Τι είναι το ρόδιο και πού χρησιμοποιείται;

Το ρόδιο είναι ένα σπάνιο πολύτιμο μέταλλο και είναι γνωστό στους λάτρεις του κοσμήματος. Ο ψεκασμός με ρόδιο εμποδίζει την εμφάνιση γρατζουνιών και αποχρωματισμών σε πολύτιμα προϊόντα, συμβάλλοντας στη διατήρηση της αρχικής εμφάνισης για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Το ρόδιο είναι ένα χημικό στοιχείο Ν45 από τον περιοδικό πίνακα που ανήκει στα ευγενή μέταλλα της ομάδας λευκοχρύσου. Το στοιχείο ανακαλύφθηκε από τον Άγγλο William Hyde Wollaston το 1803 όταν εργαζόταν με ένα διάλυμα πλατίνας. Σε αυτό, ένας χημικός ανακάλυψε μια λαμπερή ροζ σκόνη ουσία, που ονομάζεται ρόδιο, που σημαίνει "αυξήθηκε" στα ελληνικά.

Το ρόδιο είναι ένα από τα σπανιότερα και πιο ακριβά μέταλλα, λόγω της πολυπλοκότητας του διαχωρισμού του από την πλατίνα σε βιομηχανική κλίμακα. Στη φύση, είναι παρούσα σε ορυκτά που περιλαμβάνουν διάφορα πλατινοειδή στη σύνθεσή τους. Οι ειδικοί σημειώνουν ότι για να λάβετε 1 κιλό αυτού του μετάλλου, απαιτούνται αρκετοί τόνοι φυσικής πλατίνας. Το απομονωμένο ρόδιο του Wollaston έχει ως εξής: μετά τη σύνθεση του άλατος υδρογόνου-ροδίου του νατρίου, φρύζει μια ροζ-κόκκινη σκόνη πάνω από μια φλόγα υδρογόνου για μεγάλο χρονικό διάστημα, με αποτέλεσμα μόνο λίγες σταγόνες καθαρού μετάλλου.

Αργότερα, μέσα από τις προσπάθειες του καθηγητή Lebedinsky, ανακαλύφθηκε μια νέα μέθοδος απομόνωσης ροδίου. - έκθεση σε διάλυμα αλάτων πλατινοειδών σε κρύο. Ως αποτέλεσμα της ψύξης, σχηματίστηκε ένα ίζημα σε διάλυμα, το οποίο αντιπροσωπεύεται από ενώσεις ρόδιο και ιριδίου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως στη χημική βιομηχανία και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται. Σήμερα, χρησιμοποιώντας τη τεχνική Lebedinsky, απελευθερώνονται περίπου 30 τόνοι καθαρού μετάλλου ετησίως.

Όσο για την εμφάνιση του ροδίου, οι κόκκινες-ροζ αποχρώσεις είναι χαρακτηριστικές μόνο των ενώσεών του, ενώ το ίδιο το μέταλλο μοιάζει με ασήμι, αν και είναι κατώτερο σε αυτό σε φωτεινότητα. Έτσι η ποσότητα του φωτός που ανακλάται από αυτό το μέταλλο είναι 80%, ενώ για τον άργυρο ο δείκτης αυτός είναι 95%. Παρ 'όλα αυτά, στην κατασκευή τεχνικών καθρεφτών, το ρόδιο χρησιμοποιείται συχνά αντί του αργύρου. Αυτό οφείλεται στην ανθεκτικότητα του πλατινοειδούς και στην ικανότητά του να λειτουργεί με αυξημένη πυκνότητα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένης της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Με άλλα λόγια, μια επίστρωση ροδίου μπορεί να διαρκέσει για πολλά χρόνια, ενώ ο ψεκασμός αργύρου υπό παρόμοιες συνθήκες δεν θα διαρκέσει μια μέρα.

