מה זה רודיום והיכן משתמשים בו?

רודיום הוא מתכת יקרה ונדירה ומוכרת היטב לאוהבי התכשיטים. ריסוס בציפוי רודיום מונע הופעת שריטות ושפשוף על מוצרים יקרים, עוזר לשמור על המראה המקורי לאורך זמן.

רודיום הוא יסוד כימי N45 מהטבלה המחזורית השייכת למתכות האציליות של קבוצת הפלטינה. האלמנט התגלה על ידי האנגלי וויליאם הייד וולסטון בשנת 1803 כאשר עבד עם תמיסת פלטינה. בתוכו גילה כימאי חומר אבקתי ורוד בהיר, הנקרא רודיום, שפירושו "ורד" ביוונית.

רודיום הוא אחת המתכות הנדירות והיקרות ביותר, בגלל מורכבות ההפרדה מפלטינה בקנה מידה תעשייתי. בטבע זה קיים במינרלים הכוללים כמה פלטינואידים בהרכבם. מומחים מציינים כי כדי להשיג 1 ק"ג ממתכת זו נדרשים כמה טונות של פלטינה טבעית. וולסטון בודד רודיום כדלקמן: לאחר סינתזה של מלח מימן-רודיום נתרן, הוא סידן אבקה ורודה-אדומה על להבת מימן למשך זמן רב, והתוצאה הייתה רק כמה טיפות של מתכת טהורה.

מאוחר יותר, באמצעות מאמציו של פרופסור לבדינסקי, התגלה שיטה חדשה לבידוד רודיום. - חשיפה לתמיסה של מלחי פלטינואידים בקור. כתוצאה מהתקררות, נוצרה משקעים בתמיסה, המיוצגת על ידי תרכובות רודיום ואירידיום. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב בתעשייה הכימית והיא עדיין בשימוש. כיום, בטכניקת לבדינסקי, משוחררים מדי שנה כ -30 טונות של מתכת טהורה.

באשר למראה של רודיום, הגוונים האדומים-ורודים מאפיינים רק את תרכובותיו, ואילו המתכת עצמה נראית כמו כסף, אם כי היא נחותה ממנה בהירות. אז כמות האור המשתקפת על ידי מתכת זו היא 80% ואילו עבור כסף מחוון זה הוא 95%. למרות זאת, בייצור מראות טכניות, לרוב משתמשים ברודיום במקום כסף. זה נובע מהפרקטוריות של הפלטינואיד ויכולתו לעבוד עם צפיפות מוגברת של קרינה אלקטרומגנטית, כולל אינפרא אדום. במילים אחרות, ציפוי רודיום יכול להימשך שנים רבות, ואילו ריסוס כסף בתנאים דומים לא יחזיק מעמד יום.

אפיון המתכת לא יהיה שלם בלי להזכיר את ערכו. מחירו של רודיום טהור משתנה כל העת ותלוי בנפח הייצור השנתי. אז, באוגוסט 2016 גרם גרם רודיום טרוי (31.1034768 גרם) עלה כ 700 $, אך בשנים שלאחר מכן המחיר עלה בחדות. בתחילת 2020 עלות בר רודיום לאונקיה הייתה 9,000 דולר. העלות הגבוהה נובעת מהעובדה שלמתכת אין מינרל משלה והיא מכילה פלטינה טבעית, ניקל ונחושת, כמו גם בחולות זהב כבן לוויה.

רודיום הוא מתכת כסף אצילית מוצקה העולה על פלטינה "אביה" שלה בעמידות כימית בסביבות קורוזיביות רבות. הנוסחה האלקטרונית של האטום שלה היא כדלקמן: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. המתכת מתמוססת היטב בזמן הרתיחה באקווה רג'יה (תערובת של HCl ו- HNO3), בריכוז H2SO4 (כשהוא מחומם) ובמי חמצן. נקודת ההתכה היא 1964 מעלות צלזיוס, נקודת הרתיחה היא 3697 מעלות צלזיוס, צפיפות המתכת ב 20 מעלות צלזיוס היא 12.41 גרם / ס"מ 3. רודיום שייך לקבוצת מתכות האדמה הנדירות, במצב המוצק יש לו צבע כסף עם גוון קר.

