Mi az a ródium és hol használják?

A ródium egy ritka nemesfém, és jól ismert az ékszerek szerelmesei számára. A ródium bevonat megakadályozza az értékes tárgyak karcolódását és horzsolását, hozzájárulva az eredeti megjelenés hosszú távú megőrzéséhez.

A ródium egy N45 kémiai elem a periódusos rendszerből, amely a platinacsoport nemesfémei közé tartozik. Az elemet az angol William Hyde Wollaston fedezte fel 1803-ban, miközben platinaoldattal dolgozott. Ebben a vegyész felfedezett egy élénk rózsaszín porszerű anyagot, ródiumot, ami görögül „rózsát” jelent.

A ródium az egyik legritkább és legdrágább fém ami a platinától való ipari méretekben történő elválasztásának bonyolultságából adódik. A természetben olyan ásványokban van jelen, amelyek összetételükben egyszerre több platinoidot is tartalmaznak. A szakértők megjegyzik, hogy 1 kg fém előállításához több tonna natív platina szükséges. Wollaston a ródiumot a következő módon izolálta: a ródium nátrium-hidrogénsójának szintézise után hidrogénláng felett hosszú ideig rózsaszínes-vörös port kalcinált, aminek eredményeként csak néhány csepp tiszta fémet kapott.

Később Lebedinsky professzor erőfeszítései révén új módszert fedeztek fel a ródium elválasztására. - a platinoidsók oldatának hidegen való kitettsége. A lehűlés hatására az oldatban csapadék képződik, amelyet ródium és irídium vegyületei képviselnek. Ez a módszer széles körben elterjedt a vegyiparban, és ma is használatos. Ma a Lebedinsky technikával évente körülbelül 30 tonna tiszta fémet bocsátanak ki.

Ami a ródium megjelenését illeti, a vörös-rózsaszín árnyalatok csak a vegyületeire jellemzőek, míg maga a fém az ezüsthöz hasonlít, bár fényességében rosszabb. Így, a fém által visszavert fény mennyisége 80%, míg az ezüstnél ez a szám 95%.... Ennek ellenére a ródiumot gyakran használják a műszaki tükrök gyártásához ezüst helyett. Ez annak köszönhető, hogy a platinoid tűzálló, és képes megnövekedett elektromágneses sugárzás sűrűség mellett dolgozni, beleértve az infravörös tartományt is. Más szóval, a ródiumozás hosszú évekig is eltarthat, míg az ezüstözés hasonló körülmények között egy napig sem bírja.

A fém jellemzése hiányos lenne a költség említése nélkül. A tiszta ródium ára folyamatosan változik, és az éves termelési mennyiségtől függ. Így 2016 augusztusában egy troy uncia ródium (31,1034768 g) körülbelül 700 dollárba került, de a következő években az ára meredeken emelkedett. 2020 elején egy 1 unciás ródiumrúd ára 9000 dollár volt. A magas költségeket az magyarázza, hogy a fémnek nincs saját ásványa, és megtalálható a natív platina-, nikkel- és rézércekben, valamint társként aranytartalmú homokban.

A ródium egy kemény nemesezüst fém, amely számos korrozív környezetben felülmúlja "elődjét" a platinát vegyszerállóságában. Atomjának elektronképlete a következő: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. A fém jól oldódik forralás közben vízben (HCl és HNO3 keveréke), H2SO4 koncentrátumban (hevítéskor) és hidrogén-peroxidban. Olvadáspontja 1964 ° C, forráspontja 3697 ° C, a fém sűrűsége 20 ° C-on 12,41 g / cm3. A ródium a ritkaföldfémek csoportjába tartozik, szilárd állapotban ezüstös, hideg árnyalatú.

A ródium kémiailag stabil, ezért nagyon rosszul reagál nemfémekkel - csak a vörös hőfok elérése után. A fém késleltetett oxidációja csak zúzott állapotban és csak 1000 ° C-on lehetséges.

A fém fontos tulajdonsága a színváltoztató képessége, ami különösen értékes az ékszerekben. Tehát, amikor 800 ° C-on kalcinálják, a ródiumot oxidfilm borítja, amely eltűnik, amikor a hőmérséklet 1000 ° C-ra emelkedik. Különösen nagyra értékelik a fekete ródiumot, amely nélkülözhetetlen a legkiválóbb konfigurációjú ékszerek gyártásában. A fém másik tulajdonsága, hogy a legtöbb kémiai reakcióban katalizátorként működik. Tehát a zúzott ródiumpor segítségével a közönséges boralkohol ecetsavvá alakítható.

A ródium éves termelése 30 tonna, az ilyen kis termelési mennyiség a föld belsejében található elem alacsony tartalmának és a saját ásványi anyagok hiányának köszönhető. A fém fő lelőhelyei Dél-Afrikában találhatók, amely a ródium 75-80%-át szállítja az általános piacra. Kevésbé gazdag lelőhelyek találhatók Kanadában, Kolumbiában és Oroszországban – azokban az országokban, ahol átlagosan a natív platina koncentrációja van a föld belsejében.

