Cos'è il rodio e dove viene utilizzato?

Il rodio è un metallo prezioso raro ed è ben noto agli amanti dei gioielli. Il rivestimento rodiato previene graffi e abrasioni sugli oggetti preziosi, contribuendo a preservarne a lungo l'aspetto originale.

Il rodio è un elemento chimico N45 della tavola periodica, che appartiene ai metalli nobili del gruppo del platino. L'elemento fu scoperto dall'inglese William Hyde Wollaston nel 1803 mentre lavorava con una soluzione di platino. In esso, il chimico ha scoperto una sostanza polverosa rosa brillante chiamata rodio, che significa "rosa" in greco.

Il rodio è uno dei metalli più rari e costosi che è dovuto alla complessità della sua separazione dal platino su scala industriale. In natura, è presente in minerali che includono diversi platinoidi nella loro composizione contemporaneamente. Gli esperti osservano che per ottenere 1 kg di questo metallo sono necessarie diverse tonnellate di platino nativo. Wollaston isolò il rodio nel modo seguente: dopo la sintesi del sale idrogeno sodico del rodio, calcinò a lungo una polvere rosa-rossa su una fiamma di idrogeno, a seguito della quale ottenne solo poche gocce di metallo puro.

Successivamente, grazie agli sforzi del professor Lebedinsky, fu scoperto un nuovo metodo per separare il rodio. - esposizione alla soluzione di sali platinoidi a freddo. Come risultato del raffreddamento, nella soluzione si è formato un precipitato, rappresentato da composti di rodio e iridio. Questo metodo è diventato molto diffuso nell'industria chimica ed è utilizzato ancora oggi. Oggi, utilizzando la tecnica Lebedinsky, vengono rilasciate circa 30 tonnellate di metallo puro all'anno.

Per quanto riguarda l'aspetto del rodio, le sfumature rosso-rosa sono caratteristiche solo per i suoi composti, mentre il metallo stesso sembra simile all'argento, sebbene sia inferiore ad esso in luminosità. Così, la quantità di luce riflessa da questo metallo è dell'80%, mentre per l'argento questa cifra è del 95%... Nonostante ciò, il rodio viene spesso utilizzato nella produzione di specchi tecnici al posto dell'argento. Ciò è dovuto alla refrattarietà del platinoide e alla sua capacità di lavorare a una maggiore densità di radiazioni elettromagnetiche, inclusa la gamma dell'infrarosso. In altre parole, la rodiatura può durare molti anni, mentre la placcatura in argento in condizioni simili non durerà nemmeno un giorno.

La caratterizzazione del metallo sarebbe incompleta senza menzionare il suo costo. Il prezzo del rodio puro varia costantemente e dipende dal volume di produzione annuale. Così, ad agosto 2016, un'oncia troy di rodio (31.1034768 g) costava circa $ 700, ma negli anni successivi il prezzo è aumentato notevolmente. All'inizio del 2020, un lingotto di rodio da un'oncia aveva un prezzo di $ 9.000. L'alto costo è spiegato dal fatto che il metallo non ha un proprio minerale ed è contenuto in minerali nativi di platino, nichel e rame, nonché nelle sabbie aurifere come compagno.

Il rodio è un metallo argenteo nobile duro che supera il suo "progenitore" platino nella resistenza chimica in molti ambienti corrosivi. La formula elettronica del suo atomo è la seguente: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Il metallo si dissolve bene durante l'ebollizione in acqua regia (una miscela di HCl e HNO3), in un concentrato di H2SO4 (quando riscaldato) e nel perossido di idrogeno. Il punto di fusione è 1964 ° C, il punto di ebollizione è 3697 ° C, la densità del metallo a 20 ° C è 12,41 g / cm3. Il rodio appartiene al gruppo dei metalli delle terre rare, allo stato solido ha un colore argenteo con una sfumatura fredda.

Il rodio è chimicamente stabile, per cui reagisce molto male con i non metalli - solo al raggiungimento della temperatura di calore rosso. L'ossidazione ritardata del metallo è possibile solo allo stato frantumato e solo a 1000°C.

Un'importante qualità del metallo è la sua capacità di cambiare colore, che è particolarmente preziosa in gioielleria. Quindi, quando calcinato a una temperatura di 800 ° C, il rodio si ricopre di un film di ossido, che scompare quando la temperatura sale a 1000 ° C. Particolarmente apprezzato è il rodio nero, indispensabile nella produzione di gioielli delle configurazioni più squisite. Un'altra proprietà di un metallo è la sua capacità di fungere da catalizzatore per la maggior parte delle reazioni chimiche. Quindi, con l'aiuto della polvere di rodio frantumata, il normale alcol del vino può essere trasformato in acido acetico.

La produzione mondiale annua di rodio è di 30 tonnellate, volumi di produzione così ridotti sono dovuti al basso contenuto dell'elemento all'interno della terra e all'assenza dei suoi minerali. I principali giacimenti del metallo si trovano in Sud Africa, che fornisce il 75-80% di rodio al mercato generale. Depositi meno ricchi si trovano in Canada, Colombia e Russia - in paesi con una concentrazione media di platino nativo nell'interno della terra.

