lebedinsky ، يتم إطلاق حوالي 30 طنًا من المعدن النقي سنويًا.

أما بالنسبة لمظهر الروديوم ، فالألوان الحمراء والوردية مميزة فقط لمركباتها ، في حين أن المعدن نفسه يشبه الفضة ، على الرغم من أنه أقل شأنا منه في السطوع. لذا كمية الضوء المنعكسة من هذا المعدن 80٪ ، أما بالنسبة للفضة فإن هذا المؤشر 95٪. على الرغم من ذلك ، في صناعة المرايا التقنية ، غالبًا ما يستخدم الروديوم بدلاً من الفضة. ويرجع ذلك إلى انكسار platinoid وقدرته على العمل مع زيادة كثافة الإشعاع الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء. وبعبارة أخرى ، يمكن أن يستمر طلاء الروديوم لسنوات عديدة ، في حين أن رش الفضة في ظروف مماثلة لن يستمر يومًا واحدًا.

سيكون توصيف المعدن غير مكتمل بدون ذكر قيمته. يتغير سعر الروديوم النقي باستمرار ويعتمد على الحجم السنوي للإنتاج. لذلك ، في أغسطس 2016 ، تكلف أونصة ترويدي من الروديوم (31.1034768 جم) حوالي 700 دولار ، ولكن في السنوات اللاحقة ارتفع السعر بشكل حاد. في بداية عام 2020 ، كانت تكلفة شريط الروديوم الواحد أونصة 9000 دولار. ترجع التكلفة المرتفعة إلى حقيقة أن المعدن لا يحتوي على معادن خاصة به ، وهو موجود في خام البلاتين والنيكل وخام النحاس ، وكذلك في الرمال الذهبية كمرافق.

الروديوم معدن فضي نبيل صلب يتفوق على البلاتين "السلف" في المقاومة الكيميائية في العديد من البيئات المسببة للتآكل. الصيغة الإلكترونية لذرة هي كما يلي: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. يذوب المعدن جيدًا أثناء الغلي في الماء المائي (خليط من حمض الهيدروكلوريك و HNO3) ، في تركيز H2SO4 (عند تسخينه) وفي بيروكسيد الهيدروجين. نقطة الانصهار هي 1964 درجة مئوية ، ونقطة الغليان 3697 درجة مئوية ، وكثافة المعدن عند 20 درجة مئوية هي 12.41 جم / سم 3. ينتمي الروديوم إلى مجموعة المعادن الأرضية النادرة ، وفي الحالة الصلبة يكون لونه فضيًا مع لون بارد.

الروديوم مستقر كيميائياً ، ونتيجة لذلك يتفاعل بشكل سيئ للغاية مع غير المعادن - حصريا عند الوصول إلى درجة حرارة الحرارة الحمراء. الأكسدة البطيئة للمعدن ممكنة فقط في حالة الأرض وفقط عند 1000 درجة مئوية.

من أهم خصائص المعدن قدرته على تغيير ظله ، وهو ذو قيمة خاصة في المجوهرات. لذلك ، عند التكلس عند درجة حرارة 800 درجة مئوية ، يتم تغليف الروديوم بغشاء أكسيد ، والذي يختفي مع زيادة درجة الحرارة إلى 1000 درجة مئوية. يحظى الروديوم الأسود بتقدير خاص ، وهو أمر لا غنى عنه في تصنيع المجوهرات من أفضل التكوينات. خاصية أخرى للمعدن هي قدرته على العمل كمحفز لمعظم التفاعلات الكيميائية. لذلك ، بمساعدة مسحوق الروديوم المسحوق ، يمكن تحويل كحول النبيذ العادي إلى حمض الأسيتيك.

يبلغ الإنتاج العالمي السنوي للروديوم 30 طنًا ، وهذه الأحجام الصغيرة من الإنتاج ترجع إلى المحتوى المنخفض للعنصر في باطن الأرض وغياب معادنها. تقع الرواسب المعدنية الرئيسية في جمهورية جنوب إفريقيا ، التي توفر 75-80٪ من الروديوم للسوق العام. توجد الودائع الأقل ثراء في كندا وكولومبيا وروسيا - في البلدان ذات متوسط ​​تركيز البلاتين الأصلي في باطن الأرض.

بالإضافة إلى التكرير ، يعتبر استخراج نظيره المستقر من البلوتونيوم واليورانيوم والثوريوم ، المستخدم على نطاق واسع في الطاقة النووية ، طريقة واعدة لتعدين المعادن.إن الحصول على الروديوم بهذه الطريقة يمكن أن يحل مشكلة ارتفاع الطلب وكميات غير كافية من المعادن الملغومة في الحقول. مع الأخذ في الاعتبار الصناعة النووية المتطورة والمحتوى العالي من الروديوم في الوقود النووي (حتى 400 جم / طن) ، يمكن حل مشكلة نقص الروديوم ، وستصبح الطاقة النووية المورد الرئيسي لهذا المعدن للأسواق العالمية.

نطاق الروديوم واسع جدًا. المعادن مطلوبة في العديد من مجالات الصناعة الكيميائية ومعالجتها ، حيث يتم استخدامه كعامل محفز ، والمواد الخام الهيكلية ومواد المجوهرات.

