Co je rhodium a kde se používá?

Rhodium je vzácný drahý kov a je dobře známý milovníkům šperků. Rhodiovaný povlak zabraňuje poškrábání a oděru na drahocenných předmětech a přispívá k dlouhodobému zachování původního vzhledu.

Rhodium je chemický prvek N45 z periodické tabulky, který patří mezi ušlechtilé kovy skupiny platiny. Prvek objevil Angličan William Hyde Wollaston v roce 1803 při práci s roztokem platiny. V něm chemik objevil jasně růžovou práškovou látku zvanou rhodium, což v řečtině znamená „růže“.

Rhodium je jedním z nejvzácnějších a nejdražších kovů což je způsobeno složitostí jeho oddělení od platiny v průmyslovém měřítku. V přírodě je přítomen v minerálech, které ve svém složení zahrnují několik platinoidů najednou. Odborníci poznamenávají, že k získání 1 kg tohoto kovu je zapotřebí několik tun nativní platiny. Wollaston izoloval rhodium následujícím způsobem: po syntéze sodné hydrogensoli rhodia dlouho kalcinoval růžovočervený prášek nad vodíkovým plamenem, v důsledku čehož získal jen pár kapek čistého kovu.

Později byla díky úsilí profesora Lebedinského objevena nová metoda separace rhodia. - vystavení roztoku platinoidních solí chladem. V důsledku ochlazení se v roztoku vytvořila sraženina představovaná sloučeninami rhodia a iridia. Tato metoda se rozšířila v chemickém průmyslu a používá se dodnes. Dnes se pomocí Lebedinského techniky ročně uvolní asi 30 tun čistého kovu.

Pokud jde o vzhled rhodia, červeno-růžové odstíny jsou charakteristické pouze pro jeho sloučeniny, zatímco samotný kov vypadá podobně jako stříbro, i když je v jasu horší. Tak, množství světla odraženého tímto kovem je 80 %, zatímco u stříbra je toto číslo 95 %.... Navzdory tomu se rhodium často používá při výrobě technických zrcadel místo stříbra. Je to dáno žáruvzdorností platinoidu a její schopností pracovat při zvýšené hustotě elektromagnetického záření včetně infračerveného rozsahu. Jinými slovy, rhodiování může vydržet mnoho let, zatímco stříbření za podobných podmínek nevydrží ani den.

Charakterizace kovu by byla neúplná bez zmínky o jeho ceně. Cena čistého rhodia se neustále mění a závisí na ročním objemu produkce. Od srpna 2016 tak stála trojská unce rhodia (31,1034768 g) asi 700 dolarů, ale v následujících letech cena prudce vzrostla. Na začátku roku 2020 byla cena jedné unce rhodiové tyčinky 9 000 $. Vysoká cena je vysvětlena skutečností, že kov nemá svůj vlastní minerál a je obsažen v nativních platinových, niklových a měděných rudách a také ve zlatonosných píscích jako společník.

Rhodium je tvrdý ušlechtilý stříbřitý kov, který v mnoha korozivních prostředích překonává svou „předchůdkyni“ platinu v chemické odolnosti. Elektronový vzorec jeho atomu je následující: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Kov se dobře rozpouští při varu v aqua regia (směs HCl a HNO3), v koncentrátu H2SO4 (při zahřátí) a v peroxidu vodíku. Teplota tání je 1964 ° C, bod varu je 3697 ° C, hustota kovu při 20 ° C je 12,41 g / cm3. Rhodium patří do skupiny kovů vzácných zemin, v pevném stavu má stříbřitou barvu se studeným nádechem.

Rhodium je chemicky stabilní, v důsledku čehož velmi špatně reaguje s nekovy - pouze při dosažení červené teploty. Zpožděná oxidace kovu je možná pouze v rozdrceném stavu a pouze při 1000 ° C.

Důležitou vlastností kovu je jeho schopnost měnit barvu, což je cenné zejména u šperků. Takže při kalcinaci při teplotě 800 ° C se rhodium pokryje oxidovým filmem, který zmizí, když teplota stoupne na 1 000 ° C. Zvláště ceněno je černé rhodium, které je nepostradatelné při výrobě šperků těch nejvybranějších konfigurací. Další vlastností kovu je jeho schopnost působit jako katalyzátor pro většinu chemických reakcí. Takže pomocí drceného prášku rhodia lze obyčejný vinný alkohol přeměnit na kyselinu octovou.

Roční světová produkce rhodia je 30 t. Tak malé objemy produkce jsou způsobeny nízkým obsahem prvku v zemském nitru a absencí vlastních minerálů. Hlavní ložiska kovu se nacházejí v Jižní Africe, která dodává 75-80 % rhodia na obecný trh. Méně bohatá ložiska se nacházejí v Kanadě, Kolumbii a Rusku – v zemích s průměrnou koncentrací původní platiny v zemském nitru.