Ο χαρακτηρισμός του μετάλλου θα ήταν ατελής χωρίς να αναφέρεται η αξία του. Η τιμή του καθαρού ρόδιου αλλάζει συνεχώς και εξαρτάται από τον ετήσιο όγκο παραγωγής. Έτσι, τον Αύγουστο του 2016, μια ουγγιά τριαίας ροδίου (31.1034768 g) κοστίζει περίπου $ 700, αλλά τα επόμενα χρόνια η τιμή αυξήθηκε απότομα. Στις αρχές του 2020, το κόστος ενός μπαρ ορίου ροδίου ήταν 9.000 δολάρια. Το υψηλό κόστος οφείλεται στο γεγονός ότι το μέταλλο δεν έχει το δικό του ορυκτό και ότι περιέχεται σε φυσικό λευκόχρυσο, νικέλιο και χαλκό, καθώς και σε χρυσές άμμους ως σύντροφος.

Το ρόδιο είναι ένα στερεό ευγενές ασημένιο μέταλλο που ξεπερνά τον «προγονικό» πλατίνα του σε χημική αντοχή σε πολλά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Ο ηλεκτρονικός τύπος του ατόμου έχει ως εξής: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Το μέταλλο διαλύεται καλά κατά τη διάρκεια του βρασμού σε aqua regia (ένα μείγμα από HCl και HNO3), σε συμπύκνωμα H2SO4 (όταν θερμαίνεται) και σε υπεροξείδιο του υδρογόνου. Το σημείο τήξης είναι 1964 ° C, το σημείο βρασμού είναι 3697 ° C, η πυκνότητα του μετάλλου στους 20 ° C είναι 12,41 g / cm3. Το ρόδιο ανήκει στην ομάδα των μέταλλα σπάνιων γαιών, στη στερεά κατάσταση έχει ένα ασημί χρώμα με κρύο χρώμα.

Το ρόδιο είναι χημικώς σταθερό, με αποτέλεσμα να αντιδρά πολύ άσχημα με μη μέταλλα - αποκλειστικά μετά την επίτευξη της θερμοκρασίας της κόκκινης θερμότητας. Η αργή οξείδωση του μετάλλου είναι δυνατή μόνο στην αρχική κατάσταση και μόνο στους 1000 ° C.

Μια σημαντική ποιότητα του μετάλλου είναι η ικανότητά του να αλλάζει τη σκιά του, η οποία είναι ιδιαίτερα πολύτιμη για κοσμήματα. Έτσι, όταν φρυγανισθεί σε θερμοκρασία 800 ° C, το ρόδιο επικαλύπτεται με ένα φιλμ οξειδίου, το οποίο εξαφανίζεται με αύξηση της θερμοκρασίας στους 1000 ° C. Το μαύρο ρόδιο εκτιμάται ιδιαιτέρως, το οποίο είναι απαραίτητο για την κατασκευή κοσμημάτων από τις πιο εκλεκτές συνθέσεις. Μια άλλη ιδιότητα του μετάλλου είναι η ικανότητά του να δρα ως καταλύτης για τις περισσότερες χημικές αντιδράσεις. Έτσι, με τη βοήθεια θρυμματισμένης σκόνης ροδίου, η συνηθισμένη οινοπνευματική αλκοόλη μπορεί να μετατραπεί σε οξικό οξύ.

Η ετήσια παγκόσμια παραγωγή ρόδιου είναι 30 τόνοι. Οι μικρές αυτές ποσότητες παραγωγής οφείλονται στη χαμηλή περιεκτικότητα του στοιχείου στο εσωτερικό της γης και στην απουσία δικών του μεταλλικών στοιχείων. Οι κύριες μεταλλικές αποθέσεις βρίσκονται στη Δημοκρατία της Νότιας Αφρικής, η οποία προμηθεύει 75-80% ροδίου στη γενική αγορά. Λιγότερο πλούσιες καταθέσεις βρίσκονται στον Καναδά, την Κολομβία και τη Ρωσία - σε χώρες με μέση συγκέντρωση φυσικής πλατίνας στο εσωτερικό της γης.

