Rod jest rzadkim metalem szlachetnym i jest dobrze znany miłośnikom biżuterii. Natrysk rodowany zapobiega pojawianiu się rys i zadrapań na drogocennych produktach, pomagając zachować oryginalny wygląd przez długi czas.
Co to jest
Rod jest pierwiastkiem chemicznym N45 z układu okresowego należącym do metali szlachetnych z grupy platyny. Pierwiastek został odkryty przez Anglika Williama Hyde'a Wollastona w 1803 roku podczas pracy z roztworem platyny. W nim chemik odkrył jasnoróżową pudrową substancję, zwaną rodem, co po grecku oznacza „róża”.
Rod jest jednym z najrzadszych i najdroższych metali, ze względu na złożoność oddzielania go od platyny na skalę przemysłową. W naturze jest obecny w minerałach, które zawierają kilka platinoidów w swoim składzie. Eksperci zauważają, że do uzyskania 1 kg tego metalu potrzeba kilku ton natywnej platyny. Wollaston wyodrębnił rod w następujący sposób: po zsyntetyzowaniu soli sodowej wodoru i rodu przez długi czas kalcynował różowo-czerwony proszek nad płomieniem wodoru, w wyniku czego otrzymano zaledwie kilka kropli czystego metalu.
Później, dzięki staraniom profesora Lebedinsky'ego, odkryto nową metodę izolacji rodu. - ekspozycja na roztwór soli platinoidów na zimno. W wyniku chłodzenia powstał roztwór w roztworze, który był reprezentowany przez związki rodu i irydu. Ta metoda jest szeroko stosowana w przemyśle chemicznym i jest nadal stosowana. Dziś, stosując technikę Lebedinsky'ego, rocznie uwalnianych jest około 30 ton czystego metalu.
Procedurę mającą na celu oddzielenie platyny i uzyskanie najczystszego rodu nazwano rafinacją.
Jeśli chodzi o wygląd rodu, czerwono-różowe odcienie są charakterystyczne tylko dla jego związków, podczas gdy sam metal wygląda jak srebro, chociaż jest gorszy od niego pod względem jasności. Więc ilość światła odbijanego przez ten metal wynosi 80%, podczas gdy dla srebra wskaźnik ten wynosi 95%. Mimo to w produkcji lusterek technicznych zamiast srebra często stosuje się rod. Wynika to z ogniotrwałości platinoidu i jego zdolności do pracy ze zwiększoną gęstością promieniowania elektromagnetycznego, w tym podczerwieni. Innymi słowy, powłoka rodowa może trwać wiele lat, podczas gdy natryskiwanie srebra w podobnych warunkach nie potrwa jednego dnia.
Charakterystyka metalu byłaby niepełna bez wspomnienia o jego wartości. Cena czystego rodu stale się zmienia i zależy od rocznej wielkości produkcji. Tak więc w sierpniu 2016 r. Uncja trodu rodu (31,1034768 g) kosztowała około 700 USD, ale w kolejnych latach cena gwałtownie wzrosła. Na początku 2020 r. Koszt jednej uncji sztabki rodu wynosił 9 000 USD. Wysoki koszt wynika z faktu, że metal nie ma własnego minerału i jest zawarty w natywnej rudie platyny, niklu i miedzi, a także w piaskach złota jako towarzysz.
Jednak najwyższą zawartość rodu odnotowuje się w odmianie osmoidowej irydu - nevianskite rodu, który zawiera około 11,3% czystego metalu szlachetnego.
Skład i właściwości
Rod jest litym metalem ze szlachetnego srebra, który przewyższa platynę „progenitorową” pod względem odporności chemicznej w wielu środowiskach korozyjnych. Wzór elektroniczny jego atomu jest następujący: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metal dobrze rozpuszcza się podczas wrzenia w wodzie królewskiej (mieszanina HCl i HNO3), w koncentracie H2SO4 (po podgrzaniu) oraz w nadtlenku wodoru. Temperatura topnienia wynosi 1964 ° C, temperatura wrzenia 3697 ° C, gęstość metalu w 20 ° C wynosi 12,41 g / cm3. Rod należy do grupy metali ziem rzadkich, w stanie stałym ma srebrny kolor z zimnym odcieniem.
Rod jest stabilny chemicznie, w wyniku czego bardzo słabo reaguje z niemetalami - wyłącznie po osiągnięciu temperatury czerwonego ciepła. Powolne utlenianie metalu jest możliwe tylko w stanie podstawowym i tylko w 1000 ° C.
Ze względu na wysoką ciągliwość, która występuje po podgrzaniu do 850-900 stopni, metal przekształca się w cienki drut, z którego po kilku wyżarzeniach i walcowaniu uzyskuje się najcieńszą folię.
Ważną cechą metalu jest jego zdolność do zmiany odcienia, co jest szczególnie cenne w biżuterii. Tak więc, po kalcynacji w temperaturze 800 ° C, rod jest powleczony warstwą tlenku, która znika wraz ze wzrostem temperatury do 1000 ° C. Szczególnie ceniony jest czarny rod, który jest niezbędny w produkcji biżuterii o najznakomitszych konfiguracjach. Inną właściwością metalu jest jego zdolność do działania jako katalizator większości reakcji chemicznych. Tak więc za pomocą zmiażdżonego proszku rodu zwykły alkohol winny można przekształcić w kwas octowy.
Depozyty i produkcja
Roczna globalna produkcja rodu wynosi 30 ton. Tak małe wielkości produkcji wynikają z niskiej zawartości pierwiastka we wnętrzu ziemi i braku własnych minerałów. Główne złoża metali znajdują się w Republice Południowej Afryki, która dostarcza 75–80% rodu na rynek ogólny. Mniej bogate złoża znajdują się w Kanadzie, Kolumbii i Rosji - w krajach o średnim stężeniu rodzimej platyny we wnętrzu ziemi.
