Was ist Rhodium und wo wird es verwendet?

Rhodium ist ein seltenes Edelmetall und Schmuckliebhabern bekannt. Rhodiniertes Sprühen verhindert das Auftreten von Kratzern und Kratzern auf wertvollen Produkten und trägt dazu bei, das ursprüngliche Erscheinungsbild für lange Zeit zu erhalten.

Rhodium ist ein chemisches Element N45 aus dem Periodensystem, das zu den Edelmetallen der Platingruppe gehört. Das Element wurde 1803 vom Engländer William Hyde Wollaston bei der Arbeit mit einer Platinlösung entdeckt. Darin entdeckte ein Chemiker eine hellrosa pulverförmige Substanz namens Rhodium, was auf Griechisch „Rose“ bedeutet.

Rhodium ist eines der seltensten und teuersten Metalle. aufgrund der Komplexität seiner Trennung von Platin im industriellen Maßstab. In der Natur ist es in Mineralien enthalten, deren Zusammensetzung mehrere Platinoide enthält. Experten stellen fest, dass zur Gewinnung von 1 kg dieses Metalls mehrere Tonnen natives Platin erforderlich sind. Wollaston isolierte Rhodium wie folgt: Nach der Synthese des Natriumwasserstoff-Rhodiumsalzes kalzinierte es lange Zeit ein rosarotes Pulver über einer Wasserstoffflamme, was zu nur wenigen Tropfen reinem Metall führte.

Später wurde durch die Bemühungen von Professor Lebedinsky eine neue Methode zur Isolierung von Rhodium entdeckt. - Exposition gegenüber einer Lösung von Platinoidsalzen bei Kälte. Infolge des Abkühlens bildete sich in Lösung ein Niederschlag, der durch Rhodium- und Iridiumverbindungen dargestellt wurde. Diese Methode ist in der chemischen Industrie weit verbreitet und wird immer noch verwendet. Heute werden mit der Lebedinsky-Technik jährlich etwa 30 Tonnen reines Metall freigesetzt.

Was das Aussehen von Rhodium betrifft, so sind die rot-rosa Farbtöne nur für seine Verbindungen charakteristisch, während das Metall selbst wie Silber aussieht, obwohl es in seiner Helligkeit schlechter ist. Also Die von diesem Metall reflektierte Lichtmenge beträgt 80%, während dieser Indikator für Silber 95% beträgt. Trotzdem wird bei der Herstellung technischer Spiegel häufig Rhodium anstelle von Silber verwendet. Dies ist auf die Feuerfestigkeit des Platinoids und seine Fähigkeit zurückzuführen, mit einer erhöhten Dichte elektromagnetischer Strahlung, einschließlich Infrarot, zu arbeiten. Mit anderen Worten, eine Rhodiumbeschichtung kann viele Jahre halten, während das Sprühen von Silber unter ähnlichen Bedingungen keinen Tag dauert.

Die Charakterisierung des Metalls wäre unvollständig, ohne seinen Wert zu erwähnen. Der Preis für reines Rhodium ändert sich ständig und hängt vom jährlichen Produktionsvolumen ab. Im August 2016 kostete eine Feinunze Rhodium (31.1034768 g) etwa 700 USD, aber in den folgenden Jahren stieg der Preis stark an. Zu Beginn des Jahres 2020 beliefen sich die Kosten für einen 1-Unzen-Rhodiumriegel auf 9.000 USD. Die hohen Kosten sind darauf zurückzuführen, dass das Metall kein eigenes Mineral besitzt und in nativem Platin, Nickel und Kupfererz sowie in Goldsanden als Begleiter enthalten ist.

