Qu'est-ce que le rhodium et où est-il utilisé?

Le rhodium est un métal précieux rare et bien connu des amateurs de bijoux. La pulvérisation plaquée rhodium prévient l'apparition de rayures et éraflures sur les produits précieux, contribuant ainsi à conserver longtemps l'aspect d'origine.

Le rhodium est un élément chimique N45 du tableau périodique appartenant aux métaux nobles du groupe du platine. L'élément a été découvert par l'Anglais William Hyde Wollaston en 1803 en travaillant avec une solution de platine. Dans ce document, un chimiste a découvert une substance pulvérulente rose vif, appelée rhodium, qui signifie «rose» en grec.

Le rhodium est l'un des métaux les plus rares et les plus chers, en raison de la complexité de sa séparation du platine à l'échelle industrielle. Dans la nature, il est présent dans les minéraux qui incluent plusieurs platinoïdes dans leur composition. Les experts notent que pour obtenir 1 kg de ce métal, plusieurs tonnes de platine natif sont nécessaires. Wollaston a isolé le rhodium comme suit: après avoir synthétisé le sel de sodium riche en hydrogène du rhodium, il a calciné une poudre rose-rouge sur une flamme d'hydrogène pendant une longue période, ne produisant que quelques gouttes de métal pur.

Plus tard, grâce aux efforts du professeur Lebedinsky, une nouvelle méthode d'isolement du rhodium a été découverte. - exposition à une solution de sels de platinoïdes à froid. À la suite du refroidissement, un précipité s'est formé en solution, qui était représenté par des composés de rhodium et d'iridium. Cette méthode est largement utilisée dans l'industrie chimique et est toujours utilisée. Aujourd'hui, en utilisant la technique Lebedinsky, environ 30 tonnes de métal pur sont libérées chaque année.

Quant à l'apparence du rhodium, les teintes rouge-rose ne sont caractéristiques que de ses composés, tandis que le métal lui-même ressemble à l'argent, bien qu'il lui soit inférieur en luminosité. Alors la quantité de lumière réfléchie par ce métal est de 80%, alors que pour l'argent cet indicateur est de 95%. Malgré cela, dans la fabrication des miroirs techniques, le rhodium est souvent utilisé à la place de l'argent. Cela est dû à la réfractarité du platinoïde et à sa capacité à travailler avec une densité accrue de rayonnement électromagnétique, y compris infrarouge. En d'autres termes, un revêtement de rhodium peut durer de nombreuses années, tandis que la pulvérisation d'argent dans des conditions similaires ne durera pas un jour.

Les caractéristiques du métal seraient incomplètes sans mentionner sa valeur. Le prix du rhodium pur est en constante évolution et dépend du volume de production annuel. Ainsi, en août 2016, une once troy de rhodium (31.1034768 g) a coûté environ 700 $, mais les années suivantes, le prix a fortement augmenté. Au début de 2020, le coût d'une barre d'une once de rhodium était de 9 000 $. Le coût élevé est dû au fait que le métal n'a pas son propre minéral et est contenu dans le minerai natif de platine, de nickel et de cuivre, ainsi que dans les sables d'or comme compagnon.

Le rhodium est un métal argenté solide solide qui surpasse son platine «progéniteur» en termes de résistance chimique dans de nombreux environnements corrosifs. La formule électronique de son atome est la suivante: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Le métal se dissout bien pendant l'ébullition dans de l'eau régale (un mélange de HCl et de HNO3), dans du concentré de H2SO4 (lorsqu'il est chauffé) et dans du peroxyde d'hydrogène. Le point de fusion est 1964 ° C, le point d'ébullition est 3697 ° C, la densité du métal à 20 ° C est 12,41 g / cm3. Le rhodium appartient au groupe des métaux des terres rares, à l'état solide il a une couleur argentée avec une teinte froide.

Le rhodium est chimiquement stable, de sorte qu'il réagit très mal avec les non-métaux - exclusivement en atteignant la température de la chaleur rouge. Une oxydation lente du métal n'est possible qu'à l'état fondamental et uniquement à 1000 ° C.

Une qualité importante du métal est sa capacité à changer sa teinte, ce qui est particulièrement précieux dans les bijoux. Ainsi, lorsqu'il est calciné à une température de 800 ° C, le rhodium est recouvert d'un film d'oxyde, qui disparaît avec une augmentation de la température à 1000 ° C. Le rhodium noir est particulièrement apprécié, indispensable dans la fabrication de bijoux aux configurations les plus raffinées. Une autre propriété du métal est sa capacité à agir comme catalyseur pour la plupart des réactions chimiques. Ainsi, à l'aide de poudre de rhodium écrasée, l'alcool de vin ordinaire peut être converti en acide acétique.

La production mondiale annuelle de rhodium est de 30 tonnes, ce qui est dû à la faible teneur de l'élément à l'intérieur de la terre et à l'absence de ses propres minéraux. Les principaux gisements de métaux sont situés en République d'Afrique du Sud, qui fournit 75 à 80% du rhodium au marché général. Les gisements les moins riches sont situés au Canada, en Colombie et en Russie - dans des pays avec une concentration moyenne de platine natif à l'intérieur de la terre.

