Hvad er rhodium, og hvor bruges det?

Rhodium er et sjældent ædle metaller og er velkendt for smykkerelskere. Rhodiumbelagt sprøjtning forhindrer udseendet af ridser og skrubber på dyrebare produkter, hvilket hjælper med at bevare det originale udseende i lang tid.

Rhodium er et kemisk element N45 fra den periodiske tabel, der tilhører platinegruppens ædelmetaller. Elementet blev opdaget af engelskmanden William Hyde Wollaston i 1803, da han arbejdede med en platinopløsning. I den opdagede en kemiker et lyserødt pulverformigt stof, kaldet rodium, hvilket betyder ”rose” på græsk.

Rhodium er et af de sjældneste og dyreste metaller, på grund af kompleksiteten i dets adskillelse fra platin i industriel skala. I naturen er det til stede i mineraler, der inkluderer flere platinoider i deres sammensætning. Eksperter bemærker, at der kræves flere tons nativt platin for at få 1 kg af dette metal. Wollaston isolerede rhodium som følger: efter syntese af natriumhydrogen-rhodiumsaltet kalcinerede det et lyserød-rødt pulver over en brintflamme i lang tid, hvilket resulterede i kun et par dråber rent metal.

Senere, gennem indsatsen fra professor Lebedinsky, blev en ny metode til isolering af rodium opdaget. - eksponering for en opløsning af salte af platinoider i kulde. Som et resultat af afkøling blev der dannet et bundfald i opløsning, der blev repræsenteret af rhodium og iridiumforbindelser. Denne metode er vidt brugt i den kemiske industri og bruges stadig. I dag frigøres der ved hjælp af Lebedinsky-teknikken årligt ca. 30 tons rent metal.

Hvad angår udseendet af rhodium, er de rødrosa nuancer kun karakteristiske for dets forbindelser, mens metallet i sig selv ligner sølv, skønt det er underordnet i lysstyrken. For eksempel mængden af ​​lys, der reflekteres af dette metal, er 80%, mens for sølv er denne indikator 95%. På trods af dette bruges ofte rod til fremstilling af tekniske spejle i stedet for sølv. Dette skyldes platinoids refraktoritet og dets evne til at arbejde med øget tæthed af elektromagnetisk stråling, inklusive infrarød. Med andre ord kan en rhodiumbelægning vare i mange år, mens sølvsprøjtning under lignende forhold ikke vil vare en dag.

Karakteriseringen af ​​metallet ville være ufuldstændig uden at nævne dets værdi. Prisen på rent rhodium ændrer sig konstant og afhænger af den årlige produktion. Så i august 2016 kostede en troy ounce rhodium (31.1034768 g) omkring $ 700, men i de efterfølgende år steg prisen kraftigt. I begyndelsen af ​​2020 var omkostningerne til en ounce rodiumstang $ 9.000. De høje omkostninger skyldes det faktum, at metallet ikke har sit eget mineral og er indeholdt i naturligt platin, nikkel og kobbermalm såvel som i guldstrand som ledsager.

Rhodium er et solidt ædle sølvmetal, der overgår dets "stamfader" -platina i kemisk resistens i mange ætsende miljøer. Den elektroniske formel for dets atom er som følger: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metallet opløses godt under kogning i aqua regia (en blanding af HCI og HNO3), i H2SO4 koncentrat (når det opvarmes) og i hydrogenperoxid. Smeltepunktet er 1964 ° C, kogepunktet er 3697 ° C, metalets densitet ved 20 ° C er 12,41 g / cm3. Rhodium hører til gruppen af ​​sjældne jordartsmetaller, i fast tilstand har det en sølvfarve med en kold farvetone.

Rhodium er kemisk stabilt, hvilket resulterer i, at det reagerer meget dårligt med ikke-metaller - udelukkende når temperaturen på rød varme er nået. Langsom oxidation af metallet er kun muligt i jordtilstand og kun ved 1000 ° C.

En vigtig kvalitet af metal er dens evne til at ændre dets skygge, hvilket er især værdifuldt i smykker. Så når kalcineret ved en temperatur på 800 ° C overtrækkes rhodium med en oxidfilm, der forsvinder med en stigning i temperaturen til 1000 ° C. Sort rhodium er især værdsat, hvilket er uundværligt i fremstillingen af ​​smykker i de mest udsøgte konfigurationer. En anden egenskab ved metallet er dets evne til at fungere som en katalysator for de fleste kemiske reaktioner. Så ved hjælp af knust rhodiumpulver kan almindelig vinalkohol omdannes til eddikesyre.

Den årlige globale produktion af rodium er 30 ton. Sådanne små produktionsmængder skyldes det lave indhold af elementet i jordens indre og fraværet af dets egne mineraler. De vigtigste metalforekomster er placeret i Sydafrika, der leverer 75-80% rhodium til det generelle marked. Mindre rige forekomster findes i Canada, Colombia og Rusland - i lande med en gennemsnitlig koncentration af indfødt platin i jordens indre.