Oltre alla raffinazione, la separazione del suo isotopo stabile da plutonio, uranio e torio, ampiamente utilizzati nell'energia nucleare, è considerata un metodo promettente per l'estrazione del metallo.Ottenere rodio in questo modo può risolvere il problema dell'elevata domanda e dei volumi insufficienti di metallo estratto nei giacimenti. Tenendo conto dell'industria nucleare sviluppata e dell'alto contenuto di rodio nel combustibile nucleare (fino a 400 g / t), il problema della carenza di rodio può essere risolto e l'energia nucleare diventerà il principale fornitore di questo metallo sui mercati mondiali.

Il campo di applicazione del rodio è piuttosto ampio. Il metallo è richiesto in molte aree dell'industria chimica e della lavorazione, dove viene utilizzato come catalizzatore, materie prime strutturali e materiale per gioielleria.

In questa veste, il metallo viene utilizzato nelle reazioni chimiche, la più comune delle quali è la produzione di acido acetico dall'alcol metilico. Viene anche utilizzato per creare filtri neutralizzanti progettati per funzionare con i gas di scarico delle automobili. E le leghe rodio-platino sono considerate i catalizzatori più efficaci nella produzione di HNO3 mediante l'ossidazione dell'ammoniaca mediante aria, e nessuna alternativa al rodio è stata ancora trovata in questa produzione.

Il rodio è indispensabile nella fabbricazione del vetro per dispositivi a cristalli liquidi, per la cui produzione viene presa la sua lega con platino. A tal proposito, il consumo di metallo è in costante crescita in proporzione alla crescita della produzione di gadget moderni. Il rodio è attivamente utilizzato nella produzione di specchi tecnici, proiettori e altre superfici riflettenti che verranno utilizzate in condizioni estreme e in installazioni laser.

Impossibile non citare i crogioli in platino-rodio utilizzati per coltivare pietre preziose e cristalli con proprietà elettro-ottiche in condizioni di laboratorio.... In combinazione con iridio o platino, il metallo viene spesso utilizzato per la fabbricazione di termocoppie necessarie per misurare temperature estreme (oltre 2200°C). Va notato il ruolo del metallo nel processo di produzione di provette di laboratorio e boccette utilizzate per esperimenti chimici. A causa del fatto che il rodio non interagisce praticamente con nessuna sostanza, qualsiasi formulazione può essere versata in tali piatti.

Il rodio è ampiamente utilizzato nella creazione di gioielli, svolgendo due funzioni contemporaneamente: protettiva e decorativa. Per esempio, l'argento rivestito con un sottile strato di rodio acquisisce una profonda lucentezza, non si scurisce né si ossida all'aria, e l'oro rodiato grazie all'elevata durezza del metallo (6 unità della scuola di Mohs) diventa più durevole e resistente all'usura. Inoltre, il metallo è necessario per ottenere l'oro bianco, molto popolare tra gli amanti dei gioielli, e i suoi ossidi sono coinvolti nella creazione dell'oro nero, la tendenza all'avanguardia nella moda dei metalli preziosi.

La lucentezza del rodio fredda, ma allo stesso tempo profonda e affascinante, si sposa bene con zirconi, zirconi, diamanti e inserti in metallo prezioso. Inoltre, il metallo viene spesso utilizzato come legatura nella produzione di gioielli in platino e palladio. I prodotti rodiati non richiedono una pulizia regolare e mantengono a lungo la loro lucentezza originale.

Oltre alla sua funzione decorativa, la rodiatura riduce notevolmente l'allergenicità dell'oro bianco che, a contatto costante con la pelle, provoca arrossamenti e prurito. Uno strato di questo metallo previene le spiacevoli conseguenze dell'indossare gioielli, che è particolarmente prezioso per le persone che soffrono di malattie della pelle. Tuttavia, insieme a un gran numero di vantaggi, la rodiatura presenta ancora degli svantaggi: la rodiatura richiede un periodico rinnovo e la sua stessa presenza aumenta notevolmente il prezzo di un gioiello.

Oltre alle aree di applicazione discusse, il rodio viene utilizzato nella fabbricazione di monete. Così, nel 2009, sono state emesse le prime monete puramente rodiate presso la Zecca degli Stati Uniti, che non sono state utilizzate come mezzo di pagamento, ma sono servite come investimento. Tuttavia, poco dopo (nel 2014), la Banca nazionale del Ruanda ha emesso la prima moneta in rodio con un taglio di 10 franchi ruandesi, che ha iniziato a essere utilizzata come mezzo di pagamento.

In epoca sovietica, si credeva che molti componenti radio fossero fatti di puro rodio. Tuttavia, questo era lontano dal caso e il metallo veniva utilizzato solo per coprire i contatti dei connettori. Per la fabbricazione delle parti stesse, non era adatto, poiché era piuttosto fragile e eccessivamente fragile. Ma come rivestimento era insostituibile, grazie alla sua buona resistenza alla corrosione e all'elevata riflettività dei raggi elettromagnetici. Contatti rodiati (relè reed) del tipo RES-55 (A) delle serie RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 e RS 4569605.

Il seguente video ti dirà cos'è la rodiatura in oro.