Rhodium ist ein festes edles Silbermetall, das in vielen korrosiven Umgebungen hinsichtlich seiner chemischen Beständigkeit seinen „Vorläufer“ Platin übertrifft. Die elektronische Formel seines Atoms lautet wie folgt: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Das Metall löst sich beim Kochen in Königswasser (einer Mischung aus HCl und HNO3), in H2SO4-Konzentrat (beim Erhitzen) und in Wasserstoffperoxid gut auf. Der Schmelzpunkt beträgt 1964 ° C, der Siedepunkt beträgt 3697 ° C, die Dichte des Metalls bei 20 ° C beträgt 12,41 g / cm3. Rhodium gehört zur Gruppe der Seltenerdmetalle, im festen Zustand hat es eine silberne Farbe mit einem kalten Farbton.

Rhodium ist chemisch stabil und reagiert daher sehr schlecht mit Nichtmetallen - ausschließlich bei Erreichen der Temperatur der roten Hitze. Eine langsame Oxidation des Metalls ist nur im Grundzustand und nur bei 1000 ° C möglich.

Eine wichtige Eigenschaft von Metall ist seine Fähigkeit, seinen Farbton zu ändern, was besonders bei Schmuck wertvoll ist. Wenn Rhodium bei einer Temperatur von 800 ° C kalziniert wird, wird es mit einem Oxidfilm beschichtet, der mit einem Temperaturanstieg auf 1000 ° C verschwindet. Besonders geschätzt wird schwarzes Rhodium, das für die Herstellung von Schmuck mit den exquisitesten Konfigurationen unverzichtbar ist. Eine weitere Eigenschaft des Metalls ist seine Fähigkeit, als Katalysator für die meisten chemischen Reaktionen zu wirken. So kann mit Hilfe von zerkleinertem Rhodiumpulver gewöhnlicher Weinalkohol in Essigsäure umgewandelt werden.

Die jährliche weltweite Rhodiumproduktion beträgt 30 Tonnen. Solche geringen Produktionsmengen sind auf den geringen Gehalt des Elements im Erdinneren und das Fehlen eigener Mineralien zurückzuführen. Die Hauptmetallvorkommen befinden sich in der Republik Südafrika, die 75-80% des Rhodiums für den allgemeinen Markt liefert. Weniger reiche Lagerstätten befinden sich in Kanada, Kolumbien und Russland - in Ländern mit einer durchschnittlichen Konzentration an einheimischem Platin im Erdinneren.

Neben der Raffination gilt die Gewinnung seines stabilen Isotops aus Plutonium, Uran und Thorium, die in der Kernenergie weit verbreitet sind, als vielversprechende Methode des Metallabbaus.Die Gewinnung von Rhodium auf diese Weise kann das Problem der hohen Nachfrage und der unzureichenden Metallmenge lösen, die auf den Feldern abgebaut wird. Unter Berücksichtigung der entwickelten Nuklearindustrie und des hohen Rhodiumgehalts im Kernbrennstoff (bis zu 400 g / t) kann das Problem des Rhodiummangels gelöst werden, und die Kernenergie wird der Hauptlieferant dieses Metalls für die Weltmärkte.

Der Anwendungsbereich von Rhodium ist ziemlich breit. Metall ist in vielen Bereichen der chemischen Industrie und Verarbeitung gefragt, wo es als Katalysator, Strukturrohstoff und Schmuckmaterial verwendet wird.

In dieser Eigenschaft wird Metall in chemischen Reaktionen verwendet, von denen die häufigste die Herstellung von Essigsäure aus Methylalkohol ist. Es wird auch verwendet, um Filterneutralisatoren zu erzeugen, die für die Arbeit mit Abgasen von Kraftfahrzeugen ausgelegt sind. Rhodium-Platin-Legierungen gelten als die wirksamsten Katalysatoren bei der Herstellung von HNO3 durch Oxidation von Ammoniak durch Luft, und bei dieser Herstellung wurde noch keine Alternative zu Rhodium gefunden.

Rhodium ist bei der Herstellung von Glasflüssigkristallvorrichtungen unverzichtbar, für deren Herstellung sie ihre Legierung mit Platin verwenden. In dieser Hinsicht wächst der Metallverbrauch im Verhältnis zum Wachstum der Produktion moderner Geräte stetig. Rhodium wird aktiv bei der Herstellung von technischen Spiegeln, Suchscheinwerfern und anderen reflektierenden Oberflächen verwendet, die unter extremen Bedingungen und bei Laserinstallationen eingesetzt werden.

