Rodijs ir reti sastopams dārgmetāls, un tas ir labi pazīstams rotaslietu cienītājiem. Izsmidzināšana ar rodiju pārklājumu novērš skrāpējumu un skrambu parādīšanos uz dārgiem izstrādājumiem, palīdzot ilgu laiku saglabāt sākotnējo izskatu.
Kas tas ir
Rodijs ir ķīmisks elements N45 no periodiskās tabulas, kas pieder platīna grupas cēlmetāliem. Elementu atklāja anglis Viljams Hyde Wollaston 1803. gadā, strādājot ar platīna šķīdumu. Tajā ķīmiķis atklāja spilgti rozā pulverveida vielu, ko sauc par rodiju, kas grieķu valodā nozīmē “roze”.
Rodijs ir viens no retākajiem un dārgākajiem metāliem, rūpnieciskā mērogā tā atdalīšanas no platīna sarežģītības dēļ. Dabā tas atrodas minerālos, kuru sastāvā ir vairāki platinoīdi. Eksperti atzīmē, ka, lai iegūtu 1 kg šī metāla, ir vajadzīgas vairākas tonnas vietējā platīna. Wollaston izolēja rodiju šādi: pēc rodija sāls, kas bagāts ar nātriju un ūdeņradi, sintezēšanas tas ilgstoši kalcinēja rožaini sarkanu pulveri virs ūdeņraža liesmas, iegūstot tikai dažus pilienus tīra metāla.
Vēlāk, izmantojot profesora Lebedinska centienus, tika atklāta jauna rodija izolēšanas metode. - iedarbība uz aukstu platinoīdu sāļu šķīdumu. Atdzesēšanas rezultātā šķīdumā izveidojās nogulsnes, kuras pārstāvēja rodija un irīdija savienojumi. Šo metodi plaši izmanto ķīmiskajā rūpniecībā un joprojām izmanto. Mūsdienās, izmantojot Lebedinsky tehniku, gadā tiek izlaistas apmēram 30 tonnas tīra metāla.
Procedūru, kuras mērķis bija atdalīt platīnu un iegūt tīrāko rodiju, sauca par rafinēšanu.
Attiecībā uz rodija izskatu sarkanīgi rozā nokrāsas ir raksturīgas tikai tā savienojumiem, savukārt pats metāls izskatās kā sudrabs, kaut arī spilgtuma ziņā tas ir zemāks par to. Tātad gaismas daudzums, ko atstaro šis metāls, ir 80%, savukārt sudrabam šis rādītājs ir 95%. Neskatoties uz to, tehnisko spoguļu ražošanā sudraba vietā bieži izmanto rodiju. Tas ir saistīts ar platīna refrakturitāti un tā spēju strādāt ar paaugstinātu elektromagnētiskā starojuma, ieskaitot infrasarkano, starojumu. Citiem vārdiem sakot, rodija pārklājums var kalpot daudzus gadus, savukārt sudraba izsmidzināšana līdzīgos apstākļos nebūs ilga vienu dienu.
Metāla raksturojums būtu nepilnīgs, neminot tā vērtību. Tīra rodija cena pastāvīgi mainās un ir atkarīga no gada ražošanas apjoma. Tātad, 2016. gada augustā trojas uncija rodija (31.1034768 g) maksāja apmēram 700 USD, bet turpmākajos gados cena strauji pieauga. 2020. gada sākumā vienas unces rodija stieņa izmaksas bija 9000 USD. Augstās izmaksas ir saistītas ar faktu, ka metālam nav sava minerāla un tas ir dabiskā platīna, niķeļa un vara rūdas, kā arī zelta smiltis kā pavadonis.
Tomēr vislielākais rodija saturs tiek atzīmēts osmoīdā irīdija šķirnē - rodija nevianskite, kas satur apmēram 11,3% tīra dārgmetāla.