Kromě rafinace je za perspektivní metodu získávání kovu považována separace jeho stabilního izotopu od plutonia, uranu a thoria, které se hojně využívají v jaderné energetice.Získávání rhodia tímto způsobem může vyřešit problém vysoké poptávky a nedostatečného množství kovu těženého na ložiskách. S přihlédnutím k rozvinutému jadernému průmyslu a vysokému obsahu rhodia v jaderném palivu (až 400 g / t) lze problém nedostatku rhodia vyřešit a jaderná energetika se stane hlavním dodavatelem tohoto kovu na světové trhy.

Oblast použití rhodia je poměrně široká. Kov je žádaný v mnoha oblastech chemického průmyslu a zpracování, kde se používá jako katalyzátor, konstrukční suroviny a šperkařský materiál.

V této kapacitě se kov používá při chemických reakcích, z nichž nejčastější je výroba kyseliny octové z metylalkoholu. Používá se také k vytvoření neutralizačních filtrů určených pro práci s výfukovými plyny z automobilů. A slitiny rhodium-platina jsou považovány za nejúčinnější katalyzátory při výrobě HNO3 oxidací amoniaku pomocí vzduchu a v této výrobě zatím nebyla nalezena žádná alternativa k rhodiu.

Rhodium je nepostradatelné při výrobě skla pro zařízení s tekutými krystaly, k jejichž výrobě se používá jeho slitina s platinou. V tomto ohledu spotřeba kovu neustále roste úměrně s růstem výroby moderních gadgetů. Rhodium se aktivně používá při výrobě technických zrcadel, projektorů a dalších reflexních povrchů, které se uplatní v extrémních podmínkách a v laserových instalacích.

Nelze nezmínit platino-rhodiové kelímky používané pro pěstování drahých kamenů a krystalů s elektrooptickými vlastnostmi v laboratorních podmínkách.... V kombinaci s iridiem nebo platinou se kov často používá k výrobě termočlánků potřebných pro měření extrémních teplot (přes 2200 °C). Je třeba poznamenat roli kovu v procesu výroby laboratorních zkumavek a baněk používaných pro chemické experimenty. Vzhledem k tomu, že rhodium neinteraguje prakticky s žádnými látkami, lze do takových pokrmů nalít jakýkoli přípravek.

Rhodium je široce používáno při výrobě šperků, plní dvě funkce najednou - ochrannou a dekorativní. Například, stříbro potažené tenkou vrstvou rhodia získává hluboký lesk, netmavne ani neoxiduje na vzduchu, a rhodiované zlato se díky vysoké tvrdosti kovu (6 jednotek Mohsovy školy) stává trvanlivější a odolnější proti opotřebení. Kov je navíc potřeba k získání bílého zlata, které je mezi milovníky šperků velmi oblíbené a jeho oxidy se podílejí na vzniku černého zlata – avantgardního trendu v módě drahých kovů.

Studený, ale zároveň hluboký a hypnotizující rhodiový lesk se hodí k kubickým zirkonům, zirkonům, diamantům a vložkám z drahých kovů. Kromě toho se kov často používá jako ligatura při výrobě platinových a palladiových šperků. Rhodiované výrobky nevyžadují pravidelné čištění a po dlouhou dobu si zachovávají původní lesk.

Kromě dekorativní funkce rhodiování výrazně snižuje alergenicitu bílého zlata, které při neustálém kontaktu s pokožkou způsobuje zarudnutí a svědění. Vrstva tohoto kovu zabraňuje nepříjemným následkům nošení šperků, což je cenné zejména pro lidi trpící kožními chorobami. Spolu s velkým množstvím výhod má však rhodiování stále nevýhody: rhodiování vyžaduje pravidelnou obnovu a jeho samotná přítomnost výrazně zvyšuje cenu šperku.

Kromě diskutovaných oblastí použití se rhodium používá při výrobě mincí. V roce 2009 tedy byly v americké mincovně vydány první čistě rhodiové mince, které nesloužily jako platební prostředek, ale sloužily jako investice. O něco později (v roce 2014) však Národní banka Rwandy vydala první rhodiovou minci s nominální hodnotou 10 rwandských franků, která se začala používat jako platební prostředek.

V sovětských dobách se věřilo, že mnoho rádiových komponentů bylo vyrobeno z čistého rhodia. To však zdaleka neplatilo a kov sloužil pouze k zakrytí kontaktů konektorů. Pro výrobu samotných dílů to nebylo vhodné, protože bylo docela křehké a příliš křehké. Ale jako povlak byl nenahraditelný díky své dobré odolnosti proti korozi a vysoké odrazivosti elektromagnetických paprsků. Rhodiované kontakty (jazýčková relé) typu RES-55 (A) v řadě RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 a RS 4569605.

Následující video vám prozradí, co je to pozlacení rhodiováním.