Ud over raffinering betragtes ekstraktionen af ​​dens stabile isotop fra plutonium, uran og thorium, som er vidt brugt i kernenergi, som en lovende metode til metaludvinding.Opnåelse af rodium på denne måde kan løse problemet med stor efterspørgsel og utilstrækkelige mængder metal, der udvindes i markerne. Under hensyntagen til den udviklede nukleare industri og det høje indhold af rhodium i nukleart brændstof (op til 400 g / t) kan problemet med rhodiummangel løses, og kernenergi bliver den største leverandør af dette metal til verdensmarkederne.

Omfanget af rhodium er ret bredt. Metal er efterspurgt i mange områder af den kemiske industri og forarbejdning, hvor det bruges som katalysator, strukturelt råmateriale og smykkemateriale.

I denne egenskab bruges metal i kemiske reaktioner, hvoraf den mest almindelige er produktion af eddikesyre fra methylalkohol. Det bruges også til at skabe filterneutralisatorer designet til at arbejde med udstødningsbiler. Og rhodium-platinlegeringer betragtes som de mest effektive katalysatorer i produktionen af ​​HNO3 ved oxidation af ammoniak med luft, og der er endnu ikke fundet noget alternativ til rhodium i denne produktion.

Rhodium er uundværlig ved fremstilling af glasflydende krystalanordninger, til hvilke de producerer de legerer med platin. I denne henseende vokser metalforbruget støt i forhold til væksten i produktionen af ​​moderne gadgets. Rhodium bruges aktivt til fremstilling af tekniske spejle, lygter og andre reflekterende overflader, der vil blive brugt under ekstreme forhold og laserinstallationer.

Det er umuligt ikke at nævne de platin-rhodium-digler, der bruges til dyrkning af ædelsten og krystaller med elektro-optiske egenskaber under laboratoriebetingelser. I kombination med iridium eller platin bruges metallet ofte til fremstilling af termoelementer, der er nødvendige til måling af ekstreme temperaturer (over 2200 ° C). Det er umuligt ikke at bemærke metalens rolle i fremstillingsprocessen af ​​laboratorieprøver og kolber, der bruges til kemiske eksperimenter. På grund af det faktum, at rodium ikke interagerer med næsten nogen stoffer, kan eventuelle sammensætninger hældes i sådanne skåle.

Rhodium bruges i vid udstrækning til fremstilling af smykker og udfører to funktioner på én gang - beskyttende og dekorative. For eksempel sølv belagt med et tyndt rhodiumlag får en dyb glans, mørkner ikke og oxiderer ikke i luft, og smedguld på grund af metalets høje hårdhed (6 enheder pr. skole. Mohs) bliver mere holdbart og slidstærkt. Derudover er metal nødvendigt for at producere hvidt guld, som er meget populært blandt smykkerelskere, og dets oxider er involveret i oprettelsen af ​​sort guld - en avantgarde-trend inden for ædelmetals mode.

Kold, men på samme tid, dyb og fortryllende rhodiumglans kombineres perfekt med cubic zirconia, zirconium, diamanter og ædelmetalindsatser. Derudover bruges metal ofte som en ligatur til fremstilling af platin- og palladiumsmykker. Rhodiumbelagte produkter kræver ikke regelmæssig rengøring og bevarer deres originale glans i lang tid.

Ud over den dekorative funktion reducerer rodium betydeligt allergifremkaldelsen af ​​hvidt guld, som med konstant kontakt med huden forårsager rødme og kløe. Et lag af dette metal forhindrer de ubehagelige konsekvenser af at bære smykker, hvilket er især værdifuldt for mennesker, der lider af hudsygdomme. Sammen med et stort antal fordele er der dog stadig ulemper ved rodium: rhodiumaflejring kræver periodisk opdatering, og dens tilstedeværelse øger prisen på smykker markant.

Ud over de betragtede anvendelser bruges rhodium til fremstilling af mønter. Så i 2009 blev de første rene rhodiummønter udstedt på US Mint, som ikke blev brugt som betalingsmiddel, men tjente som et objekt for investering. Lidt senere (i 2014) udstedte National Bank of Rwanda imidlertid den første rhodiummønt på 10 rwandiske franc, som begyndte at blive brugt som betalingsmiddel.

I sovjetiden var det antaget, at mange radiokomponenter var lavet af rent rhodium. Dette var imidlertid langt fra tilfældet, og metal blev kun brugt til at dække kontakterne på konnektorerne. Det var uegnet til fremstilling af selve delene, da de var skrøbelige og overdrevent sprøde. Men som belægning var det uundværligt på grund af dets gode modstand mod korrosion og en høj reflektionskoefficient for elektromagnetiske stråler. Rhodiumbelagt havde kontakter (reedafbrydere) af typen RES-55 (A) i serien RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 og RS 4569605.

Den følgende video fortæller om, hvad rhodiumguld er.