Vad är rodium och var används det?

Rhodium är en sällsynt ädelmetall och är välkänd för smyckevänner. Rhodiumbelagd sprayning förhindrar uppkomsten av repor och skrubber på ädla produkter, vilket hjälper till att bevara det ursprungliga utseendet under lång tid.

Rhodium är ett kemiskt element N45 från det periodiska systemet som tillhör platina-gruppens ädelmetaller. Elementet upptäcktes av engelsmannen William Hyde Wollaston 1803 när han arbetade med en platinalösning. I den upptäckte en kemist ett ljusrosa pulverformigt ämne, kallad rodium, vilket betyder "ros" på grekiska.

Rhodium är en av de sällsynta och dyraste metallerna, på grund av komplexiteten i dess separering från platina i industriell skala. I naturen finns det i mineraler som innehåller flera platinoider i deras sammansättning. Experter noterar att för att få 1 kg av denna metall krävs flera ton infödda platina. Wollaston isolerade rodium på följande sätt: efter syntetisering av natrium-väte-rodiumsaltet kalcinerade det ett rosa rött pulver över en vätgasflamma under lång tid, vilket resulterade i endast några droppar ren metall.

Senare, genom ansträngningarna från professor Lebedinsky, upptäcktes en ny metod för att isolera rodium. - exponering för en lösning av salter av platinoider i kylan. Som ett resultat av kylning bildades en fällning i lösning, vilken representerades av rodium och iridiumföreningar. Denna metod används i stor utsträckning inom den kemiska industrin och används fortfarande. Med Lebedinsky-tekniken släpps idag cirka 30 ton ren metall årligen.

När det gäller utseendet på rodium är de rödrosa nyanser karakteristiska endast för dess föreningar, medan metallen i sig själv ser ut som silver, även om den är underlägsen den i ljusstyrka. Till exempel, mängden ljus som reflekteras av denna metall är 80%, medan för silver är denna indikator 95%. Trots detta används vid tillverkning av tekniska speglar ofta rodium istället för silver. Detta beror på platinoids refraktoritet och dess förmåga att arbeta med ökad täthet av elektromagnetisk strålning, inklusive infraröd. Med andra ord kan en rodiumbeläggning pågå i många år, medan silversprutning under liknande förhållanden inte kommer att pågå en dag.

Karaktäriseringen av metallen skulle vara ofullständig utan att nämna dess värde. Priset på rent rodium förändras ständigt och beror på den årliga produktionsvolymen. Så i augusti 2016 kostade en troy ounce rodium (31.1034768 g) cirka $ 700, men under efterföljande år steg priset kraftigt. I början av 2020 var kostnaden för en ounce rodiumstång 9 000 dollar. Den höga kostnaden beror på att metallen inte har sitt eget mineral och ingår i nativ platina, nickel och kopparmalm, liksom i guldstrand som följeslagare.

Rhodium är en solid ädel silvermetall som överträffar sin "föregångare" platina i kemisk resistens i många korrosiva miljöer. Den elektroniska formeln för sin atom är som följer: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metallen löser sig väl under kokning i vattenregi (en blandning av HCl och HNO3), i H2SO4-koncentrat (vid upphettning) och i väteperoxid. Smältpunkten är 1964 ° C, kokpunkten är 3697 ° C, metallens densitet vid 20 ° C är 12,41 g / cm3. Rhodium tillhör gruppen av sällsynta jordartsmetaller, i fast tillstånd har den en silverfärg med en kall färg.

Rhodium är kemiskt stabilt, vilket resulterar i att det reagerar mycket dåligt med icke-metaller - uteslutande när temperaturen på röd värme uppnåtts. Långsam oxidation av metallen är möjlig endast i marktillstånd och endast vid 1000 ° C.

En viktig kvalitet på metall är dess förmåga att ändra sin nyans, vilket är särskilt värdefullt i smycken. Så när kalcinerad vid en temperatur av 800 ° C beläggs rodium med en oxidfilm, som försvinner med en ökning av temperaturen till 1000 ° C. Svart rodium uppskattas särskilt, vilket är oundgängligt för att tillverka smycken med de mest utsökta konfigurationerna. En annan egenskap hos metallen är dess förmåga att fungera som en katalysator för de flesta kemiska reaktioner. Så med hjälp av krossat rodiumpulver kan vanlig vinalkohol omvandlas till ättiksyra.

Den årliga globala produktionen av rodium är 30 ton. Sådana små produktionsvolymer beror på det låga halten av elementet i jordens inre och frånvaron av egna mineraler. De viktigaste metalluppsättningarna finns i Sydafrika, som levererar 75-80% rodium till den allmänna marknaden. Mindre rika insättningar finns i Kanada, Colombia och Ryssland - i länder med en genomsnittlig koncentration av inhemsk platina i jordens inre.

