Rhodium là gì và nó được sử dụng ở đâu?

Rhodium là một kim loại quý hiếm và nổi tiếng với những người yêu thích trang sức. Phun mạ Rhodium ngăn ngừa sự xuất hiện của các vết trầy xước và trầy xước trên các sản phẩm quý giá, giúp giữ gìn vẻ ngoài ban đầu trong một thời gian dài.

Rhodium là một nguyên tố hóa học N45 từ bảng tuần hoàn thuộc về các kim loại quý của nhóm bạch kim. Nguyên tố được phát hiện bởi người Anh William Hyde Wollaston vào năm 1803 khi làm việc với dung dịch bạch kim. Trong đó, một nhà hóa học đã phát hiện ra một chất phấn màu hồng sáng, được gọi là rhodium, có nghĩa là hoa hồng hồng trong tiếng Hy Lạp.

Rhodium là một trong những kim loại hiếm nhất và đắt nhất, do sự phức tạp của việc tách nó khỏi bạch kim ở quy mô công nghiệp. Trong tự nhiên, nó có mặt trong các khoáng chất bao gồm một số platinoids trong thành phần của chúng. Các chuyên gia lưu ý rằng để có được 1 kg kim loại này, cần phải có vài tấn bạch kim tự nhiên. Wollaston đã phân lập rhodium như sau: sau khi tổng hợp muối natri hydro-rhodium, nó nung một loại bột màu đỏ hồng trên ngọn lửa hydro trong một thời gian dài, chỉ tạo ra một vài giọt kim loại nguyên chất.

Sau đó, thông qua những nỗ lực của Giáo sư Lebedinsky, một phương pháp mới để phân lập rhodium đã được phát hiện. - tiếp xúc với dung dịch muối của platinoids trong lạnh. Kết quả của việc làm mát, một kết tủa được hình thành trong dung dịch, được thể hiện bằng các hợp chất rhodium và iridium. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong ngành hóa chất và vẫn được sử dụng. Ngày nay, bằng cách sử dụng kỹ thuật Lebedinsky, khoảng 30 tấn kim loại nguyên chất được phát hành hàng năm.

Đối với sự xuất hiện của rhodium, màu đỏ hồng chỉ là đặc trưng của các hợp chất của nó, trong khi bản thân kim loại trông giống như bạc, mặc dù nó kém hơn về độ sáng. Vậy lượng ánh sáng phản xạ bởi kim loại này là 80%, trong khi đối với bạc, chỉ số này là 95%. Mặc dù vậy, trong sản xuất gương kỹ thuật, rhodium thường được sử dụng thay vì bạc. Điều này là do tính khúc xạ của platinoid và khả năng hoạt động với mật độ bức xạ điện từ tăng, bao gồm cả tia hồng ngoại. Nói cách khác, một lớp phủ rhodium có thể tồn tại trong nhiều năm, trong khi phun bạc trong điều kiện tương tự sẽ không kéo dài một ngày.

Đặc tính của kim loại sẽ không đầy đủ mà không đề cập đến giá trị của nó. Giá của rhodium nguyên chất luôn thay đổi và phụ thuộc vào khối lượng sản xuất hàng năm. Vì vậy, vào tháng 8 năm 2016, một troy ounce rhodium (31.1034768 g) có giá khoảng 700 đô la, nhưng trong những năm tiếp theo giá tăng mạnh. Vào đầu năm 2020, chi phí của một thanh rhodium một ounce là 9.000 đô la. Chi phí cao là do kim loại không có khoáng chất riêng và được chứa trong quặng bạch kim, niken và đồng tự nhiên, cũng như trong cát vàng như một người bạn đồng hành.