רודיום יציב כימית, כתוצאה ממנו הוא מגיב בצורה גרועה מאוד עם לא מתכות - אך ורק בהגעה לטמפרטורה של חום אדום. חמצון איטי של המתכת אפשרי רק במצב האדמה ורק בטמפרטורה של 1000 מעלות צלזיוס.

איכות חשובה של מתכת היא היכולת שלה לשנות את הגוון שלה, שהוא יקר במיוחד בתכשיטים. לכן, כאשר מסתננים בטמפרטורה של 800 מעלות צלזיוס, רודיום מצופה בסרט תחמוצת, שנעלם עם עליית הטמפרטורה ל 1000 מעלות צלזיוס. רודיום שחור מוערך במיוחד, וזה הכרחי בייצור תכשיטים בתצורות המעודנות ביותר. מאפיין נוסף של המתכת הוא יכולתו לפעול כזרז לרוב התגובות הכימיות. אז בעזרת אבקת רודיום כתושה ניתן להמיר אלכוהול יין רגיל לחומצה אצטית.

הייצור העולמי של רודיום הוא 30 טון. נפחי ייצור כה קטנים נובעים מהתכולה הנמוכה של היסוד בפנים האדמה והיעדר מינרלים משלו. מרבצי המתכת העיקריים ממוקמים ברפובליקה של דרום אפריקה, המספקת 75-80% מהרודיום לשוק הכללי. מרבצים פחות עשירים ממוקמים בקנדה, קולומביה ורוסיה - במדינות עם ריכוז ממוצע של פלטינה ילידית בפנים כדור הארץ.

בנוסף לזיקוק, מיצוי האיזוטופ היציב שלו מפלוטוניום, אורניום ותוריום, הנמצאים בשימוש נרחב באנרגיה גרעינית, נחשב לשיטה מבטיחה לכריית מתכות.השגת רודיום בדרך זו יכולה לפתור את בעיית הביקוש הגבוה וכמויות בלתי מספקות של מתכת שנכרות בשדות. אם לוקחים בחשבון את התעשייה הגרעינית המפותחת ואת התכולה הגבוהה של רודיום בדלק גרעיני (עד 400 גר '/ ט), ניתן לפתור את בעיית המחסור ברודיום, ואנרגיה גרעינית תהפוך לספקית העיקרית של מתכת זו לשווקים עולמיים.

היקף הרודיום רחב למדי. מתכת היא ביקוש באזורים רבים בתעשייה הכימית והעיבוד, שם היא משמשת כזרז, חומר גלם מבני וחומר תכשיטים.

ביכולת זו משתמשים במתכות בתגובות כימיות, כאשר הנפוצה בהן היא ייצור חומצה אצטית ממתיל אלכוהול. הוא משמש גם ליצירת מנטרלי סינון המיועדים לעבוד עם גזי רכב פליטה. וסגסוגות רודיום-פלטינה נחשבות לזרזים היעילים ביותר בייצור HNO3 על ידי חמצון אמוניה בדרך האוויר, ועדיין לא נמצאה שום אלטרנטיבה לרודיום בייצור זה.

רודיום חיוני בייצור מכשירי זכוכית קריסטל נוזלית, לייצורם הם לוקחים את הסגסוגת שלה עם פלטינה. בהקשר זה, צריכת המתכות צומחת בהתמדה ביחס לגידול בייצור הגאדג'טים המודרניים. רודיום משמש באופן פעיל בייצור מראות טכניות, זרקורים ומשטחים רפלקטיביים אחרים שישמשו בתנאים קיצוניים ומתקני לייזר.