A finomítás mellett ígéretes fémkinyerési módszernek számít stabil izotópjának az atomenergiában széles körben használt plutóniumtól, urániumtól és tóriumtól való elválasztása.A ródium ilyen módon történő kinyerése megoldhatja a nagy kereslet és a lelőhelyeken bányászott fémek elégtelen mennyiségének problémáját. Figyelembe véve a fejlett nukleáris ipart és a nukleáris üzemanyag magas ródiumtartalmát (400 g / t-ig), a ródiumhiány problémája megoldható, és az atomenergia lesz ennek a fémnek a világpiaci fő szállítója.

A ródium alkalmazási területe meglehetősen széles. A fémre a vegyipar és a feldolgozás számos területén van kereslet, ahol katalizátorként, szerkezeti alapanyagként és ékszeranyagként használják.

Ebben a minőségében a fémet kémiai reakciókban használják fel, amelyek közül a leggyakoribb az ecetsav metil-alkoholból történő előállítása. Használják semlegesítő szűrők létrehozására is, amelyek az autók kipufogógázaival működnek. A ródium-platina ötvözetek pedig a leghatékonyabb katalizátornak számítanak az ammónia levegővel történő oxidációjával történő HNO3 előállításában, és ebben a gyártásban még nem találtak alternatívát a ródium helyett.

A ródium nélkülözhetetlen a folyadékkristályos eszközök üvegének gyártásában, amelynek előállításához platinával készült ötvözetét használják fel. E tekintetben a fémfelhasználás folyamatosan növekszik a modern kütyük gyártásának növekedésével arányosan. A ródiumot aktívan használják műszaki tükrök, projektorok és más fényvisszaverő felületek gyártásában, amelyeket extrém körülmények között és lézeres telepítésekben használnak.

Nem is beszélhetünk a platina-ródium olvasztótégelyekről, amelyeket elektrooptikai tulajdonságokkal rendelkező drágakövek és kristályok laboratóriumi körülmények között történő termesztésére használnak.... A fémet irídiummal vagy platinával kombinálva gyakran használják extrém hőmérsékletek (2200 °C feletti) mérésére szolgáló hőelemek gyártásához. Meg kell jegyezni a fém szerepét a kémiai kísérletekhez használt laboratóriumi kémcsövek és lombikok gyártásában. Tekintettel arra, hogy a ródium gyakorlatilag semmilyen anyaggal nem lép kölcsönhatásba, bármilyen készítmény önthető az ilyen edényekbe.

A ródiumot széles körben használják ékszerkészítésben, egyszerre két funkciót lát el - védő és dekoratív. Például, a vékony ródiumréteggel bevont ezüst mély fényt kap, levegőn nem sötétedik és nem oxidálódik, a ródiummal bevont arany pedig a fém nagy keménysége miatt (a Mohs-iskola 6 egysége) tartósabbá és kopásállóbbá válik. Ezenkívül a fémre szükség van az ékszerek szerelmesei körében nagyon népszerű fehér arany megszerzéséhez, és oxidjai részt vesznek a fekete arany létrehozásában - ez az avantgárd irányzat a nemesfémek divatjában.

Hideg, de ugyanakkor mély és hipnotizáló ródiumfény illik a cirkóniához, cirkóniához, gyémántokhoz és nemesfém betétekhez. Ezenkívül a fémet gyakran használják ligatúraként platina és palládium ékszerek gyártása során. A ródiummal bevont termékek nem igényelnek rendszeres tisztítást, és hosszú ideig megőrzik eredeti fényüket.

A ródium bevonat dekoratív funkciója mellett jelentősen csökkenti a fehérarany allergén hatását, amely állandó bőrrel érintkezve kipirosodást és viszketést okoz. Ennek a fémnek egy rétege megakadályozza az ékszerek viselésének kellemetlen következményeit, ami különösen értékes a bőrbetegségekben szenvedők számára. A ródiumozásnak azonban számos előnye mellett vannak hátrányai is: a ródiumozás időszakos felújítást igényel, már a jelenléte is jelentősen megnöveli az ékszer árát.

A tárgyalt felhasználási területeken kívül a ródiumot az érmék gyártásához is használják. Így 2009-ben az amerikai pénzverdében kibocsátották az első tisztán ródium érméket, amelyeket nem fizetőeszközként, hanem befektetésként használtak. Azonban valamivel később (2014-ben) a Ruandai Nemzeti Bank kibocsátotta az első ródium érmét 10 ruandai frank címlettel, amelyet fizetőeszközként kezdtek használni.

A szovjet időkben azt hitték, hogy sok rádióalkatrész tiszta ródiumból készült. Ez azonban korántsem volt így, és a fémet csak a csatlakozók érintkezőinek takarására használták. Maguk az alkatrészek gyártásához nem volt alkalmas, mivel meglehetősen törékeny és túlságosan törékeny volt. De bevonatként pótolhatatlan volt, jó korrózióállósága és az elektromágneses sugarak nagy visszaverő képessége miatt. RES-55 (A) típusú ródium bevonatú érintkezők (reed relék) az RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 és RS 4569605 sorozatban.

A következő videóból megtudhatja, mi az a ródium aranyozás.