Wat is rhodium en waar wordt het gebruikt?

Rhodium is een zeldzaam edelmetaal en is bekend bij sieradenliefhebbers. Rhodium-plated sproeien voorkomt het verschijnen van krassen en slijtage op kostbare producten, waardoor het oorspronkelijke uiterlijk lang behouden blijft.

Rhodium is een chemisch element N45 uit het periodiek systeem dat behoort tot de edele metalen van de platinagroep. Het element werd ontdekt door de Engelsman William Hyde Wollaston in 1803 tijdens het werken met een platina-oplossing. Daarin ontdekte een chemicus een felroze poedervormige stof, rhodium genaamd, wat in het Grieks 'roos' betekent.

Rhodium is een van de zeldzaamste en duurste metalen, vanwege de complexiteit van de scheiding van platina op industriële schaal. In de natuur is het aanwezig in mineralen die verschillende platinoïden in hun samenstelling bevatten. Deskundigen merken op dat voor het verkrijgen van 1 kg van dit metaal enkele tonnen natuurlijk platina nodig zijn. Wollaston isoleerde rhodium als volgt: na het synthetiseren van het natriumwaterstof-rhodiumzout, calcineerde het gedurende lange tijd een rozerood poeder boven een waterstofvlam, wat resulteerde in slechts een paar druppels puur metaal.

Later, door de inspanningen van professor Lebedinsky, werd een nieuwe methode voor het isoleren van rhodium ontdekt. - blootstelling aan een oplossing van zouten van platinoïden in de kou. Als gevolg van afkoeling vormde zich een neerslag in oplossing, dat werd vertegenwoordigd door rhodium- en iridiumverbindingen. Deze methode wordt veel gebruikt in de chemische industrie en wordt nog steeds gebruikt. Tegenwoordig komt er volgens de Lebedinsky-techniek jaarlijks ongeveer 30 ton puur metaal vrij.

Wat het uiterlijk van rhodium betreft, de roodroze tinten zijn alleen kenmerkend voor de verbindingen, terwijl het metaal zelf op zilver lijkt, hoewel het er inferieur aan is qua helderheid. Dus de hoeveelheid door dit metaal gereflecteerd licht is 80%, terwijl voor zilver deze indicator 95% is. Desondanks wordt bij de vervaardiging van technische spiegels vaak rhodium gebruikt in plaats van zilver. Dit komt door de vuurvastheid van de platinoïde en zijn vermogen om te werken met een verhoogde dichtheid van elektromagnetische straling, inclusief infrarood. Met andere woorden, een rhodium coating kan vele jaren meegaan, terwijl zilver spuiten onder vergelijkbare omstandigheden geen dag zal duren.

De karakterisering van het metaal zou onvolledig zijn zonder de waarde ervan te vermelden. De prijs van puur rhodium verandert voortdurend en is afhankelijk van het jaarlijkse productievolume. Dus in augustus 2016 kostte een troy ounce rhodium (31.1034768 g) ongeveer $ 700, maar in de daaropvolgende jaren steeg de prijs sterk. Aan het begin van 2020 waren de kosten van een 1 ounce rhodiumstaaf $ 9.000. De hoge kosten zijn te danken aan het feit dat het metaal geen eigen mineraal heeft en zich bevindt in natuurlijk platina, nikkel en kopererts, evenals in goudzand als metgezel.

Rhodium is een solide edel zilvermetaal dat in veel corrosieve omgevingen zijn "voorlopercellen" platina overtreft in chemische bestendigheid. De elektronische formule van zijn atoom is als volgt: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Het metaal lost goed op tijdens het koken in aqua regia (een mengsel van HCl en HNO3), in H2SO4 concentraat (bij verhitting) en in waterstofperoxide. Het smeltpunt is 1964 ° C, het kookpunt is 3697 ° C, de dichtheid van het metaal bij 20 ° C is 12,41 g / cm3. Rhodium behoort tot de groep van zeldzame aardmetalen, in vaste toestand zilverkleurig met een koude tint.

Rhodium is chemisch stabiel waardoor het zeer slecht reageert met niet-metalen - uitsluitend bij het bereiken van de temperatuur van rode hitte. Langzame oxidatie van het metaal is alleen mogelijk in de grondtoestand en alleen bij 1000 ° C.

Een belangrijke kwaliteit van metaal is het vermogen om de tint te veranderen, wat vooral waardevol is in sieraden. Dus wanneer gecalcineerd bij een temperatuur van 800 ° C, wordt rhodium bedekt met een oxidefilm, die verdwijnt bij een temperatuurstijging tot 1000 ° C. Zwarte rhodium wordt vooral gewaardeerd, wat onmisbaar is bij de vervaardiging van sieraden met de meest voortreffelijke configuraties. Een andere eigenschap van het metaal is dat het als katalysator kan dienen voor de meeste chemische reacties. Dus met behulp van gemalen rhodiumpoeder kan gewone wijnalcohol worden omgezet in azijnzuur.

De jaarlijkse wereldwijde productie van rhodium is 30 ton, zulke kleine productievolumes zijn te wijten aan het lage gehalte van het element in het binnenste van de aarde en de afwezigheid van zijn eigen mineralen. De belangrijkste metaalafzettingen bevinden zich in de Republiek Zuid-Afrika, dat 75-80% rhodium levert aan de algemene markt. Minder rijke afzettingen bevinden zich in Canada, Colombia en Rusland - in landen met een gemiddelde concentratie van natuurlijk platina in het binnenste van de aarde.

