Hvad er rhodium, og hvor bruges det?

Rhodium er et sjældent ædelmetal og er velkendt for smykkeelskere. Rhodiumbelagt belægning forhindrer ridser og skrammer på ædle genstande, hvilket bidrager til at bevare det originale look i lang tid.

Rhodium er et kemisk grundstof N45 fra det periodiske system, som hører til platingruppens ædelmetaller. Grundstoffet blev opdaget af englænderen William Hyde Wollaston i 1803, mens han arbejdede med en platinløsning. I den opdagede kemikeren et lys rosa pulveragtigt stof kaldet rhodium, som betyder "rose" på græsk.

Rhodium er et af de sjældneste og dyreste metaller hvilket skyldes kompleksiteten af ​​dets adskillelse fra platin i industriel skala. I naturen er det til stede i mineraler, der inkluderer flere platinoider i deres sammensætning på én gang. Eksperter bemærker, at for at opnå 1 kg af dette metal kræves flere tons naturligt platin. Wollaston isolerede rhodium på følgende måde: efter syntesen af ​​natriumhydrogensalt af rhodium kalcinerede han et lyserødt-rødt pulver over en brintflamme i lang tid, hvilket resulterede i, at han kun modtog nogle få dråber rent metal.

Senere, gennem professor Lebedinskys indsats, blev en ny metode til at adskille rhodium opdaget. - udsættelse for opløsningen af ​​platinoidsalte ved kulde. Som et resultat af afkøling blev der dannet et bundfald i opløsningen, repræsenteret ved forbindelser af rhodium og iridium. Denne metode er blevet udbredt i den kemiske industri og bruges stadig i dag. I dag frigives der ved hjælp af Lebedinsky-teknikken omkring 30 tons rent metal årligt.

Hvad angår udseendet af rhodium, er de rød-lyserøde nuancer kun karakteristiske for dets forbindelser, mens selve metallet ligner sølv, selvom det er ringere end det i lysstyrke. Så, mængden af ​​lys, der reflekteres af dette metal er 80 %, mens dette tal for sølv er 95 %... På trods af dette bruges rhodium ofte til fremstilling af tekniske spejle i stedet for sølv. Dette skyldes platinoidens modstandsdygtighed og dets evne til at arbejde ved en øget tæthed af elektromagnetisk stråling, herunder det infrarøde område. Med andre ord kan rhodinering holde i mange år, mens forsølvning under lignende forhold ikke holder en dag.

Karakteriseringen af ​​metallet ville være ufuldstændig uden at nævne dets omkostninger. Prisen på ren rhodium varierer konstant og afhænger af den årlige produktionsmængde. Fra august 2016 kostede en troy ounce rhodium (31,1034768 g) således omkring 700 $, men i de efterfølgende år steg prisen kraftigt. I begyndelsen af ​​2020 blev en one-ounce rhodiumbar prissat til $9.000. De høje omkostninger forklares af det faktum, at metallet ikke har sit eget mineral og er indeholdt i indfødte platin-, nikkel- og kobbermalme samt i guldbærende sand som en ledsager.

Rhodium er et hårdt ædelt sølvagtigt metal, der overgår dets "progenitor" platin i kemisk resistens i mange ætsende miljøer. Den elektroniske formel for dets atom er som følger: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metallet opløses godt under kogning i aqua regia (en blanding af HCl og HNO3), i et H2SO4-koncentrat (ved opvarmning) og i hydrogenperoxid. Smeltepunktet er 1964 ° C, kogepunktet er 3697 ° C, densiteten af ​​metallet ved 20 ° C er 12,41 g / cm3. Rhodium tilhører gruppen af ​​sjældne jordarters metaller, i fast tilstand har det en sølvfarvet farve med en kold nuance.

Rhodium er kemisk stabilt, hvilket resulterer i, at det reagerer meget dårligt med ikke-metaller - først efter at have nået den røde varmetemperatur. Forsinket oxidation af metallet er kun mulig i knust tilstand og kun ved 1000 ° C.

En vigtig kvalitet ved metal er dets evne til at ændre sin farve, hvilket er særligt værdifuldt i smykker. Så når det brændes ved en temperatur på 800 ° C, bliver rhodium dækket af en oxidfilm, som forsvinder, når temperaturen stiger til 1000 ° C. Sort rhodium er især værdsat, hvilket er uundværligt i fremstillingen af ​​smykker i de mest udsøgte konfigurationer. En anden egenskab ved et metal er dets evne til at fungere som en katalysator for de fleste kemiske reaktioner. Så ved hjælp af knust rhodiumpulver kan almindelig vinalkohol omdannes til eddikesyre.

Den årlige verdensproduktion af rhodium er 30 tons. Sådanne små produktionsmængder skyldes det lave indhold af grundstoffet i jordens indre og fraværet af dets egne mineraler. De vigtigste forekomster af metallet er placeret i Sydafrika, som leverer 75-80% rhodium til det generelle marked. Mindre rige aflejringer findes i Canada, Columbia og Rusland - i lande med en gennemsnitlig koncentration af naturligt platin i jordens indre.