אי אפשר שלא להזכיר את כור היתולי הפלטינה-רודיום המשמשים לגידול אבנים יקרות וגבישים בעלי תכונות אלקטרו-אופטיות בתנאי מעבדה. בשילוב עם אירידיום או פלטינה, המתכת משמשת לעתים קרובות לייצור של צמד תרמי הנחוץ למדידת טמפרטורות קיצוניות (מעל 2200 מעלות צלזיוס). אי אפשר שלא לציין את תפקיד המתכת בתהליך הייצור של מבחנות מעבדה ובקבוקים המשמשים לניסויים כימיים. בשל העובדה שרודיום אינו מקיים אינטראקציה כמעט עם חומרים כלשהם, ניתן לשפוך קומפוזיציות לכלים כאלה.

רודיום נמצא בשימוש נרחב בייצור תכשיטים, מבצע שני פונקציות בו זמנית - מגן ודקורטיבי. למשל כסף המצופה בשכבת רודיום דקה זוכה ברק עמוק, אינו מחשיך ואינו מתחמצן באוויר, וזהב מחושל בגלל הקשיחות הגבוהה של המתכת (6 יחידות לבית ספר. מוהס) הופך להיות עמיד יותר ועמיד בפני שחיקה. בנוסף יש צורך במתכת לייצור זהב לבן, הפופולרי מאוד בקרב חובבי תכשיטים, ותחמוצותיו מעורבות ביצירת זהב שחור - טרנד אוונגרדי באופנה של מתכות יקרות.

ברק רודיום קר, אך יחד עם זאת, משלב בצורה מושלמת עם זירקוניה מעוקב, זירקוניום, יהלומים ותוספות מתכת יקרה. בנוסף, מתכת משמשת לרוב כליגטורה בייצור תכשיטי פלטינה ופלדיום. מוצרים מצופים רודיום אינם דורשים ניקוי קבוע ושומרים על הברק המקורי למשך זמן רב.

בנוסף לפונקציה הדקורטיבית, רודיום מקטין באופן משמעותי את האלרגניות של זהב לבן, שגורם למגע מתמיד בעור גורם לאודם וגירוד. שכבה של מתכת זו מונעת את ההשלכות הלא נעימות של עגילי תכשיטים, אשר חשובים במיוחד לאנשים הסובלים ממחלות עור. עם זאת, יחד עם מספר רב של יתרונות, ישנם עדיין חסרונות לרודיום: בתצהיר רודיום נדרש עדכון תקופתי, ונוכחותו מעלה משמעותית את מחיר התכשיטים.

בנוסף ליישומים שנחשבו, רודיום משמש בייצור מטבעות. אז בשנת 2009 הונפקו מטבעות הרודיום הטהורים הראשונים במנטה האמריקני, שלא שימשו כאמצעי תשלום, אלא שימשו מושא להשקעה. עם זאת, מעט אחר כך (בשנת 2014), הבנק הלאומי ברואנדה הוציא את מטבע הרודיום הראשון של 10 פרנקים רואנדיים, שהחל לשמש כאמצעי תשלום.

בתקופה הסובייטית, האמינו כי רכיבי רדיו רבים עשויים רודיום טהור. עם זאת, זה היה רחוק מהמקרה, ומתכת שימשה רק לכיסוי מגעי המחברים. זה לא היה מתאים לייצור החלקים עצמם, מכיוון שהם היו שבירים ודי שבירים מדי. אבל כציפוי, זה היה הכרחי, בגלל העמידות הטובה שלו בפני קורוזיה ומקדם השתקפות גבוה של קרניים אלקטרומגנטיות. מצופה רודיום היו בעלי קשרים (מתגי קנה) מסוג RES-55 (A) בסדרות RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 ו- RS 4569605.

הסרטון הבא יספר על מה זה זהב רודיום.