Εκτός από το ραφινάρισμα, η εξαγωγή του σταθερού ισότοπου από πλουτώνιο, ουράνιο και θόριο, που χρησιμοποιούνται ευρέως στην πυρηνική ενέργεια, θεωρείται ως μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος εξόρυξης μετάλλων.Η απόκτηση ροδίου κατ 'αυτόν τον τρόπο μπορεί να λύσει το πρόβλημα της υψηλής ζήτησης και των ανεπαρκών όγκων μεταλλευμάτων στα πεδία. Λαμβάνοντας υπόψη την αναπτυγμένη πυρηνική βιομηχανία και την υψηλή περιεκτικότητα ροδίου στα πυρηνικά καύσιμα (μέχρι 400 g / t), το πρόβλημα της ανεπάρκειας ροδίου μπορεί να λυθεί και η πυρηνική ενέργεια θα καταστεί ο κύριος προμηθευτής αυτού του μετάλλου στις παγκόσμιες αγορές.

Το εύρος του ροδίου είναι αρκετά ευρύ. Το μέταλλο είναι σε ζήτηση σε πολλούς τομείς της χημικής βιομηχανίας και της επεξεργασίας, όπου χρησιμοποιείται ως καταλύτης, δομική πρώτη ύλη και κόσμημα.

Με αυτή την ιδιότητα, το μέταλλο χρησιμοποιείται σε χημικές αντιδράσεις, το πιο συνηθισμένο από τα οποία είναι η παραγωγή οξικού οξέος από μεθυλική αλκοόλη. Χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία φίλτρων εξουδετέρωσης που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με αέρια αυτοκινήτων εξάτμισης. Και τα κράματα ρόδιο-πλατίνα θεωρούνται οι πιο αποτελεσματικοί καταλύτες στην παραγωγή HNO3 με την οξείδωση της αμμωνίας με αέρα και δεν έχει βρεθεί ακόμη εναλλακτική λύση στο ρόδιο σε αυτή την παραγωγή.

Το ρόδιο είναι απαραίτητο για την κατασκευή γυάλινων συσκευών υγρών κρυστάλλων, για την παραγωγή των οποίων παίρνουν το κράμα του με πλατίνα. Από αυτή την άποψη, η κατανάλωση μετάλλων αυξάνεται σταθερά ανάλογα με την αύξηση της παραγωγής σύγχρονων συσκευών. Το ρόδιο χρησιμοποιείται ενεργά στην κατασκευή τεχνικών καθρεφτών, προβολέων και άλλων ανακλαστικών επιφανειών που θα χρησιμοποιηθούν σε ακραίες συνθήκες και εγκαταστάσεις λέιζερ.

Δεν μπορούμε παρά να αναφέρουμε τα χωνευτήρια πλατίνας-ροδίου που χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια πολύτιμων λίθων και κρυστάλλων με ηλεκτρο-οπτικές ιδιότητες σε εργαστηριακές συνθήκες. Σε συνδυασμό με ιρίδιο ή λευκόχρυσο, το μέταλλο χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή θερμοστοιχείων που είναι απαραίτητα για τη μέτρηση ακραίων θερμοκρασιών (άνω των 2200 ° C). Είναι αδύνατο να μην σημειωθεί ο ρόλος του μετάλλου στην παραγωγική διαδικασία των εργαστηριακών δοκιμαστικών σωλήνων και των φιαλών που χρησιμοποιούνται για χημικά πειράματα. Λόγω του γεγονότος ότι το ρόδιο δεν αλληλεπιδρά με σχεδόν καμία ουσία, οποιαδήποτε σύνθεση μπορεί να χυθεί σε τέτοια πιάτα.