Ud over raffinering anses adskillelsen af ​​dens stabile isotop fra plutonium, uran og thorium, som er meget udbredt i atomkraft, som en lovende metode til at udvinde metal.At opnå rhodium på denne måde kan løse problemet med høj efterspørgsel og utilstrækkelige mængder metal udvundet ved forekomsterne. Under hensyntagen til den udviklede nukleare industri og det høje indhold af rhodium i nukleart brændsel (op til 400 g / t), kan problemet med rhodiummangel løses, og atomkraft vil blive hovedleverandøren af ​​dette metal til verdensmarkederne.

Anvendelsesområdet for rhodium er ret bredt. Metallet er efterspurgt i mange områder af den kemiske industri og forarbejdning, hvor det bruges som katalysator, strukturelle råmaterialer og smykkemateriale.

I denne egenskab bruges metallet i kemiske reaktioner, hvoraf den mest almindelige er fremstilling af eddikesyre fra methylalkohol. Det bruges også til at skabe neutraliserende filtre designet til at arbejde med udstødningsgasser fra biler. Og rhodium-platin-legeringer betragtes som de mest effektive katalysatorer i produktionen af ​​HNO3 ved oxidation af ammoniak ved hjælp af luft, og der er endnu ikke fundet noget alternativ til rhodium i denne produktion.

Rhodium er uundværligt i fremstillingen af ​​glas til flydende krystalanordninger, til fremstilling af hvilken dets legering med platin er taget. I denne henseende vokser forbruget af metal støt i forhold til væksten i produktionen af ​​moderne gadgets. Rhodium bruges aktivt i fremstillingen af ​​tekniske spejle, projektorer og andre reflekterende overflader, der vil blive brugt under ekstreme forhold og i laserinstallationer.

Det er umuligt ikke at nævne de platin-rhodium-digler, der bruges til dyrkning af ædelsten og krystaller med elektro-optiske egenskaber under laboratorieforhold.... I kombination med iridium eller platin bruges metallet ofte til fremstilling af termoelementer, der er nødvendige til måling af ekstreme temperaturer (over 2200 ° C). Det skal bemærkes metallets rolle i processen med fremstilling af laboratoriereagensglas og -kolber, der bruges til kemiske eksperimenter. På grund af det faktum, at rhodium ikke interagerer med praktisk talt nogen stoffer, kan enhver formulering hældes i sådanne retter.

Rhodium er meget udbredt til fremstilling af smykker og udfører to funktioner på én gang - beskyttende og dekorative. For eksempel, sølv belagt med et tyndt rhodiumlag får en dyb glans, bliver ikke mørkere eller oxiderer i luften, og rhodineret guld på grund af metallets høje hårdhed (6 enheder af Mohs-skolen) bliver mere holdbart og slidstærkt. Derudover er metallet nødvendigt for at opnå hvidguld, hvilket er meget populært blandt smykkeelskere, og dets oxider er involveret i skabelsen af ​​sort guld - avantgardetrenden inden for mode af ædle metaller.

Kold, men samtidig dyb og fascinerende rhodium-glans passer godt sammen med cubic zirconia, zirconia, diamanter og ædelmetal-indsatser. Derudover bruges metallet ofte som ligatur ved fremstilling af platin- og palladiumsmykker. Rhodiumbelagte produkter kræver ikke regelmæssig rengøring og bevarer deres originale glans i lang tid.

Ud over dens dekorative funktion reducerer rhodiumbelægning markant allergifremkaldelsen af ​​hvidguld, som ved konstant kontakt med huden forårsager rødme og kløe. Et lag af dette metal forhindrer de ubehagelige konsekvenser af at bære smykker, hvilket er særligt værdifuldt for mennesker, der lider af hudsygdomme. Men sammen med en lang række fordele har rhodiumbelægning stadig sine ulemper: rhodiumbelægning kræver periodisk fornyelse, og selve dens tilstedeværelse øger smykkets pris markant.

Ud over de omtalte anvendelsesområder anvendes rhodium til fremstilling af mønter. Så i 2009 blev de første rent rhodiummønter udstedt på US Mint, som ikke blev brugt som betalingsmiddel, men fungerede som en investering. Men lidt senere (i 2014) udstedte National Bank of Rwanda den første rhodiummønt med en pålydende værdi på 10 rwandiske francs, som begyndte at blive brugt som betalingsmiddel.

I sovjettiden troede man, at mange radiokomponenter var lavet af rent rhodium. Dette var dog langt fra tilfældet, og metallet blev kun brugt til at dække kontaktenes kontakter. Til fremstilling af selve delene var det ikke egnet, da det var ret skrøbeligt og alt for skørt. Men som belægning var den uerstattelig på grund af dens gode korrosionsbestandighed og høje reflektionsevne af elektromagnetiske stråler. Rhodiumbelagte kontakter (reed-relæer) af typen RES-55 (A) i RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 og RS 4569605-serien.

Den følgende video vil fortælle dig, hvad guldrhodiumbelægning er.