Sastāvs un īpašības
Rodijs ir ciets sudraba metāls, kas ķīmiskajā izturībā daudzās kodīgās vidēs pārspēj tā “priekšteča” platīnu. Tā atoma elektroniskā formula ir šāda: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metāls vārīšanas laikā labi izšķīst akvareģijā (HCl un HNO3 maisījumā), H2SO4 koncentrātā (kad tiek uzkarsēts) un ūdeņraža peroksīdā. Kušanas temperatūra ir 1964 ° C, viršanas temperatūra ir 3697 ° C, metāla blīvums 20 ° C temperatūrā ir 12,41 g / cm3. Rodijs pieder pie retzemju metālu grupas, cietā stāvoklī tam ir sudraba krāsa ar aukstu nokrāsu.
Rodijs ir ķīmiski stabils, kā rezultātā tas ļoti vāji reaģē ar nemetāliem - tikai tad, kad ir sasniegta sarkanā karstuma temperatūra. Lēna metāla oksidēšana ir iespējama tikai pamata stāvoklī un tikai 1000 ° C temperatūrā.
Sakarā ar augsto elastību, kas rodas, sasildot līdz 850-900 grādiem, metāls tiek pārveidots par plānu stiepli, no kuras pēc vairāku atkvēlināšanas un velmēšanas iegūst visplānāko foliju.
Svarīga metāla kvalitāte ir spēja mainīt tā nokrāsu, kas ir īpaši vērtīga rotaslietās. Tātad, kalcinējot 800 ° C temperatūrā, rodijs tiek pārklāts ar oksīda plēvi, kas izzūd līdz ar temperatūras paaugstināšanos līdz 1000 ° C. Īpaši novērtēts ir melnais rodijs, kas ir neaizstājams visizcilāko konfigurāciju rotu ražošanā. Vēl viena metāla īpašība ir tā spēja darboties kā katalizators lielākajai daļai ķīmisko reakciju. Tātad ar sasmalcināta rodija pulvera palīdzību parasto vīna spirtu var pārveidot etiķskābē.
Noguldījumi un produkcija
Ikgadējais rodija saražotais daudzums gadā ir 30 tonnas. Tik mazi ražošanas apjomi ir saistīti ar zemo elementa saturu zemes iekšienē un tā paša izrakteņu neesamību. Galvenās metāla atradnes atrodas Dienvidāfrikas Republikā, kas vispārējam tirgum piegādā 75–80% rodija. Mazāk bagāti noguldījumi atrodas Kanādā, Kolumbijā un Krievijā - valstīs ar vidējo dabiskā platīna koncentrāciju zemes iekšienē.
Papildus daudzpusīgai attīrīšanai par daudzsološu metālu ieguves metodi tiek uzskatīts arī tā stabilā izotopu ieguve no plutonija, urāna un torija, ko plaši izmanto kodolenerģijā.Rodija iegūšana šādā veidā var atrisināt lielo pieprasījumu un nepietiekamo metālu daudzumu, kas iegūts laukos. Ņemot vērā attīstīto kodolenerģijas nozari un lielo rodija saturu kodoldegvielā (līdz 400 g / t), rodija deficīta problēmu var atrisināt, un kodolenerģija kļūs par galveno šī metāla piegādātāju pasaules tirgos.
Kur tas tiek izmantots?
Rodija darbības joma ir diezgan plaša. Metāls ir pieprasīts daudzās ķīmiskās rūpniecības un apstrādes jomās, kur to izmanto kā katalizatoru, strukturālu izejvielu un rotaslietu materiālu.
Katalizators
Šajā kapacitātē metāls tiek izmantots ķīmiskās reakcijās, no kurām visbiežāk notiek etiķskābes iegūšana no metilspirta. To izmanto arī, lai izveidotu filtru neitralizatorus, kas paredzēti darbam ar automašīnu izplūdes gāzēm. Un rodija-platīna sakausējumus uzskata par visefektīvākajiem katalizatoriem HNO3 ražošanā, oksidējot amonjaku ar gaisu, un šajā ražošanā vēl nav atrasta alternatīva rodijam.
Mūsdienās rodija bāze ir līdz 81% esošo katalizatoru.
Celtniecības materiāls
Rodijs ir neaizstājams stikla šķidro kristālu ierīču ražošanā, kuru ražošanai tās sakausējumu ņem kopā ar platīnu. Šajā sakarā metāla patēriņš vienmērīgi pieaug proporcionāli moderno sīkrīku ražošanas pieaugumam. Rodijs tiek aktīvi izmantots tehnisko spoguļu, prožektoru un citu atstarojošu virsmu ražošanā, kuras tiks izmantotas ekstremālos apstākļos un lāzera instalācijās.