Es ist unmöglich, die Platin-Rhodium-Tiegel nicht zu erwähnen, die zum Züchten von Edelsteinen und Kristallen mit elektrooptischen Eigenschaften unter Laborbedingungen verwendet werden. In Kombination mit Iridium oder Platin wird das Metall häufig zur Herstellung von Thermoelementen verwendet, die zur Messung extremer Temperaturen (über 2200 ° C) erforderlich sind. Es ist unmöglich, die Rolle von Metall bei der Herstellung von Reagenzgläsern und Kolben für chemische Experimente nicht zu beachten. Aufgrund der Tatsache, dass Rhodium mit fast keinen Substanzen in Wechselwirkung tritt, können beliebige Zusammensetzungen in solche Schalen gegossen werden.

Rhodium wird häufig bei der Herstellung von Schmuck verwendet und erfüllt zwei Funktionen gleichzeitig - schützend und dekorativ. Zum Beispiel Silber, das mit einer dünnen Rhodiumschicht beschichtet ist, erhält einen tiefen Glanz, verdunkelt sich nicht und oxidiert nicht an der Luft. und Schmiedegold aufgrund der hohen Härte des Metalls (6 Einheiten pro Schule. Mohs) wird haltbarer und verschleißfester. Darüber hinaus wird Metall benötigt, um Weißgold herzustellen, das bei Schmuckliebhabern sehr beliebt ist, und seine Oxide sind an der Herstellung von Schwarzgold beteiligt - ein avantgardistischer Trend in der Mode von Edelmetallen.

Kalter, aber gleichzeitig tiefer und faszinierender Rhodiumglanz lässt sich perfekt mit Zirkonia, Zirkonium, Diamanten und Edelmetalleinsätzen kombinieren. Darüber hinaus wird Metall häufig als Ligatur bei der Herstellung von Platin- und Palladiumschmuck verwendet. Rhodiumbeschichtete Produkte müssen nicht regelmäßig gereinigt werden und behalten lange Zeit ihren ursprünglichen Glanz.

Neben der dekorativen Funktion reduziert Rhodium die Allergenität von Weißgold erheblich, was bei ständigem Hautkontakt zu Rötungen und Juckreiz führt. Eine Schicht aus diesem Metall verhindert die unangenehmen Folgen des Tragens von Schmuck, der besonders für Menschen mit Hautkrankheiten wertvoll ist. Neben einer Vielzahl von Vorteilen weist Rhodium jedoch immer noch Nachteile auf: Die Rhodiumabscheidung erfordert eine regelmäßige Aktualisierung, und ihre Anwesenheit erhöht den Preis für Schmuck erheblich.

Zusätzlich zu den betrachteten Anwendungen wird Rhodium bei der Herstellung von Münzen verwendet. So wurden 2009 bei der US Mint die ersten reinen Rhodiummünzen ausgegeben, die nicht als Zahlungsmittel verwendet wurden, sondern als Investitionsgegenstand dienten. Wenig später (2014) gab die Nationalbank von Ruanda jedoch die erste Rhodiummünze von 10 ruandischen Franken heraus, die als Zahlungsmittel verwendet wurde.

In der Sowjetzeit glaubte man, dass viele Funkkomponenten aus reinem Rhodium hergestellt wurden. Dies war jedoch weit davon entfernt, und Metall wurde nur verwendet, um die Kontakte der Steckverbinder abzudecken. Es war für die Herstellung der Teile selbst ungeeignet, da sie zerbrechlich und übermäßig spröde genug waren. Als Beschichtung war es jedoch aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit und eines hohen Reflexionskoeffizienten elektromagnetischer Strahlen unverzichtbar. Rhodiniert hatte Kontakte (Reedschalter) vom Typ RES-55 (A) in den Serien RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 und RS 4569605.

Das folgende Video zeigt, was Rhodiumgold ist.