Какво е родий и къде се използва?

Родият е рядък скъпоценен метал и е добре познат на любителите на бижута. Народеното с родиево пръскане предотвратява появата на драскотини и ожулвания върху скъпоценни продукти, спомагайки за запазването на първоначалния вид за дълго време.

Родий е химичен елемент N45 от периодичната таблица, принадлежащ към благородните метали от групата на платината. Елементът е открит от англичанина Уилям Хайд Уолъстън през 1803 г. при работа с платинен разтвор. В него химик откри ярко розово прахообразно вещество, наречено родий, което на гръцки означава „роза“.

Родий е един от най-редките и скъпи метали, поради сложността на отделянето му от платина в индустриален мащаб. В природата той присъства в минерали, които включват в състава си няколко платиноиди. Специалистите отбелязват, че за получаване на 1 кг от този метал са необходими няколко тона родна платина. Wollaston изолира родий, както следва: след синтезирането на богата на натрий водород сол на родий, калцинира розово-червен прах над водороден пламък за дълго време, което води до само няколко капки чист метал.

По-късно чрез усилията на професор Лебедински е открит нов метод за изолиране на родий. - излагане на разтвор на соли на платиноиди на студено. В резултат на охлаждането се образува утайка в разтвор, който е представен от родий и иридиеви съединения. Този метод е широко използван в химическата промишленост и все още се използва. Днес с помощта на техниката Лебедински се отделят около 30 тона чист метал годишно.

Що се отнася до появата на родий, червено-розовите нюанси са характерни само за неговите съединения, докато самият метал изглежда като сребро, въпреки че е по-нисък от него по яркост. Например, количеството светлина, отразено от този метал, е 80%, докато за среброто този показател е 95%, Въпреки това при производството на технически огледала често се използва родий вместо сребро. Това се дължи на огнеустойчивостта на платиноида и способността му да работи с повишена плътност на електромагнитното излъчване, включително инфрачервеното. С други думи, покритие с родий може да издържи много години, докато пръскането на сребро при подобни условия няма да продължи един ден.

Характеристиката на метала би била непълна, без да се споменава неговата стойност. Цената на чистият родий непрекъснато се променя и зависи от годишния обем на производство. Така през август 2016 г. тройунция родий (31.1034768 g) струва около 700 долара, но в следващите години цената рязко се увеличава. В началото на 2020 г. цената на един родиев бар за една унция беше 9 000 долара. Високата цена се дължи на факта, че металът няма собствен минерал и се съдържа в местната платина, никел и медна руда, както и в златни пясъци като придружител.

Родият е твърд благороден сребърен метал, който превъзхожда платината си „прародител“ по химическа устойчивост в много корозивни среди. Електронната формула на нейния атом е следната: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Металът се разтваря добре по време на кипене в aqua regia (смес от HCl и HNO3), в H2SO4 концентрат (при нагряване) и във водороден пероксид. Точката на топене е 1964 ° C, точката на кипене е 3697 ° C, плътността на метала при 20 ° C е 12,41 g / cm3. Родийът принадлежи към групата на редкоземните метали, в твърдо състояние има сребрист цвят със студен нюанс.

Родийът е химически стабилен, в резултат на което реагира много слабо с неметалите - изключително след достигане на температурата на червената топлина. Бавното окисляване на метала е възможно само в основно състояние и само при 1000 ° C.

Важно качество на метала е способността му да променя сянката си, което е особено ценно при бижутата. И така, когато се калцинира при температура 800 ° С, родий се покрива с оксиден филм, който изчезва с повишаване на температурата до 1000 ° С. Особено се цени черният родий, който е незаменим при производството на бижута от най-изящните конфигурации. Друго свойство на метала е способността му да действа като катализатор на повечето химични реакции. Така че, с помощта на счукан родиев прах, обикновеният винен алкохол може да се превърне в оцетна киселина.

Годишното световно производство на родий е 30 т. Такива малки обеми на производство се дължат на ниското съдържание на елемента в земната вътрешност и липсата на собствени минерали. Основните находища на метали се намират в Република Южна Африка, която доставя 75-80% родий на общия пазар. По-малко богатите находища се намират в Канада, Колумбия и Русия - в страни със средна концентрация на местна платина в земната вътрешност.