Rhodium là một kim loại bạc quý hiếm, vượt qua cả tổ tiên của nó "bạch kim trong khả năng kháng hóa chất trong nhiều môi trường ăn mòn. Công thức điện tử của nguyên tử của nó như sau: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Kim loại hòa tan tốt trong quá trình đun sôi trong nước cường toan (hỗn hợp HCl và HNO3), trong H2SO4 đậm đặc (khi đun nóng) và trong hydro peroxide. Điểm nóng chảy là 1964 ° C, điểm sôi là 3697 ° C, mật độ của kim loại ở 20 ° C là 12,41 g / cm3. Rhodium thuộc nhóm kim loại đất hiếm, ở trạng thái rắn, nó có màu bạc với tông màu lạnh.

Rhodium ổn định về mặt hóa học, do đó nó phản ứng rất kém với phi kim loại - độc quyền khi đạt đến nhiệt độ của nhiệt đỏ. Quá trình oxy hóa chậm kim loại chỉ có thể ở trạng thái cơ bản và chỉ ở 1000 ° C.

Một chất lượng quan trọng của kim loại là khả năng thay đổi sắc thái của nó, đặc biệt có giá trị trong trang sức. Vì vậy, khi nung ở nhiệt độ 800 ° C, rhodium được phủ một lớp màng oxit, nó biến mất khi tăng nhiệt độ lên 1000 ° C. Đen rhodium được đặc biệt đánh giá cao, đó là điều không thể thiếu trong sản xuất đồ trang sức có cấu hình tinh tế nhất. Một tính chất khác của kim loại là khả năng hoạt động như một chất xúc tác cho hầu hết các phản ứng hóa học. Vì vậy, với sự trợ giúp của bột rhodium nghiền, rượu vang thông thường có thể được chuyển đổi thành axit axetic.

Sản lượng rhodium toàn cầu hàng năm là 30 tấn. Khối lượng sản xuất nhỏ như vậy là do hàm lượng nguyên tố thấp trong nội địa trái đất và không có khoáng chất của chính nó. Các mỏ kim loại chính được đặt tại Cộng hòa Nam Phi, nơi cung cấp 75-80% rhodium cho thị trường chung. Tiền gửi ít phong phú hơn được đặt tại Canada, Colombia và Nga - ở các quốc gia có nồng độ bạch kim bản địa trung bình trong nội địa.

Ngoài việc tinh chế, việc khai thác đồng vị ổn định của nó từ plutoni, urani và thori, được sử dụng rộng rãi trong năng lượng hạt nhân, được coi là một phương pháp khai thác kim loại đầy hứa hẹn.Thu được rhodium theo cách này có thể giải quyết vấn đề nhu cầu cao và khối lượng kim loại không đủ khai thác trên các cánh đồng. Có tính đến ngành công nghiệp hạt nhân phát triển và hàm lượng rhodium cao trong nhiên liệu hạt nhân (lên tới 400 g / tấn), vấn đề thiếu rhodium có thể được giải quyết, và năng lượng hạt nhân sẽ trở thành nhà cung cấp chính của kim loại này cho thị trường thế giới.

Phạm vi của rhodium khá rộng. Kim loại là nhu cầu trong nhiều lĩnh vực của ngành công nghiệp hóa chất và chế biến, nơi nó được sử dụng làm chất xúc tác, nguyên liệu cấu trúc và vật liệu trang sức.

Trong khả năng này, kim loại được sử dụng trong các phản ứng hóa học, phổ biến nhất là sản xuất axit axetic từ rượu metylic. Nó cũng được sử dụng để tạo ra các bộ trung hòa lọc được thiết kế để hoạt động với khí thải ô tô. Và hợp kim rhodium-platinum được coi là chất xúc tác hiệu quả nhất trong sản xuất HNO3 bởi quá trình oxy hóa amoniac bằng không khí và không có sự thay thế nào cho rhodium đã được tìm thấy trong sản xuất này.

Rhodium là không thể thiếu trong sản xuất các thiết bị tinh thể lỏng thủy tinh, để sản xuất chúng lấy hợp kim của nó với bạch kim. Về vấn đề này, tiêu thụ kim loại đang tăng trưởng tỷ lệ thuận với sự tăng trưởng trong sản xuất các thiết bị hiện đại. Rhodium được sử dụng tích cực trong sản xuất gương kỹ thuật, đèn rọi và các bề mặt phản chiếu khác sẽ được sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt và lắp đặt laser.

