Какво е родий и къде се използва?

Родий е рядък благороден метал и е добре познат на любителите на бижута. Покритието с родиево покритие предотвратява надрасквания и ожулвания по скъпоценни предмети, допринасяйки за запазване на оригиналния вид за дълго време.

Родий е химичен елемент N45 от периодичната таблица, който принадлежи към благородните метали от групата на платината. Елементът е открит от англичанина Уилям Хайд Уоластън през 1803 г., докато работи с платинен разтвор. В него химикът открива ярко розово прахообразно вещество, наречено родий, което на гръцки означава „роза“.

Родият е един от най-редките и скъпи метали което се дължи на сложността на отделянето му от платината в индустриален мащаб. В природата той присъства в минерали, които включват няколко платиноида в състава си наведнъж. Експертите отбелязват, че за получаване на 1 кг от този метал са необходими няколко тона самородна платина. Уоластън изолира родия по следния начин: след синтеза на натриева водородна сол на родия, той калцинира розово-червен прах над водороден пламък за дълго време, в резултат на което получава само няколко капки чист метал.

По-късно с усилията на професор Лебедински е открит нов метод за отделяне на родий. - излагане на разтвор на платиноидни соли чрез студ. В резултат на охлаждане в разтвора се образува утайка, представена от съединения на родий и иридий. Този метод е широко разпространен в химическата промишленост и се използва и до днес. Днес, използвайки техниката на Лебедински, годишно се освобождават около 30 тона чист метал.

Що се отнася до външния вид на родия, червено-розовите нюанси са характерни само за неговите съединения, докато самият метал изглежда подобен на среброто, въпреки че е по-нисък от него по яркост. Така, количеството светлина, отразено от този метал, е 80%, докато за среброто тази цифра е 95%... Въпреки това, родий често се използва при производството на технически огледала вместо сребро. Това се дължи на рефрактерността на платиноида и способността му да работи при повишена плътност на електромагнитното лъчение, включително инфрачервения диапазон. С други думи, родиевото покритие може да продължи много години, докато сребърното покритие при подобни условия няма да издържи дори един ден.

Характеризирането на метала би било непълно, без да се споменава цената му. Цената на чистия родий варира постоянно и зависи от годишния обем на производство. Така към август 2016 г. тройунция родий (31,1034768 г) струваше около 700 долара, но през следващите години цената се повиши рязко. В началото на 2020 г. родий кюлче от една унция беше на цена от 9 000 долара. Високата цена се обяснява с факта, че металът няма собствен минерал и се съдържа в самородни платинени, никелови и медни руди, както и в златоносни пясъци като спътник.

Родият е твърд благороден сребрист метал, който превъзхожда своята "прародителска" платина по химическа устойчивост в много корозивни среди. Електронната формула на неговия атом е следната: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Металът се разтваря добре по време на кипене в царска вода (смес от HCl и HNO3), в концентрат на H2SO4 (при нагряване) и във водороден прекис. Точката на топене е 1964 ° C, точката на кипене е 3697 ° C, плътността на метала при 20 ° C е 12,41 g / cm3. Родий принадлежи към групата на редкоземните метали, в твърдо състояние има сребрист цвят със студен нюанс.

Родият е химически стабилен, в резултат на което реагира много слабо с неметали - само след достигане на температурата на червената топлина. Забавеното окисляване на метала е възможно само в натрошено състояние и само при 1000 ° C.

Важно качество на метала е способността му да променя цвета си, което е особено ценно в бижутата. Така че, когато се калцинира при температура 800 ° C, родият се покрива с оксиден филм, който изчезва, когато температурата се повиши до 1000 ° C. Особено ценен е черният родий, който е незаменим при производството на бижута с най-изискани конфигурации. Друго свойство на метала е способността му да действа като катализатор за повечето химични реакции. Така че, с помощта на натрошен родий на прах, обикновеният винен алкохол може да се превърне в оцетна киселина.

Годишното световно производство на родий е 30 т. Такива малки производствени обеми се дължат на ниското съдържание на елемента в земните недра и отсъствието на собствени минерали. Основните находища на метала се намират в Южна Африка, която доставя 75-80% от родий на общия пазар. По-малко богати находища се намират в Канада, Колумбия и Русия – в страни със средна концентрация на самородна платина в земните недра.