В допълнение към рафинирането, извличането на неговия стабилен изотоп от плутоний, уран и торий, които се използват широко в ядрената енергия, се счита за обещаващ метод за добив на метали.Получаването на родий по този начин може да реши проблема с голямото търсене и недостатъчните обеми на метал, добиван в полетата. Като се вземат предвид развитата ядрена индустрия и високото съдържание на родий в ядреното гориво (до 400 g / t), проблемът с недостига на родий може да бъде решен и ядрената енергия ще се превърне в основен доставчик на този метал на световните пазари.

Обхватът на родий е доста широк. Металът е в търсенето в много области на химическата промишленост и преработка, където се използва като катализатор, структурна суровина и бижута.

В това си качество металът се използва при химични реакции, най-честата от които е производството на оцетна киселина от метилов алкохол. Използва се и за създаване на филтърни неутрализатори, предназначени за работа с изгорели автомобилни газове. А родиево-платиновите сплави се считат за най-ефективните катализатори при производството на HNO3 чрез окисляване на амоняк по въздух, а алтернатива на родий все още не е намерена в това производство.

Родият е незаменим при производството на стъклени течнокристални устройства, за производството на които те вземат сплавта му с платина. В тази връзка потреблението на метали непрекъснато нараства пропорционално на увеличението на производството на съвременни джаджи. Родий активно се използва при производството на технически огледала, прожектори и други светлоотразителни повърхности, които ще се използват в екстремни условия и лазерни инсталации.

Невъзможно е да не споменем платино-родиевите тигели, използвани за отглеждане на скъпоценни камъни и кристали с електрооптични свойства в лабораторни условия, В комбинация с иридий или платина, металът често се използва за производството на термодвойки, необходими за измерване на екстремни температури (над 2200 ° C). Невъзможно е да не се отбележи ролята на метала в процеса на производство на лабораторни епруветки и колби, използвани за химически експерименти. Поради факта, че родий не взаимодейства с почти никакви вещества, в такива съдове могат да се наливат всякакви състави.

Родийът се използва широко при производството на бижута, изпълнявайки две функции наведнъж - защитна и декоративна. Например сребро, покрито с тънък слой родий, придобива дълбок блясък, не потъмнява и не се окислява на въздух, и ковано злато поради високата твърдост на метала (6 единици на училище. Mohs) става по-трайна и устойчива на износване. Освен това металът е необходим за производството на бяло злато, което е много популярно сред любителите на бижута, а неговите оксиди участват в създаването на черно злато - авангардна тенденция в модата на благородните метали.

Студеният, но в същото време дълбок и омайващ родиев блясък перфектно се съчетава с кубични цирконии, цирконий, диаманти и вложки от благороден метал. В допълнение, металът често се използва като лигатура при производството на бижута от платина и паладий. Продуктите с покритие от родий не изискват редовно почистване и запазват първоначалния си блясък за дълго време.

В допълнение към декоративната функция, родий значително намалява алергенността на бялото злато, което при постоянен контакт с кожата предизвиква зачервяване и сърбеж. Слой от този метал предотвратява неприятните последици от носенето на бижута, което е особено ценно за хора, страдащи от кожни заболявания. Въпреки това, заедно с голям брой предимства, все още има недостатъци на родия: отлагането на родий изисква периодично актуализиране и наличието му значително увеличава цената на бижутата.

В допълнение към разглежданите приложения, родий се използва при производството на монети. И така, през 2009 г. на монетен двор на САЩ бяха емитирани първите чисти родиеви монети, които не бяха използвани като платежно средство, а послужиха за обект на инвестиция. Въпреки това, малко по-късно (през 2014 г.) Националната банка на Руанда издаде първата родиева монета от 10 руански франка, която започна да се използва като платежно средство.

В съветско време се смяташе, че много радио компоненти са направени от чист родий. Това обаче далеч не е така, а металът се използваше само за покриване на контактите на съединителите. Той не беше подходящ за производството на самите части, тъй като те бяха достатъчно крехки и прекалено чупливи. Но като покритие, той беше незаменим, поради добрата си устойчивост на корозия и високия коефициент на отражение на електромагнитните лъчи. Родиево покритие има контакти (тръбни превключватели) от типа RES-55 (A) в сериите RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 и RS 4569605.

Следващото видео ще разкаже какво е родиево злато.