En plus du raffinage, l'extraction de son isotope stable du plutonium, de l'uranium et du thorium, qui sont largement utilisés dans l'énergie nucléaire, est considérée comme une méthode prometteuse d'extraction des métaux.L'obtention de rhodium de cette manière peut résoudre le problème de la forte demande et des volumes insuffisants de métal extrait dans les champs. Compte tenu de l'industrie nucléaire développée et de la forte teneur en rhodium dans le combustible nucléaire (jusqu'à 400 g / t), le problème de carence en rhodium peut être résolu et l'énergie nucléaire deviendra le principal fournisseur de ce métal sur les marchés mondiaux.

Le champ d'application du rhodium est assez large. Le métal est en demande dans de nombreux domaines de l'industrie chimique et de la transformation, où il est utilisé comme catalyseur, matière première structurelle et matériau de bijouterie.

À ce titre, le métal est utilisé dans les réactions chimiques, dont la plus courante est la production d'acide acétique à partir d'alcool méthylique. Il est également utilisé pour créer des filtres neutralisants conçus pour fonctionner avec les gaz d'échappement des automobiles. Et les alliages rhodium-platine sont considérés comme les catalyseurs les plus efficaces dans la production de HNO3 par l'oxydation de l'ammoniac par l'air, et aucune alternative au rhodium n'a encore été trouvée dans cette production.

Le rhodium est indispensable dans la fabrication d'appareils à cristal liquide en verre, pour la production desquels ils prennent son alliage avec du platine. À cet égard, la consommation de métaux augmente régulièrement en proportion de la croissance de la production de gadgets modernes. Le rhodium est activement utilisé dans la fabrication de miroirs techniques, de projecteurs et d'autres surfaces réfléchissantes qui seront utilisés dans des conditions extrêmes et des installations laser.

Il est impossible de ne pas mentionner les creusets en platine-rhodium utilisés pour la culture de pierres précieuses et de cristaux aux propriétés électro-optiques en laboratoire. En combinaison avec de l'iridium ou du platine, le métal est souvent utilisé pour la fabrication de thermocouples nécessaires à la mesure de températures extrêmes (supérieures à 2200 ° C). Il est impossible de ne pas noter le rôle du métal dans le processus de fabrication des tubes à essai et flacons de laboratoire utilisés pour les expériences chimiques. En raison du fait que le rhodium n'interagit pas avec presque toutes les substances, toutes les compositions peuvent être versées dans de tels plats.

Le rhodium est largement utilisé dans la fabrication de bijoux, remplissant deux fonctions à la fois - protectrice et décorative. Par exemple l'argent revêtu d'une fine couche de rhodium acquiert un éclat profond, ne noircit pas et ne s'oxyde pas dans l'air, et l'or travaillé en raison de la dureté élevée du métal (6 unités par école. Mohs) devient plus durable et résistant à l'usure. De plus, le métal est nécessaire pour produire de l'or blanc, très apprécié des amateurs de bijoux, et ses oxydes participent à la création de l'or noir - une tendance avant-gardiste dans la mode des métaux précieux.

Le lustre de rhodium froid, mais en même temps profond et fascinant se combine parfaitement avec la zircone cubique, le zirconium, les diamants et les inserts en métaux précieux. De plus, le métal est souvent utilisé comme ligature dans la fabrication de bijoux en platine et en palladium. Les produits enduits de rhodium ne nécessitent pas de nettoyage régulier et conservent leur brillance d'origine pendant longtemps.

En plus de sa fonction décorative, le rhodium réduit considérablement l'allergénicité de l'or blanc qui, au contact constant de la peau, provoque des rougeurs et des démangeaisons. Une couche de ce métal empêche les conséquences désagréables du port de bijoux, ce qui est particulièrement précieux pour les personnes souffrant de maladies de la peau. Cependant, avec un grand nombre d'avantages, le rhodium présente encore des inconvénients: le dépôt de rhodium nécessite une mise à jour périodique et sa présence augmente considérablement le prix des bijoux.

En plus des applications envisagées, le rhodium est utilisé dans la fabrication de pièces de monnaie. Ainsi, en 2009, les premières pièces en rhodium pur ont été émises à la Monnaie américaine, qui n'ont pas été utilisées comme moyen de paiement, mais ont servi d'objet d'investissement. Cependant, un peu plus tard (en 2014), la Banque nationale du Rwanda a émis la première pièce en rhodium de 10 francs rwandais, qui a commencé à être utilisée comme moyen de paiement.

À l'époque soviétique, on pensait que de nombreux composants radio étaient en rhodium pur. Cependant, c'était loin d'être le cas, et le métal n'était utilisé que pour couvrir les contacts des connecteurs. Il ne convenait pas à la fabrication des pièces elles-mêmes, car elles étaient fragiles et suffisamment cassantes. Mais en tant que revêtement, il était indispensable, en raison de sa bonne résistance à la corrosion et d'un coefficient de réflexion élevé des rayons électromagnétiques. Les contacts plaqués rhodium (interrupteurs reed) de type RES-55 (A) des séries RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 et RS 4569605.

La vidéo suivante expliquera ce qu'est l'or rhodié.