O que é ródio e onde é usado?

O ródio é um metal precioso raro e é bem conhecido dos amantes de jóias. A pulverização banhada a ródio evita o aparecimento de arranhões e arranhões nos produtos preciosos, ajudando a preservar a aparência original por um longo tempo.

O ródio é um elemento químico N45 da tabela periódica pertencente aos metais nobres do grupo da platina. O elemento foi descoberto pelo inglês William Hyde Wollaston em 1803 ao trabalhar com uma solução de platina. Nele, um químico descobriu uma substância em pó rosa brilhante, chamada ródio, que significa "rosa" em grego.

O ródio é um dos metais mais raros e mais caros, devido à complexidade de sua separação da platina em escala industrial. Na natureza, está presente em minerais que incluem vários platinóides em sua composição. Os especialistas observam que, para obter 1 kg deste metal, são necessárias várias toneladas de platina nativa. Wollaston isolou o ródio da seguinte maneira: após sintetizar o sal sódio-hidrogênio-ródio, calcinou um pó vermelho-rosa sobre uma chama de hidrogênio por um longo tempo, resultando em apenas algumas gotas de metal puro.

Mais tarde, através dos esforços do professor Lebedinsky, um novo método para isolar o ródio foi descoberto. - exposição a uma solução de sais de platinóides no frio. Como resultado do resfriamento, formou-se um precipitado em solução, representado por compostos de ródio e irídio. Este método é amplamente utilizado na indústria química e ainda é usado. Hoje, usando a técnica de Lebedinsky, cerca de 30 toneladas de metal puro são lançadas anualmente.

Quanto à aparência do ródio, os tons vermelho-rosa são característicos apenas de seus compostos, enquanto o próprio metal se parece com prata, embora seja inferior a ele no brilho. Então a quantidade de luz refletida por este metal é de 80%, enquanto para a prata esse indicador é de 95%. Apesar disso, na fabricação de espelhos técnicos, o ródio é frequentemente usado em vez da prata. Isso se deve à refratariedade do platinóide e sua capacidade de trabalhar com maior densidade de radiação eletromagnética, incluindo infravermelho. Em outras palavras, um revestimento de ródio pode durar muitos anos, enquanto a pulverização de prata em condições semelhantes não dura um dia.

A caracterização do metal seria incompleta sem mencionar seu valor. O preço do ródio puro muda constantemente e depende do volume anual de produção. Assim, em agosto de 2016, uma onça troy de ródio (31.1034768 g) custou cerca de US $ 700, mas nos anos subsequentes o preço aumentou acentuadamente. No início de 2020, o custo de uma barra de ródio de uma onça era de US $ 9.000. O alto custo se deve ao fato de o metal não possuir mineral próprio e estar contido em platina nativa, níquel e minério de cobre, bem como nas areias douradas como acompanhante.

O ródio é um metal sólido de prata nobre que supera a platina “progenitora” em resistência química em muitos ambientes corrosivos. A fórmula eletrônica de seu átomo é a seguinte: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. O metal se dissolve bem durante a ebulição em aqua regia (uma mistura de HCl e HNO3), em H2SO4 concentrado (quando aquecido) e em peróxido de hidrogênio. O ponto de fusão é 1964 ° C, o ponto de ebulição é 3697 ° C, a densidade do metal a 20 ° C é 12,41 g / cm3. O ródio pertence ao grupo de metais de terras raras, no estado sólido possui uma cor prata com um tom frio.

O ródio é quimicamente estável, pelo que reage muito mal com os não-metais - exclusivamente ao atingir a temperatura do calor vermelho. A oxidação lenta do metal é possível apenas no estado fundamental e apenas a 1000 ° C.

Uma qualidade importante do metal é sua capacidade de mudar de tom, o que é especialmente valioso em jóias. Assim, quando calcinado a uma temperatura de 800 ° C, o ródio é revestido com uma película de óxido, que desaparece com o aumento da temperatura para 1000 ° C. O ródio preto é especialmente apreciado, indispensável na fabricação de joias das mais requintadas configurações. Outra propriedade do metal é sua capacidade de atuar como um catalisador para a maioria das reações químicas. Assim, com a ajuda do pó de ródio triturado, o álcool comum do vinho pode ser convertido em ácido acético.

A produção global anual de ródio é de 30 toneladas, volumes tão pequenos de produção devido ao baixo conteúdo do elemento no interior da Terra e à ausência de seus próprios minerais. Os principais depósitos metálicos estão localizados na República da África do Sul, que fornece 75 a 80% de ródio ao mercado em geral. Depósitos menos ricos estão localizados no Canadá, Colômbia e Rússia - em países com uma concentração média de platina nativa no interior da Terra.