بهذه الصفة ، يستخدم المعدن في التفاعلات الكيميائية ، وأكثرها شيوعًا هو إنتاج حمض الأسيتيك من كحول الميثيل. كما أنها تستخدم لإنشاء معادلات التصفية المصممة للعمل مع غازات عوادم السيارات. وتعتبر سبائك الروديوم والبلاتين أكثر المحفزات فعالية في إنتاج HNO3 بواسطة أكسدة الأمونيا عن طريق الهواء ولم يتم العثور على بديل للروديوم في هذا الإنتاج.

الروديوم لا غنى عنه في تصنيع الأجهزة البلورية السائلة الزجاجية ، والتي يتم إنتاج سبائكها من البلاتين لإنتاجها. في هذا الصدد ، ينمو استهلاك المعادن بشكل مطرد بما يتناسب مع النمو في إنتاج الأدوات الحديثة. يستخدم الروديوم بنشاط في تصنيع المرايا التقنية ، الكشافات والأسطح العاكسة الأخرى التي سيتم استخدامها في الظروف القاسية وتركيبات الليزر.

من المستحيل عدم ذكر البوتقات البلاتينية-الروديوم المستخدمة لزراعة الأحجار الكريمة والبلورات ذات الخصائص الكهربائية الضوئية في الظروف المعملية. بالاشتراك مع الإيريديوم أو البلاتين ، غالبًا ما يستخدم المعدن لتصنيع المزدوجات الحرارية اللازمة لقياس درجات الحرارة القصوى (فوق 2200 درجة مئوية). من المستحيل عدم ملاحظة دور المعدن في عملية تصنيع أنابيب الاختبار والقوارير المستخدمة في التجارب الكيميائية. نظرًا لحقيقة أن الروديوم لا يتفاعل مع أي مواد تقريبًا ، يمكن صب أي تركيبات في مثل هذه الأطباق.

يستخدم الروديوم على نطاق واسع في صناعة المجوهرات ، حيث يؤدي وظيفتين في آن واحد - الحماية والزخرفية. على سبيل المثال الفضة المطلية بطبقة رقيقة من الروديوم تكتسب لمعانًا عميقًا ، ولا تغمق ولا تتأكسد في الهواء ، والذهب المشغول بسبب الصلابة العالية للمعدن (6 وحدات لكل مدرسة. موس) يصبح أكثر متانة ومقاومة للتآكل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى المعدن لإنتاج الذهب الأبيض ، الذي يحظى بشعبية كبيرة بين محبي المجوهرات ، وتشارك أكاسيده في إنشاء الذهب الأسود - وهو اتجاه رائد في مجال المعادن الثمينة.

بارد ، ولكن في نفس الوقت يتألق بريق الروديوم العميق والرائع بشكل مثالي مع الزركونيا المكعبة والزركونيوم والماس وإدراج المعادن الثمينة. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يستخدم المعدن كرباط في تصنيع مجوهرات البلاتين والبلاديوم. لا تتطلب المنتجات المطلية بالروديوم التنظيف المنتظم وتحتفظ بريقها الأصلي لفترة طويلة.

بالإضافة إلى الوظيفة الزخرفية ، يقلل الروديوم بشكل كبير من حساسية الذهب الأبيض ، مما يسبب الاحمرار والحكة مع الاتصال المستمر بالجلد. طبقة من هذا المعدن تمنع العواقب غير السارة لارتداء المجوهرات ، وهي ذات قيمة خاصة للأشخاص الذين يعانون من أمراض الجلد. ومع ذلك ، إلى جانب عدد كبير من المزايا ، لا تزال هناك عيوب في الروديوم: يتطلب ترسيب الروديوم تحديثًا دوريًا ، ويزيد وجوده بشكل كبير من سعر المجوهرات.

بالإضافة إلى التطبيقات المدروسة ، يستخدم الروديوم في صناعة العملات المعدنية. لذلك ، في عام 2009 ، تم إصدار أول عملات معدنية من الروديوم النقي في منت الولايات المتحدة ، والتي لم يتم استخدامها كوسيلة للدفع ، ولكنها كانت بمثابة كائن للاستثمار. ومع ذلك ، بعد ذلك بقليل (في عام 2014) ، أصدر البنك الوطني لرواندا أول عملة روديوم بقيمة 10 فرنكات رواندية ، والتي بدأ استخدامها كوسيلة للدفع.

في العصر السوفييتي ، كان يعتقد أن العديد من المكونات الراديوية كانت مصنوعة من الروديوم النقي. ومع ذلك ، كان هذا بعيدًا عن الحالة ، وتم استخدام المعدن فقط لتغطية جهات الاتصال للموصلات. كان غير مناسب لتصنيع الأجزاء نفسها ، لأنها كانت هشة وهشة بشكل مفرط. ولكن كطلاء ، كان لا غنى عنه ، بسبب مقاومته الجيدة للتآكل ومعامل الانعكاس العالي للأشعة الكهرومغناطيسية. مطلي بالروديوم له اتصالات (مفاتيح القصب) من نوع RES-55 (A) في السلسلة RS 4569601 و RS 4569602 و RS 4569603 و RS 4569604 و RS 4569605.

الفيديو التالي سيخبرنا عن الذهب الروديوم.