Το ρόδιο χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή κοσμημάτων, εκτελώντας δύο λειτουργίες ταυτόχρονα - προστατευτικά και διακοσμητικά. Για παράδειγμα ασημί επικαλυμμένο με λεπτό στρώμα ροδίου αποκτά βαθιά λάμψη, δεν σκουραίνει και δεν οξειδώνει στον αέρα, και ο επεξεργασμένος χρυσός λόγω της υψηλής σκληρότητας του μετάλλου (6 μονάδες ανά σχολείο Mohs) γίνεται πιο ανθεκτικό και ανθεκτικό στη φθορά. Επιπλέον, απαιτείται μέταλλο για την παραγωγή λευκού χρυσού, το οποίο είναι πολύ δημοφιλές στους λάτρεις των κοσμημάτων, και τα οξείδια του εμπλέκονται στη δημιουργία μαύρου χρυσού - μια avant-garde τάση στη μόδα των πολύτιμων μετάλλων.

Ψυχρή, αλλά ταυτόχρονα βαθιά και μαγευτική γυαλάδα ροδίου συνδυάζεται τέλεια με κυβικά ζιρκονία, ζιρκόνιο, διαμάντια και ενθέματα πολύτιμων μετάλλων. Επιπλέον, το μέταλλο χρησιμοποιείται συχνά ως σύνδεσμος για την κατασκευή κοσμημάτων πλατίνας και παλλαδίου. Τα προϊόντα με επικάλυψη με ρόδιο δεν απαιτούν τακτικό καθαρισμό και διατηρούν την αρχική τους λάμψη για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Εκτός από τη διακοσμητική λειτουργία, το ρόδιο μειώνει σημαντικά την αλλεργιογένεση του λευκού χρυσού, η οποία, με συνεχή επαφή με το δέρμα, προκαλεί ερυθρότητα και φαγούρα. Ένα στρώμα αυτού του μετάλλου εμποδίζει τις δυσάρεστες συνέπειες της χρήσης κοσμημάτων, κάτι που είναι ιδιαίτερα πολύτιμο για τους ανθρώπους που υποφέρουν από δερματικές παθήσεις. Ωστόσο, μαζί με ένα μεγάλο αριθμό πλεονεκτημάτων, εξακολουθούν να υπάρχουν μειονεκτήματα για το ρόδιο: η εναπόθεση ροδίου απαιτεί περιοδική ενημέρωση και η ίδια η παρουσία της αυξάνει σημαντικά την τιμή του κοσμήματος.

Εκτός από τις εξεταζόμενες εφαρμογές, το ρόδιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή νομισμάτων. Έτσι, το 2009, τα πρώτα καθαρά κέρματα ρόδιου εκδόθηκαν στο Νομισματοκοπείο των ΗΠΑ, τα οποία δεν χρησιμοποιήθηκαν ως μέσα πληρωμής, αλλά αποτέλεσαν αντικείμενο επενδύσεων. Ωστόσο, λίγο αργότερα (το 2014), η Εθνική Τράπεζα της Ρουάντα εξέδωσε το πρώτο νόμισμα ροδίου των 10 φράγκα της Ρουάντα, το οποίο άρχισε να χρησιμοποιείται ως μέσο πληρωμής.

Στους Σοβιετικούς χρόνους, πιστεύεται ότι πολλά ραδιενεργά εξαρτήματα κατασκευάστηκαν από καθαρό ρόδιο. Ωστόσο, αυτό απέχει πολύ από την περίπτωση, και το μέταλλο χρησιμοποιήθηκε μόνο για να καλύψει τις επαφές των συνδετήρων. Δεν ήταν κατάλληλο για την κατασκευή των ίδιων των εξαρτημάτων, δεδομένου ότι ήταν εύθραυστα και υπερβολικά εύθραυστα. Αλλά ως επίστρωση, ήταν απαραίτητο, λόγω της καλής αντοχής του στη διάβρωση και του υψηλού συντελεστή ανάκλασης των ηλεκτρομαγνητικών ακτίνων. Το ρόδιο έχει επαφές (διακόπτες καλαμιών) τύπου RES-55 (A) στις σειρές RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 και RS 4569605.

Το παρακάτω βίντεο θα σας πει τι είναι το χρυσό ρόδιο.