Rhodium on harvinainen jalometalli, ja se tunnetaan korujen ystäville. Rodiumilla päällystetty ruiskutus estää naarmujen ja naarmujen muodostumisen arvokkaisiin tuotteisiin, mikä auttaa säilyttämään alkuperäisen ulkonäön pitkään.
Mikä tämä on?
Rodium on kemiallinen alkuaine N45 jaksollisesta taulukosta, joka kuuluu platinaryhmän jalometalleihin. Elementin löysi englantilainen William Hyde Wollaston vuonna 1803 työskennellessään platinaratkaisun kanssa. Siinä kemisti löysi kirkkaan vaaleanpunaisen jauhemaisen aineen, nimeltään rodium, joka kreikan kielellä tarkoittaa ”ruusua”.
Rodium on yksi harvimmista ja kalleimmista metalleista, johtuen sen erottelusta monimutkaisuudesta platinaa teollisessa mittakaavassa. Luonteeltaan sitä on mineraaleissa, joiden koostumuksessa on useita platinoja. Asiantuntijat huomauttavat, että 1 kg tämän metallin saamiseksi tarvitaan useita tonneja natiivia platinaa. Wollaston eristi rodiumin seuraavasti: syntetisoidut rodiumin natriumvetyrikkaan suolan syntetisoinnin jälkeen se kalsinoi vaaleanpunaisen punaisen jauheen vety liekillä pitkään, mistä oli tuloksena vain muutama tippa puhdasta metallia.
Myöhemmin, professori Lebedinskyn ponnisteluilla, löydettiin uusi menetelmä rodiumin eristämiseksi. - altistuminen kylmässä oleville platinoidien suolaliuoksille. Jäähdytyksen seurauksena liuokseen muodostui sakka, jota edustivat rodium- ja iridiumyhdisteet. Tätä menetelmää käytetään laajalti kemianteollisuudessa ja sitä käytetään edelleen. Nykyään Lebedinsky-tekniikkaa käyttämällä vapautuu vuosittain noin 30 tonnia puhdasta metallia.
Menetelmää, jonka tavoitteena oli erottaa platina ja saada puhtain rodium, kutsuttiin puhdistamiseksi.
Rodiumin ulkonäön suhteen puna-vaaleanpunaiset sävyt ovat ominaisia vain sen yhdisteille, kun taas metalli itsessään näyttää hopealta, vaikka sen kirkkaus onkin huonompi. Esimerkiksi, tämän metallin heijastama valon määrä on 80%, kun taas hopealle tämä indikaattori on 95%. Siitä huolimatta teknisten peilien valmistuksessa käytetään rodiumia usein hopean sijasta. Tämä johtuu platinoidin tulenkestävyydestä ja sen kyvystä toimia lisääntyneellä sähkömagneettisen säteilyn tiheydellä, infrapuna mukaan lukien. Toisin sanoen rodiumpinnoite voi kestää useita vuosia, kun taas hopeapuhdistus samanlaisissa olosuhteissa ei kestä vuorokautta.
Metallin karakterisointi olisi epätäydellinen mainitsematta sen arvoa. Puhtaan rodiumin hinta muuttuu jatkuvasti ja riippuu vuotuisesta tuotantomäärästä. Elokuussa 2016 trooja unssi rodiumia (31,1034768 g) maksoi noin 700 dollaria, mutta seuraavina vuosina hinta nousi voimakkaasti. Vuoden 2020 alussa yhden unssin rodiumpalkin hinta oli 9 000 dollaria. Korkeat kustannukset johtuvat siitä, että metallilla ei ole omaa mineraaleja ja että se sisältyy natiiviin platina-, nikkeli- ja kuparimalmiin, samoin kuin kultahiekkaan.
Suurin rodiumpitoisuus todetaan kuitenkin osmoidi iridium - rodium nevianskite -lajikkeissa, jotka sisältävät noin 11,3% puhdasta jalometallia.