Oprócz rafinacji, ekstrakcja jego stabilnego izotopu z plutonu, uranu i toru, które są szeroko stosowane w energetyce jądrowej, jest uważana za obiecującą metodę wydobywania metali.Otrzymanie rodu w ten sposób może rozwiązać problem wysokiego popytu i niewystarczających ilości wydobywanego metalu na polach. Biorąc pod uwagę rozwinięty przemysł jądrowy i wysoką zawartość rodu w paliwie jądrowym (do 400 g / t), problem niedoboru rodu można rozwiązać, a energia jądrowa stanie się głównym dostawcą tego metalu na rynki światowe.
Gdzie jest używany?
Zasięg rodu jest dość szeroki. Metal jest poszukiwany w wielu obszarach przemysłu chemicznego i przetwórstwa, gdzie jest stosowany jako katalizator, surowiec strukturalny i materiał jubilerski.
Katalizator
W tej roli metal stosuje się w reakcjach chemicznych, z których najczęstszym jest wytwarzanie kwasu octowego z alkoholu metylowego. Służy również do tworzenia neutralizatorów filtrów zaprojektowanych do pracy z spalinami samochodowymi. A stopy rodu-platyny są uważane za najskuteczniejsze katalizatory w produkcji HNO3 przez utlenianie amoniaku powietrzem, i nie znaleziono jeszcze alternatywy dla rodu w tej produkcji.
Obecnie do 81% istniejących katalizatorów ma zasadę rodu.
Materiał budowlany
Rod jest niezbędny w produkcji szklanych urządzeń ciekłokrystalicznych, do produkcji których zabierają jego stop z platyną. Pod tym względem zużycie metalu stale rośnie proporcjonalnie do wzrostu produkcji nowoczesnych gadżetów. Rod jest aktywnie wykorzystywany w produkcji lusterek technicznych, reflektorów i innych powierzchni odblaskowych, które będą stosowane w ekstremalnych warunkach i instalacjach laserowych.
Nie można nie wspomnieć o tyglach platynowo-rodowych używanych do hodowli kamieni szlachetnych i kryształów o właściwościach elektrooptycznych w warunkach laboratoryjnych. W połączeniu z irydem lub platyną metal jest często wykorzystywany do produkcji termopar niezbędnych do pomiaru ekstremalnych temperatur (powyżej 2200 ° C). Nie można nie zauważyć roli metalu w procesie produkcji laboratoryjnych probówek i kolb używanych do eksperymentów chemicznych. Ze względu na fakt, że rod nie wchodzi w interakcje z prawie żadnymi substancjami, do takich naczyń można wlewać dowolne kompozycje.
Jewelcrafting
Rod jest szeroko stosowany w produkcji biżuterii, pełniąc jednocześnie dwie funkcje - ochronną i dekoracyjną. Na przykład srebro pokryte cienką warstwą rodu zyskuje głęboki połysk, nie ciemnieje i nie utlenia się w powietrzu, i kute złoto ze względu na wysoką twardość metalu (6 jednostek na szkołę. Mohsa) staje się bardziej trwałe i odporne na zużycie. Ponadto metal jest potrzebny do produkcji białego złota, które jest bardzo popularne wśród miłośników biżuterii, a jego tlenki biorą udział w tworzeniu czarnego złota - awangardowego trendu w modzie metali szlachetnych.
Zimny, ale jednocześnie głęboki i hipnotyzujący połysk rodu doskonale łączy się z cyrkoniami, cyrkonem, diamentami i wstawkami z metali szlachetnych. Ponadto metal jest często stosowany jako ligatura w produkcji biżuterii platynowej i palladowej. Produkty powlekane rodem nie wymagają regularnego czyszczenia i zachowują swój pierwotny połysk przez długi czas.
Oprócz funkcji dekoracyjnej rod znacznie zmniejsza alergenność białego złota, które przy stałym kontakcie ze skórą powoduje zaczerwienienie i swędzenie. Warstwa tego metalu zapobiega nieprzyjemnym konsekwencjom noszenia biżuterii, która jest szczególnie cenna dla osób cierpiących na choroby skóry. Jednak wraz z dużą liczbą zalet, rod ma nadal wady: osadzanie rodu wymaga okresowej aktualizacji, a jego obecność znacznie podnosi cenę biżuterii.
Oprócz rozważanych zastosowań rod jest wykorzystywany do produkcji monet. Tak więc w 2009 r. W mennicy amerykańskiej wyemitowano pierwsze czyste monety rodowe, które nie były używane jako środek płatniczy, ale służyły jako przedmiot inwestycji. Jednak nieco później (w 2014 r.) Narodowy Bank Rwandy wyemitował pierwszą monetę rodową w wysokości 10 franków rwandyjskich, która zaczęła być używana jako środek płatniczy.
Innym obszarem zastosowania tego metalu szlachetnego jest przemysł nuklearny. Detektory rodowe z powodzeniem stosuje się jako przyrządy pomiarowe do strumieni neutronów w reaktorach jądrowych.
Jakie zawiera komponenty radiowe?
W czasach radzieckich wierzono, że wiele komponentów radiowych wykonano z czystego rodu. Było to jednak dalekie od przypadku, a metal służył tylko do zakrycia styków złączy. Nie nadawał się do produkcji samych części, ponieważ były one kruche i wystarczająco kruche. Ale jako powłoka była niezbędna ze względu na dobrą odporność na korozję i wysoki współczynnik odbicia promieni elektromagnetycznych. Rodowane miały styki (kontaktrony) typu RES-55 (A) w serii RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 i RS 4569605.
Poniższy film pokaże, czym jest złoto rodowe.