Không thể không nhắc đến nồi nấu kim loại platinum-rhodium được sử dụng để trồng đá quý và tinh thể có tính chất quang điện trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết hợp với iridium hoặc bạch kim, kim loại thường được sử dụng để sản xuất các cặp nhiệt điện cần thiết để đo nhiệt độ cực cao (trên 2200 ° C). Không thể không lưu ý đến vai trò của kim loại trong quy trình sản xuất ống nghiệm trong phòng thí nghiệm và bình được sử dụng cho các thí nghiệm hóa học. Do thực tế là rhodium không tương tác với hầu hết các chất, bất kỳ chế phẩm nào cũng có thể được đổ vào các món ăn như vậy.

Rhodium được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ trang sức, thực hiện hai chức năng cùng một lúc - bảo vệ và trang trí. Ví dụ bạc được phủ một lớp rhodium mỏng thu được ánh sáng sâu, không bị tối và không bị oxy hóa trong không khí, và vàng rèn do độ cứng cao của kim loại (6 đơn vị mỗi trường. Mohs) trở nên bền hơn và chống mài mòn. Ngoài ra, kim loại là cần thiết để sản xuất vàng trắng, rất phổ biến đối với những người yêu thích trang sức và các oxit của nó có liên quan đến việc tạo ra vàng đen - một xu hướng tiên phong trong thời trang của kim loại quý.

Lạnh, nhưng đồng thời ánh rhodium sâu và mê hoặc kết hợp hoàn hảo với khối zirconia, zirconi, kim cương và chèn kim loại quý. Ngoài ra, kim loại thường được sử dụng như một dây chằng trong sản xuất trang sức bạch kim và palađi. Các sản phẩm được phủ Rhodium không yêu cầu làm sạch thường xuyên và giữ được độ bóng ban đầu trong một thời gian dài.

Ngoài chức năng trang trí, rhodium làm giảm đáng kể tính gây dị ứng của vàng trắng, do tiếp xúc thường xuyên với da, gây đỏ và ngứa. Một lớp kim loại này ngăn ngừa hậu quả khó chịu khi đeo trang sức, đặc biệt có giá trị đối với những người mắc các bệnh về da. Tuy nhiên, cùng với một số lượng lớn các ưu điểm, vẫn còn những nhược điểm của rhodium: lắng đọng rhodium đòi hỏi phải cập nhật định kỳ, và sự hiện diện của nó làm tăng đáng kể giá trang sức.

Ngoài các ứng dụng được xem xét, rhodium được sử dụng trong sản xuất tiền xu. Vì vậy, vào năm 2009, những đồng xu rhodium nguyên chất đầu tiên đã được phát hành tại US Mint, không được sử dụng làm phương tiện thanh toán, mà phục vụ như một đối tượng đầu tư. Tuy nhiên, một lát sau (năm 2014), Ngân hàng Quốc gia Rwanda đã phát hành đồng rhodium đầu tiên gồm 10 franc Rancandan, bắt đầu được sử dụng như một phương tiện thanh toán.

Vào thời Xô Viết, người ta tin rằng nhiều thành phần vô tuyến được làm từ rhodium nguyên chất. Tuy nhiên, điều này khác xa với trường hợp và kim loại chỉ được sử dụng để che các tiếp điểm của các đầu nối. Nó không phù hợp để tự sản xuất các bộ phận, vì chúng dễ vỡ và quá giòn. Nhưng là một lớp phủ, nó là không thể thiếu, do khả năng chống ăn mòn tốt và hệ số phản xạ cao của các tia điện từ. Mạ Rhodium có các tiếp điểm (công tắc sậy) thuộc loại RES-55 (A) trong sê-ri RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 và RS 4569605.

Video sau đây sẽ nói về vàng rhodium là gì.