Koostumus ja ominaisuudet
Rhodium on kiinteä jalo hopeometalli, joka ylittää sen "esi-isä" platinan kemiallisessa kestävyydessä monissa syövyttävissä ympäristöissä. Atomin sähköinen kaava on seuraava: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metalli liukenee hyvin kiehuessaan vesialueella (HCl: n ja HNO3: n seos), H2SO4-konsentraatissa (kuumennettaessa) ja vetyperoksidissa. Sulamispiste on 1964 ° C, kiehumispiste on 3697 ° C, metallin tiheys 20 ° C: ssa on 12,41 g / cm3. Rhodium kuuluu harvinaisten maametallien ryhmään, kiinteässä tilassa se on hopeanvärinen ja kylmällä sävyllä.
Rodium on kemiallisesti stabiili, minkä seurauksena se reagoi erittäin heikosti ei-metallien kanssa - yksinomaan saavutettuaan punaisen lämmön lämpötilan. Metallin hidas hapettuminen on mahdollista vain perustilassa ja vain 1000 ° C: ssa.
850-900 asteeseen kuumennettaessa tapahtuvan suuren taipuisuuden takia metalli muuttuu ohutksi lankaksi, josta usean hehkutuksen ja valssauksen jälkeen saadaan ohuin folio.
Tärkeä metallin laatu on sen kyky muuttaa sävyään, mikä on erityisen arvokasta koruissa. Joten, kun kalsinoidaan 800 ° C: n lämpötilassa, rodium päällystetään oksidikalvolla, joka häviää lämpötilan noustessa 1000 ° C: seen. Musta rodium on erityisen arvostettu, mikä on välttämätöntä hienoimpien kokoonpanojen korujen valmistuksessa. Toinen metallin ominaisuus on sen kyky toimia katalysaattorina useimmissa kemiallisissa reaktioissa. Joten murskatun rodiumjauheen avulla tavallinen viinialkoholi voidaan muuttaa etikkahapoksi.
Talletukset ja tuotanto
Rodiumin vuosituotanto maailmanlaajuisesti on 30 tonnia vuodessa. Tällaiset pienet tuotantomäärät johtuvat alkuaineen alhaisesta pitoisuudesta maan sisätiloissa ja sen omien mineraalien puutteesta. Tärkeimmät metalliesiintymät sijaitsevat Etelä-Afrikan tasavallassa, joka toimittaa 75-80% rodiumista yleismarkkinoille. Vähemmän rikkaat talletukset sijaitsevat Kanadassa, Kolumbiassa ja Venäjällä - maissa, joissa natiivin platinan pitoisuus on keskimäärin maan sisustuksessa.
Jalostamisen lisäksi sen vakaan isotoopin uuttamista plutoniumista, uraanista ja toriumista, joita käytetään laajalti ydinenergialla, pidetään lupaavana metallin louhintamenetelmänä.Rodiumin hankkiminen tällä tavoin voi ratkaista suuren kysynnän ja pelloille riittämättömien metallimäärien ongelman. Kun otetaan huomioon kehittynyt ydinteollisuus ja korkea rodiumpitoisuus ydinpolttoaineessa (enintään 400 g / t), rodiumin puutosongelma voidaan ratkaista, ja ydinenergiasta tulee tämän metallin päätoimittaja maailmanmarkkinoille.
Missä sitä käytetään?
Rodiumin soveltamisala on melko laaja. Metalli on kysytty monilla kemianteollisuuden ja jalostusteollisuuden aloilla, joissa sitä käytetään katalysaattorina, rakenneraaka-aineena ja korumateriaalina.
katalyytti
Tässä ominaisuudessa metallia käytetään kemiallisissa reaktioissa, joista yleisimpiä on etikkahapon tuottaminen metyylialkoholista. Sitä käytetään myös suodattimen neutraloivien aineiden luomiseen, jotka on tarkoitettu toimimaan autojen pakokaasujen kanssa. Ja rodium-platina-seoksia pidetään tehokkaimpana katalysaattorina HNO3: n tuotannossa hapettamalla ammoniakkia ilmalla, eikä tässä tuotannossa ole vielä löydetty vaihtoehtoa rodiumille.
Nykyään jopa 81%: lla nykyisistä katalyytteistä on rodiumpohja.
Rakennusmateriaali
Rodium on välttämätön valmistettaessa nestekidelaitteita, joiden tuottamiseksi ne ottavat seoksen platinan kanssa. Tältä osin metallin kulutus kasvaa tasaisesti suhteessa nykyaikaisten laitteiden tuotannon kasvuun. Rodiumia käytetään aktiivisesti teknisten peilien, valonheittimien ja muiden heijastavien pintojen valmistukseen, joita käytetään äärimmäisissä olosuhteissa ja laserasennuksissa.