Nevar nepieminēt platīna-rodija tīģeļus, ko izmanto dārgakmeņu un kristālu ar elektrooptiskām īpašībām audzēšanai laboratorijas apstākļos. Kombinācijā ar irīdiju vai platīnu metālu bieži izmanto termopāru ražošanai, kas nepieciešami ārkārtēju temperatūru (virs 2200 ° C) mērīšanai. Nevar nepieminēt metāla nozīmi ķīmisko eksperimentu veikšanai izmantoto laboratorijas mēģenīšu un kolbu ražošanas procesā. Sakarā ar to, ka rodijs nav mijiedarbojas ar gandrīz nevienu vielu, šādos traukos var ielej jebkuru kompozīciju.
Juvelierizstrādājumi
Rodijs tiek plaši izmantots rotaslietu ražošanā, vienlaikus veicot divas funkcijas - aizsargājošu un dekoratīvu. Piemēram sudrabs, kas pārklāts ar plānu rodija slāni, iegūst dziļu spīdumu, nav tumšs un neoksidējas gaisā, un apstrādāts zelts augstās metāla cietības dēļ (6 vienības uz skolu. Mohs) kļūst izturīgāks un nodilumizturīgs. Turklāt metāls ir nepieciešams baltā zelta ražošanai, kas ir ļoti populārs rotaslietu cienītāju vidū, un tā oksīdi ir iesaistīti melnā zelta radīšanā - avangarda tendence dārgmetālu veidā.
Auksts, bet tajā pašā laikā dziļš un uzbudinošs rodija spīdums lieliski apvieno ar kubiskā cirkonija, cirkonija, dimantiem un dārgmetālu ieliktņiem. Turklāt metālu bieži izmanto kā ligatūru platīna un pallādija rotaslietu ražošanā. Ar rodiju pārklāti izstrādājumi nav regulāri jātīra un tie ilgu laiku saglabā sākotnējo spīdumu.
Papildus dekoratīvajai funkcijai rodijs ievērojami samazina baltā zelta alerģiju, kas, pastāvīgi kontaktējoties ar ādu, izraisa apsārtumu un niezi. Šī metāla slānis novērš rotaslietu nēsāšanas nepatīkamās sekas, kas ir īpaši vērtīgi cilvēkiem, kuri cieš no ādas slimībām. Tomēr līdztekus lielam skaitam priekšrocību rodijam joprojām ir trūkumi: rodija nogulsnēšanai nepieciešama periodiska atjaunināšana, un tā klātbūtne ievērojami palielina rotaslietu cenu.
Papildus apsvērtajiem lietojumiem rodiju izmanto monētu ražošanā. Tātad 2009. gadā ASV naudas kaltuvē tika izlaistas pirmās tīras rodija monētas, kuras neizmantoja kā maksāšanas līdzekļus, bet kalpoja par ieguldījumu objektu. Tomēr nedaudz vēlāk (2014. gadā) Ruandas Nacionālā banka izlaida pirmo rodija monētu - 10 Ruandas frankus, kuru sāka izmantot kā maksāšanas līdzekli.
Vēl viena šī cēlmetāla pielietojuma joma ir kodolenerģijas nozare. Rodija detektorus veiksmīgi izmanto kā mērinstrumentus neitronu plūsmām kodolreaktoros.
Kādus radio komponentus tas satur?
Padomju laikos tika uzskatīts, ka daudzi radio komponenti ir izgatavoti no tīra rodija. Tomēr tas nebija tālu no gadījuma, un metāls tika izmantots tikai savienotāju kontaktu pārklāšanai. Tas nebija piemērots pašu detaļu ražošanai, jo tās bija trauslas un pietiekami trauslas. Bet kā pārklājums tas bija neaizstājams, pateicoties tā labajai izturībai pret koroziju un augstajam elektromagnētisko staru atstarošanas koeficientam. Rodija pārklājumam bija RES-55 (A) tipa kontakti (niedru slēdži) sērijās RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 un RS 4569605.
Nākamais video pastāstīs par to, kas ir rodija zelts.