Utöver raffinering anses extraktionen av dess stabila isotop från plutonium, uran och thorium, som ofta används i kärnenergi, vara en lovande metod för metallbrytning.Att få rodium på detta sätt kan lösa problemet med hög efterfrågan och otillräckliga volymer metall som bryts i fälten. Med hänsyn till den utvecklade kärnkraftsindustrin och det höga halten rodium i kärnbränsle (upp till 400 g / ton) kan problemet med rodiumbrist lösas och kärnenergi blir den största leverantören av denna metall till världsmarknaderna.

Rhodiums omfattning är ganska bred. Metall efterfrågas inom många områden inom den kemiska industrin och bearbetningen, där den används som katalysator, strukturell råvara och smyckematerial.

I denna kapacitet används metall i kemiska reaktioner, av vilka den vanligaste är produktion av ättiksyra från metylalkohol. Det används också för att skapa filterneutralisatorer utformade för att arbeta med avgasbilar. Och rodium-platina-legeringar anses vara de mest effektiva katalysatorerna i produktionen av HNO3 genom oxidation av ammoniak med luft, och inget alternativ till rodium har hittills hittats i denna produktion.

Rhodium är oumbärligt vid tillverkningen av glas flytande kristallanordningar, för vilken de tar sin legering med platina. I detta avseende växer metallförbrukningen stadigt i proportion till tillväxten i produktionen av moderna prylar. Rhodium används aktivt vid tillverkning av tekniska speglar, strålkastare och andra reflekterande ytor som kommer att användas under extrema förhållanden och laserinstallationer.

Man kan inte annat än nämna platina-rodium-degel som används för odling av ädelstenar och kristaller med elektrooptiska egenskaper i laboratorieförhållanden. I kombination med iridium eller platina används metallen ofta för tillverkning av termoelement som är nödvändiga för att mäta extrema temperaturer (över 2200 ° C). Det är omöjligt att inte notera metallens roll i tillverkningsprocessen för laboratorieprovrör och kolvar som används för kemiska experiment. På grund av det faktum att rodium inte interagerar med nästan några ämnen, kan några kompositioner hällas i sådana skålar.

Rhodium används ofta vid tillverkning av smycken, och utför två funktioner samtidigt - skyddande och dekorativa. Till exempel silver belagd med ett tunt rodiumlager får en djup glans, mörknar inte och oxiderar inte i luften, och smidesguld på grund av metallens höga hårdhet (6 enheter per skola. Mohs) blir mer hållbar och slitstark. Dessutom behövs metall för att producera vitt guld, vilket är mycket populärt bland smyckälskare, och dess oxider är involverade i skapandet av svartguld - en avantgardetrend inom ädelmetallsmode.

Kallt, men samtidigt djupt och fascinerande rodiumglans kombineras perfekt med kubiska zirkoniumoxid, zirkonium, diamanter och ädelmetallinsatser. Dessutom används metall ofta som en ligatur vid tillverkningen av platina- och palladiumsmycken. Rhodiumbelagda produkter kräver inte regelbunden rengöring och behåller sin ursprungliga glans under lång tid.

Förutom den dekorativa funktionen, reducerar rodium avsevärt allergiframkallandet av vitt guld, vilket med konstant kontakt med huden orsakar rodnad och klåda. Ett lager av denna metall förhindrar de obehagliga konsekvenserna av att bära smycken, vilket är särskilt värdefullt för personer som lider av hudsjukdomar. Men med ett stort antal fördelar finns det fortfarande nackdelar med rodium: rodiumavlagring kräver periodisk uppdatering, och dess närvaro ökar priset på smycken avsevärt.

Förutom de ansökta applikationerna används rodium vid tillverkning av mynt. Så 2009 utfärdades de första rena rodiummynten på US Mint, som inte användes som betalningsmedel, utan tjänade som ett investeringsobjekt. Lite senare (2014) emitterade emellertid National Bank of Rwanda det första rodiummyntet på 10 rwandiska franc som började användas som betalningsmedel.

Under sovjetiden trodde man att många radiokomponenter var tillverkade av rent rodium. Detta var emellertid långt ifrån fallet och metall användes endast för att täcka kontakterna på kontakterna. Det var olämpligt för tillverkningen av själva delarna, eftersom de var ömtåliga och alltför spröda nog. Men som en beläggning var det oundgängligt på grund av dess goda motståndskraft mot korrosion och en hög reflektionskoefficient för elektromagnetiska strålar. Rhodiumpläterade hade kontakter (reed-omkopplare) av typen RES-55 (A) i serien RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 och RS 4569605.

Följande video berättar om vad rodiumguld är.