В допълнение към рафинирането, отделянето на неговия стабилен изотоп от плутоний, уран и торий, широко използвани в ядрената енергетика, се счита за обещаващ метод за извличане на метал.Получаването на родий по този начин може да реши проблема с голямото търсене и недостатъчните количества метал, добиван в находищата. Като се има предвид развитата ядрена индустрия и високото съдържание на родий в ядреното гориво (до 400 g / t), проблемът с дефицита на родий може да бъде решен и ядрената енергия ще стане основният доставчик на този метал на световните пазари.

Областта на приложение на родия е доста широка. Металът е търсен в много области на химическата промишленост и преработка, където се използва като катализатор, структурни суровини и материал за бижута.

В това си качество металът се използва в химични реакции, най-често срещаната от които е производството на оцетна киселина от метилов алкохол. Използва се и за създаване на неутрализиращи филтри, предназначени за работа с отработени газове от автомобили. Родиево-платинените сплави се считат за най-ефективните катализатори при производството на HNO3 чрез окисляване на амоняк с помощта на въздух и все още не е намерена алтернатива на родия в това производство.

Родият е незаменим при производството на стъкло за устройства с течни кристали, за производството на които се взема неговата сплав с платина. В тази връзка потреблението на метал нараства стабилно пропорционално на ръста в производството на съвременни джаджи. Родий се използва активно в производството на технически огледала, проектори и други отразяващи повърхности, които ще се използват в екстремни условия и в лазерни инсталации.

Невъзможно е да не споменем платинено-родиеви тигели, използвани за отглеждане на скъпоценни камъни и кристали с електрооптични свойства в лабораторни условия.... В комбинация с иридий или платина металът често се използва за производството на термодвойки, необходими за измерване на екстремни температури (над 2200 ° C). Трябва да се отбележи ролята на метала в процеса на производство на лабораторни епруветки и колби, използвани за химически експерименти. Поради факта, че родий не взаимодейства с практически никакви вещества, всяка формула може да се излее в такива ястия.

Родий намира широко приложение в бижутерията, изпълнявайки две функции едновременно - защитна и декоративна. Например, среброто, покрито с тънък слой родий, придобива дълбок блясък, не потъмнява и не се окислява на въздух, а златото с родиево покритие поради високата твърдост на метала (6 единици на школата на Mohs) става по-издръжливо и устойчиво на износване. Освен това металът е необходим за получаване на бяло злато, което е много популярно сред любителите на бижута, а неговите оксиди участват в създаването на черно злато - авангардната тенденция в модата на благородните метали.

Студен, но в същото време дълбок и хипнотизиращ блясък на родия се съчетава добре с фианити, цирконий, диаманти и вложки от благородни метали. Освен това металът често се използва като лигатура при производството на бижута от платина и паладий. Продуктите с родиево покритие не изискват редовно почистване и запазват оригиналния си блясък за дълго време.

В допълнение към декоративната си функция, родевото покритие значително намалява алергенността на бялото злато, което при постоянен контакт с кожата причинява зачервяване и сърбеж. Слой от този метал предотвратява неприятните последици от носенето на бижута, което е особено ценно за хора, страдащи от кожни заболявания. Въпреки това, наред с голям брой предимства, родиевото покритие все още има своите недостатъци: родиеното покритие изисква периодично подновяване, а самото му присъствие значително повишава цената на бижуто.

В допълнение към обсъдените области на приложение, родий се използва при производството на монети. Така през 2009 г. в Монетния двор на САЩ бяха издадени първите чисто родиеви монети, които не бяха използвани като платежно средство, а служеха като инвестиция. Въпреки това, малко по-късно (през 2014 г.), Националната банка на Руанда пусна първата родиева монета с номинал 10 руандски франка, която започна да се използва като платежно средство.

В съветско време се смяташе, че много радиокомпоненти са направени от чист родий. Това обаче далеч не беше така и металът беше използван само за покриване на контактите на конекторите. За производството на самите части не беше подходящ, тъй като беше доста крехък и прекалено крехък. Но като покритие той беше незаменим, поради добрата си устойчивост на корозия и високата отразяваща способност на електромагнитните лъчи. Родиеви контакти (тръстикови релета) от тип RES-55 (A) в серията RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 и RS 4569605.

Следващото видео ще ви разкаже какво е златно родиево покритие.