Che cos'è il rodio e dove viene utilizzato?

Il rodio è un metallo prezioso raro ed è ben noto agli amanti dei gioielli. La spruzzatura rodiata previene la comparsa di graffi e rigature su prodotti preziosi, contribuendo a preservare a lungo l'aspetto originale.

Il rodio è un elemento chimico N45 della tavola periodica appartenente ai metalli nobili del gruppo del platino. L'elemento fu scoperto dall'inglese William Hyde Wollaston nel 1803 quando lavorava con una soluzione di platino. In esso, un chimico ha scoperto una sostanza in polvere rosa brillante, chiamata rodio, che significa "rosa" in greco.

Il rodio è uno dei metalli più rari e costosi, a causa della complessità della sua separazione dal platino su scala industriale. In natura, è presente nei minerali che includono diversi platinoidi nella loro composizione. Gli esperti osservano che per ottenere 1 kg di questo metallo sono necessarie diverse tonnellate di platino nativo. Wollaston ha isolato il rodio come segue: dopo aver sintetizzato il sale di rodio ricco di sodio e idrogeno, ha calcinato a lungo una polvere rosa-rossa su una fiamma di idrogeno, ottenendo solo poche gocce di metallo puro.

Successivamente, attraverso gli sforzi del professor Lebedinsky, è stato scoperto un nuovo metodo per isolare il rodio. - esposizione a una soluzione di sali di platinoidi a freddo. Come risultato del raffreddamento, si formò un precipitato in soluzione, che era rappresentata da composti di rodio e iridio. Questo metodo è ampiamente utilizzato nell'industria chimica ed è ancora utilizzato. Oggi, usando la tecnica Lebedinsky, ogni anno vengono rilasciate circa 30 tonnellate di metallo puro.

Per quanto riguarda l'aspetto del rodio, le tonalità rosso-rosa sono caratteristiche solo dei suoi composti, mentre il metallo stesso sembra argento, anche se è inferiore ad esso in luminosità. Ad esempio, la quantità di luce riflessa da questo metallo è dell'80%, mentre per l'argento questo indicatore è del 95%. Nonostante ciò, nella produzione di specchi tecnici, il rodio viene spesso usato al posto dell'argento. Ciò è dovuto alla refrattarietà del platinoide e alla sua capacità di lavorare con una maggiore densità di radiazione elettromagnetica, compreso l'infrarosso. In altre parole, un rivestimento in rodio può durare per molti anni, mentre la spruzzatura di argento in condizioni simili non durerà un giorno.

La caratterizzazione del metallo sarebbe incompleta senza menzionarne il valore. Il prezzo del rodio puro è in continua evoluzione e dipende dal volume annuale di produzione. Quindi, nell'agosto 2016, un'oncia troia di rodio (31.1034768 g) è costata circa $ 700, ma negli anni successivi il prezzo è aumentato bruscamente. All'inizio del 2020, il costo di una barra di rodio da un'oncia era di $ 9.000. Il costo elevato è dovuto al fatto che il metallo non ha un suo minerale ed è contenuto in platino nativo, nichel e minerale di rame, nonché nelle sabbie d'oro come compagno.

Il rodio è un solido metallo argento nobile che supera il platino "progenitore" nella resistenza chimica in molti ambienti corrosivi. La formula elettronica del suo atomo è la seguente: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Il metallo si dissolve bene durante l'ebollizione in acqua regia (una miscela di HCl e HNO3), nel concentrato di H2SO4 (quando riscaldato) e nel perossido di idrogeno. Il punto di fusione è di 1964 ° C, il punto di ebollizione è di 3697 ° C, la densità del metallo a 20 ° C è di 12,41 g / cm3. Il rodio appartiene al gruppo dei metalli delle terre rare, allo stato solido ha un colore argento con una tonalità fredda.

Il rodio è chimicamente stabile, per cui reagisce molto male con i non metalli - esclusivamente al raggiungimento della temperatura del calore rosso. L'ossidazione lenta del metallo è possibile solo allo stato fondamentale e solo a 1000 ° C.

Un'importante qualità del metallo è la sua capacità di cambiare la sua tonalità, che è particolarmente preziosa in gioielleria. Quindi, quando calcinato ad una temperatura di 800 ° C, il rodio viene rivestito con un film di ossido, che scompare con un aumento della temperatura a 1000 ° C. Il rodio nero è particolarmente apprezzato, il che è indispensabile nella produzione di gioielli con le configurazioni più raffinate. Un'altra proprietà del metallo è la sua capacità di agire da catalizzatore per la maggior parte delle reazioni chimiche. Quindi, con l'aiuto della polvere di rodio schiacciata, l'alcool da vino normale può essere convertito in acido acetico.

La produzione globale annua di rodio è di 30 tonnellate, così piccoli volumi di produzione sono dovuti al basso contenuto dell'elemento all'interno della terra e all'assenza dei suoi minerali. I principali giacimenti di metallo si trovano nella Repubblica del Sudafrica, che fornisce il 75-80% di rodio al mercato generale. Depositi meno ricchi si trovano in Canada, Colombia e Russia - in paesi con una concentrazione media di platino nativo all'interno della terra.