On mahdotonta mainita platina-rodium upokkaita, joita käytetään jalokivien ja kiteiden kasvattamiseen, joilla on elektro-optisia ominaisuuksia laboratorio-olosuhteissa. Yhdessä iridiumin tai platinan kanssa metallia käytetään usein termoelementtien valmistukseen, joita tarvitaan äärimmäisten lämpötilojen (yli 2200 ° C) mittaamiseen. On huomattava metallin rooli kemiallisissa kokeissa käytettyjen laboratoriokoeputkien ja -pullon valmistusprosessissa. Koska rodium ei ole vuorovaikutuksessa melkein minkäänlaisten aineiden kanssa, kaikki koostumukset voidaan kaataa tällaisiin astioihin.
jewelcrafting
Rodiumia käytetään laajasti korujen valmistuksessa ja suorittaa kaksi toimintoa samanaikaisesti - suojaava ja koristeellinen. Esimerkiksi ohuella rodiumkerroksella päällystetty hopea saa syvän kiillon, ei tummennu eikä hapettu ilmassa, ja muokattua kultaa metallin korkean kovuuden (6 yksikköä / koulu. Mohs) vuoksi tulee kestävämpiä ja kulutuskestäviä. Lisäksi metallia tarvitaan valkokultatuotantoon, joka on erittäin suosittu korujen ystävien keskuudessa, ja sen oksidit osallistuvat mustan kullan luomiseen - avantgarde-trendi jalometallien muodissa.
Kylmä, mutta samalla syvä ja lumoava rodiumkiilto yhdistyy täydellisesti kuution zirkoniumoksidin, zirkoniumin, timanttien ja jalometalliterien kanssa. Lisäksi metallia käytetään usein ligatuurina platina- ja palladiumkorujen valmistuksessa. Rodiumilla päällystetyt tuotteet eivät vaadi säännöllistä puhdistusta ja säilyttävät alkuperäisen kiillonsa pitkään.
Koristeellisen toiminnan lisäksi rodium vähentää merkittävästi valkokulta-allergeenisuutta, joka jatkuvassa kosketuksessa ihon kanssa aiheuttaa punoitusta ja kutinaa. Kerros tätä metallia estää korujen käytön epämiellyttäviä seurauksia, mikä on erityisen arvokasta ihosairauksista kärsiville. Rodiumilla on kuitenkin lukuisten etujen lisäksi edelleen haittoja: rodiumin kerrostuminen vaatii säännöllistä päivitystä, ja sen esiintyminen lisää huomattavasti korujen hintaa.
Harkittujen sovellusten lisäksi rodiumia käytetään metallirahojen valmistuksessa. Joten vuonna 2009 Yhdysvaltain rahapajassa laskettiin liikkeelle ensimmäiset puhtaat rodiumkolikot, joita ei käytetty maksuvälineinä, mutta jotka olivat sijoituskohteena. Hieman myöhemmin (vuonna 2014) Rwandan keskuspankki laski kuitenkin liikkeelle ensimmäisen ruandalaisesta 10 ruandalaisesta frankista koostetun rodiumkolikon, jota alettiin käyttää maksuvälineenä.
Toinen tämän jalometallin käyttöalue on ydinteollisuus. Rodiumilmaisimia käytetään menestyksekkäästi mittalaitteina neutronivuoihin ydinreaktoreissa.
Mitä radiokomponentteja se sisältää?
Neuvostoliiton aikoina uskottiin, että monet radiokomponentit olivat puhdasta rodiumia. Tämä oli kuitenkin kaukana tapauksesta, ja metallia käytettiin vain liittimien kontaktien peittämiseen. Se ei ollut sopiva itse osien valmistukseen, koska ne olivat hauraita ja riittävän hauraita. Mutta pinnoitteena se oli välttämätön johtuen hyvästä korroosionkestävyydestä ja korkeasta sähkömagneettisten säteiden heijastuskerroimesta. Rodiumilla päällystetyillä oli RES-55 (A) -tyyppisiä koskettimia (ruokokatkaisimet) sarjoissa RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 ja RS 4569605.
Seuraava video kertoo rodiumkullasta.