Naast raffinage wordt de extractie van zijn stabiele isotoop uit plutonium, uranium en thorium, die veel worden gebruikt in kernenergie, beschouwd als een veelbelovende methode voor metaalwinning.Het op deze manier verkrijgen van rhodium kan het probleem van de grote vraag en onvoldoende metaalvolumes in de velden oplossen. Rekening houdend met de ontwikkelde nucleaire industrie en het hoge gehalte aan rhodium in nucleaire brandstof (tot 400 g / t), kan het probleem van rhodiumtekort worden opgelost en wordt kernenergie de belangrijkste leverancier van dit metaal aan de wereldmarkten.

De reikwijdte van rhodium is vrij breed. Er is veel vraag naar metaal in veel gebieden van de chemische industrie en verwerking, waar het wordt gebruikt als katalysator, structurele grondstof en sieradenmateriaal.

In deze hoedanigheid wordt metaal gebruikt bij chemische reacties, de meest voorkomende is de productie van azijnzuur uit methylalcohol. Het wordt ook gebruikt om filterneutralisatoren te maken die zijn ontworpen om te werken met uitlaatgassen van auto's. En rhodium-platina legeringen worden beschouwd als de meest effectieve katalysatoren bij de productie van HNO3 door de oxidatie van ammoniak door de lucht, en tot nu toe is er in deze productie geen alternatief gevonden voor rhodium.

Rhodium is onmisbaar bij de vervaardiging van vloeibare kristalglas-apparaten, voor de productie waarvan zij de legering met platina nemen. In dit opzicht groeit het metaalverbruik gestaag in verhouding tot de groei in de productie van moderne gadgets. Rhodium wordt actief gebruikt bij de vervaardiging van technische spiegels, zoeklichten en andere reflecterende oppervlakken die onder extreme omstandigheden en laserinstallaties zullen worden gebruikt.

Het is onmogelijk om nog maar te zwijgen van de platina-rhodiumkroezen die worden gebruikt voor het kweken van edelstenen en kristallen met elektro-optische eigenschappen in laboratoriumomstandigheden. In combinatie met iridium of platina wordt het metaal vaak gebruikt voor de vervaardiging van thermokoppels die nodig zijn voor het meten van extreme temperaturen (boven 2200 ° C). Het is onmogelijk om de rol van metaal niet op te merken in het productieproces van laboratoriumtestbuizen en kolven die worden gebruikt voor chemische experimenten. Omdat rhodium niet in wisselwerking staat met bijna alle stoffen, kunnen composities in dergelijke gerechten worden gegoten.

Rhodium wordt veel gebruikt bij de vervaardiging van sieraden en heeft tegelijkertijd twee functies: beschermend en decoratief. Bijvoorbeeld verzilverd met een dunne rhodiumlaag krijgt een diepe glans, wordt niet donkerder en oxideert niet in de lucht, en gesmeed goud door de hoge hardheid van het metaal (6 stuks per school. Mohs) wordt duurzamer en slijtvaster. Daarnaast is metaal nodig om witgoud te maken, wat erg populair is bij sieradenliefhebbers, en de oxiden ervan zijn betrokken bij de creatie van zwart goud - een avant-gardistische trend in de mode van edele metalen.

Koude, maar tegelijkertijd diepe en betoverende rhodiumglans combineert perfect met zirconia, zirconium, diamanten en edelmetalen inzetstukken. Bovendien wordt metaal vaak gebruikt als ligatuur bij de vervaardiging van platina- en palladium-sieraden. Rhodium-gecoate producten hoeven niet regelmatig te worden schoongemaakt en behouden hun oorspronkelijke glans lang.

Naast de decoratieve functie vermindert rhodium de allergeniciteit van witgoud aanzienlijk, wat bij constant contact met de huid roodheid en jeuk veroorzaakt. Een laagje van dit metaal voorkomt de vervelende gevolgen van het dragen van sieraden, wat vooral waardevol is voor mensen met huidaandoeningen. Naast een groot aantal voordelen zijn er echter nog steeds nadelen aan rhodium: rhodiumafzetting vereist periodieke bijwerking en de aanwezigheid ervan verhoogt de prijs van sieraden aanzienlijk.

Naast de overwogen toepassingen wordt rhodium gebruikt bij de vervaardiging van munten. Zo werden in 2009 bij de US Mint de eerste pure rhodium munten uitgegeven, die niet als betaalmiddel werden gebruikt, maar als investeringsobject dienden. Even later (in 2014) gaf de Nationale Bank van Rwanda echter de eerste rhodiummunt van 10 Rwandese frank uit, die als betaalmiddel werd gebruikt.

In de Sovjettijd werd aangenomen dat veel radiocomponenten waren gemaakt van puur rhodium. Dit was echter verre van het geval en metaal werd alleen gebruikt om de contacten van de connectoren te bedekken. Het was niet geschikt voor de fabricage van de onderdelen zelf, omdat ze kwetsbaar en te bros genoeg waren. Maar als coating was hij onmisbaar vanwege zijn goede weerstand tegen corrosie en een hoge reflectiecoëfficiënt van elektromagnetische straling. Rhodium plated had contacten (reed-schakelaars) van het RES-55 (A) type in de series RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 en RS 4569605.

De volgende video zal vertellen wat rhodiumgoud is.