Oltre alla raffinazione, l'estrazione del suo isotopo stabile da plutonio, uranio e torio, ampiamente utilizzati nell'energia nucleare, è considerato un metodo promettente per l'estrazione di metalli.L'ottenimento di rodio in questo modo può risolvere il problema della forte domanda e dei volumi insufficienti di metallo estratto nei campi. Tenendo conto dell'industria nucleare sviluppata e dell'elevato contenuto di rodio nel combustibile nucleare (fino a 400 g / t), il problema della carenza di rodio può essere risolto e l'energia nucleare diventerà il principale fornitore di questo metallo ai mercati mondiali.

Lo scopo del rodio è piuttosto ampio. Il metallo è richiesto in molte aree dell'industria chimica e della lavorazione, dove viene utilizzato come catalizzatore, materia prima strutturale e materiale per gioielli.

In questa veste, il metallo viene utilizzato nelle reazioni chimiche, la più comune delle quali è la produzione di acido acetico dall'alcool metilico. Viene anche utilizzato per creare neutralizzatori di filtri progettati per funzionare con gas di scarico di automobili. E le leghe rodio-platino sono considerate i catalizzatori più efficaci nella produzione di HNO3 per ossidazione dell'ammoniaca per via aerea, e in questa produzione non è stata ancora trovata alcuna alternativa al rodio.

Il rodio è indispensabile nella fabbricazione di dispositivi di vetro a cristalli liquidi, per la cui produzione prendono la sua lega con platino. A questo proposito, il consumo di metallo sta crescendo costantemente in proporzione alla crescita della produzione di gadget moderni. Il rodio viene utilizzato attivamente nella produzione di specchi tecnici, proiettori e altre superfici riflettenti che verranno utilizzati in condizioni estreme e installazioni laser.

È impossibile non menzionare i crogioli di platino-rodio usati per coltivare pietre preziose e cristalli con proprietà elettro-ottiche in condizioni di laboratorio. In combinazione con iridio o platino, il metallo viene spesso utilizzato per la fabbricazione di termocoppie necessarie per misurare temperature estreme (sopra i 2200 ° C). È impossibile non notare il ruolo del metallo nel processo di fabbricazione delle provette e dei matracci da laboratorio utilizzati per esperimenti chimici. A causa del fatto che il rodio non interagisce con quasi tutte le sostanze, qualsiasi composizione può essere versata in tali piatti.

Il rodio è ampiamente utilizzato nella produzione di gioielli, svolgendo due funzioni contemporaneamente: protettivo e decorativo. Per esempio rivestito in argento con un sottile strato di rodio acquisisce una lucentezza profonda, non si scurisce e non si ossida nell'aria, e l'oro lavorato a causa dell'elevata durezza del metallo (6 unità per scuola. Mohs) diventa più durevole e resistente all'usura. Inoltre, il metallo è necessario per produrre l'oro bianco, che è molto popolare tra gli amanti della gioielleria, ei suoi ossidi sono coinvolti nella creazione dell'oro nero, una tendenza d'avanguardia nella moda dei metalli preziosi.

La lucentezza del rodio fredda, ma allo stesso tempo profonda e affascinante, si combina perfettamente con zirconi cubici, zirconio, diamanti e inserti in metallo prezioso. Inoltre, il metallo viene spesso utilizzato come legatura nella fabbricazione di gioielli in platino e palladio. I prodotti con rivestimento al rodio non richiedono una pulizia regolare e mantengono a lungo la loro brillantezza originale.

Oltre alla funzione decorativa, il rodio riduce significativamente l'allergenicità dell'oro bianco che, con un contatto costante con la pelle, provoca arrossamenti e prurito. Uno strato di questo metallo previene le spiacevoli conseguenze dell'uso di gioielli, che è particolarmente prezioso per le persone che soffrono di malattie della pelle. Tuttavia, insieme a un gran numero di vantaggi, ci sono ancora degli svantaggi per il rodio: la deposizione di rodio richiede un aggiornamento periodico e la sua presenza aumenta significativamente il prezzo dei gioielli.

Oltre alle applicazioni considerate, il rodio viene utilizzato nella fabbricazione di monete. Quindi, nel 2009, le prime monete di rodio puro sono state emesse alla Zecca degli Stati Uniti, che non sono state utilizzate come mezzo di pagamento, ma sono state utilizzate come oggetto di investimento. Tuttavia, poco dopo (nel 2014), la Banca nazionale del Ruanda ha emesso la prima moneta in rodio da 10 franchi ruandesi, che ha iniziato a essere utilizzata come mezzo di pagamento.

In epoca sovietica, si credeva che molti componenti radio fossero fatti di puro rodio. Tuttavia, questo era ben lungi dall'essere il caso e il metallo veniva usato solo per coprire i contatti dei connettori. Non era adatto alla fabbricazione delle parti stesse, poiché erano fragili ed eccessivamente fragili. Ma come rivestimento era indispensabile, grazie alla sua buona resistenza alla corrosione e all'alto coefficiente di riflessione dei raggi elettromagnetici. Rodiato aveva contatti (interruttori reed) del tipo RES-55 (A) nelle serie RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 e RS 4569605.

Il seguente video parlerà dell'oro rodiato.