Além do refino, a extração de seu isótopo estável de plutônio, urânio e tório, amplamente utilizado em energia nuclear, é considerada um método promissor de mineração de metais.A obtenção de ródio dessa maneira pode resolver o problema de alta demanda e volumes insuficientes de metal extraído nos campos. Considerando a indústria nuclear desenvolvida e o alto teor de ródio no combustível nuclear (até 400 g / t), o problema da deficiência de ródio pode ser resolvido, e a energia nuclear se tornará o principal fornecedor desse metal para os mercados mundiais.

O escopo do ródio é bastante amplo. O metal é procurado em muitas áreas da indústria química e de processamento, onde é usado como catalisador, matéria-prima estrutural e material de joalheria.

Nesta capacidade, o metal é usado em reações químicas, sendo a mais comum a produção de ácido acético a partir de álcool metílico. Também é usado para criar neutralizadores de filtro projetados para trabalhar com gases de escape de automóveis. E as ligas de ródio-platina são consideradas os catalisadores mais eficazes na produção de HNO3 pela oxidação de amônia pelo ar, e ainda não foi encontrada nenhuma alternativa ao ródio nessa produção.

O ródio é indispensável na fabricação de dispositivos de cristal líquido de vidro, cuja produção eles levam sua liga com platina. Nesse sentido, o consumo de metais está crescendo de forma constante, proporcional ao crescimento da produção de aparelhos modernos. O ródio é usado ativamente na fabricação de espelhos técnicos, holofotes e outras superfícies refletivas que serão usadas em condições extremas e instalações a laser.

É impossível não mencionar os cadinhos de platina-ródio usados ​​para o cultivo de pedras preciosas e cristais com propriedades eletro-ópticas em condições de laboratório. Em combinação com irídio ou platina, o metal é frequentemente usado para a fabricação de termopares necessários para medir temperaturas extremas (acima de 2200 ° C). É impossível não notar o papel do metal no processo de fabricação de tubos de ensaio de laboratório e frascos usados ​​para experimentos químicos. Devido ao fato de o ródio não interagir com quase nenhuma substância, qualquer composição pode ser derramada em tais pratos.

O ródio é amplamente utilizado na fabricação de jóias, desempenhando duas funções ao mesmo tempo - protetor e decorativo. Por exemplo a prata revestida com uma fina camada de ródio adquire um brilho profundo, não escurece e não oxida no ar, e ouro forjado devido à alta dureza do metal (6 unidades por escola. Mohs) se torna mais durável e resistente ao desgaste. Além disso, o metal é necessário para produzir ouro branco, que é muito popular entre os amantes de jóias, e seus óxidos estão envolvidos na criação de ouro preto - uma tendência de vanguarda na moda dos metais preciosos.

O brilho de ródio frio, mas ao mesmo tempo profundo e fascinante, combina perfeitamente com zircônia cúbica, zircônio, diamantes e inserções de metais preciosos. Além disso, o metal é frequentemente usado como ligadura na fabricação de jóias de platina e paládio. Os produtos revestidos com ródio não requerem limpeza regular e mantêm o brilho original por um longo tempo.

Além da função decorativa, o ródio reduz significativamente a alergenicidade do ouro branco, que, com contato constante com a pele, causa vermelhidão e coceira. Uma camada desse metal evita as conseqüências desagradáveis ​​do uso de jóias, que são especialmente valiosas para pessoas que sofrem de doenças de pele. No entanto, juntamente com um grande número de vantagens, ainda existem desvantagens para o ródio: a deposição de ródio requer atualização periódica e sua presença aumenta significativamente o preço das jóias.

Além das aplicações consideradas, o ródio é utilizado na fabricação de moedas. Assim, em 2009, as primeiras moedas de ródio puro foram emitidas na Casa da Moeda dos EUA, que não eram usadas como meio de pagamento, mas serviam como objeto de investimento. No entanto, um pouco mais tarde (em 2014), o Banco Nacional de Ruanda emitiu a primeira moeda de ródio de 10 francos ruandeses, que começou a ser usada como meio de pagamento.

Nos tempos soviéticos, acreditava-se que muitos componentes de rádio eram feitos de ródio puro. No entanto, isso estava longe de ser o caso, e o metal era usado apenas para cobrir os contatos dos conectores. Não era adequado para a fabricação das peças, pois eram frágeis e excessivamente quebradiças. Mas, como revestimento, era indispensável, devido à sua boa resistência à corrosão e ao alto coeficiente de reflexão dos raios eletromagnéticos. O ródio possuía contatos (chaves reed) do tipo RES-55 (A) das séries RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 e RS 4569605.

O vídeo a seguir mostrará o que é o ouro ródio.