De rodium Det er et overgangsmetall som tilhører palladiumgruppen og hvis kjemiske symbol er Rh. Det er edelt, inert under normale forhold, mens det er sjeldent og dyrt, siden det er det nest minst rikelige metallet i jordskorpen. Det er heller ingen mineraler som representerer en lønnsom metode for å oppnå dette metallet..
Selv om utseendet er som et typisk sølvhvitt metall, har de fleste av forbindelsene en rødaktig farge til felles, i tillegg til at løsningene deres ser rosa ut. Derfor fikk dette metallet navnet 'rhodon', som er gresk for rosa..
Imidlertid er legeringene sølv, så vel som dyre, siden den blandes med platina, palladium og iridium. Den høye edle karakteren gjør det til et metall som nesten er immun mot oksidasjon, så vel som helt motstandsdyktig mot angrep av sterke syrer og baser; Derfor hjelper beleggene deres med å beskytte metallgjenstander, for eksempel smykker.
I tillegg til dekorativ bruk, kan rodium også beskytte verktøy som brukes ved høye temperaturer og i elektriske apparater..
Det er populært kjent for å bidra til å bryte ned giftige bilgasser (NOx) inne i katalysatorene. Det katalyserer også produksjonen av organiske forbindelser, som mentol og eddiksyre..
Interessant, den eksisterer bare i naturen som isotopen 103Rh, og dets forbindelser er enkle å redusere til metall på grunn av sin edle karakter. Av alle oksidasjonsnumrene er +3 (Rh3+) er den mest stabile og rikelig, etterfulgt av +1 og, i nærvær av fluor, +6 (Rh6+).
I metallisk tilstand er det ufarlig for helsen vår, med mindre vi puster de dispergerte partiklene i luften. Imidlertid betraktes de fargede forbindelsene eller saltene som kreftfremkallende, i tillegg til at de er sterkt festet til huden.
Artikkelindeks
Oppdagelsen av rodium ble ledsaget av palladium, begge metaller ble oppdaget av samme forsker: den engelske kjemikeren William H. Wollaston, som i 1803 undersøkte et platinamineral, antatt fra Peru..
Jeg visste fra den franske kjemikeren Hippolyte-Victor Collet-Descotils at det var rødlige salter i platinamineraler, hvis farge sannsynligvis skyldtes et ukjent metallelement. Dermed fordøyet Wollaston platinmalmen sin i aqua regia, og nøytraliserte deretter surheten til den resulterende blandingen med NaOH..
Fra denne blandingen måtte Wollaston, ved hjelp av nedbørsreaksjoner, gradvis skille metallforbindelsene; separert platina som (NH4)to[PtCl6], etter tilsetning av NH4Cl og andre metaller reduserte dem med metallisk sink. Han prøvde å oppløse disse svampete metallene med HNO3, etterlater to metaller og to nye kjemiske elementer: palladium og rodium.
Da han la til aqua regia, la han merke til at et metall nesten ikke løste seg opp, samtidig som det dannet et rødt bunnfall med NaCl: Na3[RhCl6] NHtoO. Det er her navnet kommer fra: den røde fargen på forbindelsene, betegnet med det greske ordet "rhodon".
Dette saltet ble redusert med metallisk sink, igjen, og oppnådde dermed svampaktig rodium. Og siden den gang ble teknikkene forbedret, i likhet med etterspørselen og teknologiske bruksområder, og endelig dukket opp skinnende rodiumbiter..
Hardt, sølvhvitt metall med praktisk talt ingen oksidlag ved romtemperatur. Imidlertid er det ikke et veldig formbart metall, noe som betyr at når det treffes, vil det sprekke.
102,905 g / mol
1964 ° C. Denne verdien er høyere enn kobolt (1495 ºC), noe som gjenspeiler en økning i styrken til den sterkeste metallbindingen når den faller ned gjennom gruppen..
3695 ° C Det er et av metallene med høyest smeltepunkt.
-12,41 g / ml ved romtemperatur
-10,7 g / ml ved smeltepunktet, det vil si akkurat når det smelter eller smelter
26,59 kJ / mol
493 kJ / mol
24,98 J / (mol K)
2.28 på Pauling-skala
-Først: 719,7 kJ / mol (Rh+ gassformig)
-Andre: 1740 kJ / mol (Rhto+ gassformig)
-Tredje: 2997 kJ / mol (Rh3+ gassformig)
150 W / (m K)
43,3 nΩ · m ved 0 ºC
6
Paramagnetisk
Rhodium, selv om det er et edelt metall, betyr ikke at det er et inert element. Det ruster nesten ikke under normale forhold; men når den varmes opp over 600 ° C, begynner overflaten å reagere med oksygen:
Rh (s) + Oto(g) → RhtoELLER3(s)
Og resultatet er at metallet mister sin karakteristiske sølvglans..
Det kan også reagere med fluorgass:
Rh (s) + Fto(g) → RhF6(s)
RhF6 den er sort. Hvis den varmes opp, kan den forvandles til RhF5, slippe fluor ut i miljøet. Når fluoreringsreaksjonen finner sted under tørre forhold, favoriseres dannelsen av RhF3 (rødt fast stoff) over RhF6. Andre halogenider: RhCl3, RhBr3 og RhI3 er dannet på en lignende måte.
Det kanskje mest overraskende med metallisk rodium er dens ekstreme motstand mot angrep fra etsende stoffer: sterke syrer og sterke baser. Aqua regia, en konsentrert blanding av saltsyre og salpetersyre, HCl-HNO3, kan oppløses med vanskeligheter, noe som resulterer i en rosa løsning.
Smeltede salter, slik som KHSO4, er mer effektive i å oppløse det, ettersom de fører til dannelse av vannløselige rodiumkomplekser.
Rodiumatomer krystalliserer seg til den ansiktssentrerte kubiske strukturen, fcc. Rh-atomer forblir forenede takket være deres metallbinding, en kraft som er ansvarlig i makroskala for de målbare fysiske egenskapene til metallet. I denne bindingen griper valenselektronene inn, som er gitt i henhold til den elektroniske konfigurasjonen:
[Kr] 4d8 5s1
Det er derfor et anomali eller unntak, siden det forventes å ha to elektroner i sin 5s-bane og syv i 4d-bane (adlyde Moeller-diagrammet).
Det er totalt ni valenselektroner som sammen med atomradiene definerer krystallfcc; struktur som ser ut til å være veldig stabil, siden det er lite informasjon om andre mulige allotropiske former under forskjellige trykk eller temperaturer.
Disse Rh-atomene, eller rettere deres krystallinske korn, kan samhandle på en slik måte at de lager nanopartikler med forskjellige morfologier..
Når disse Rh-nanopartiklene vokser på toppen av en mal (for eksempel et polymert aggregat), får de formene og dimensjonene på overflaten; således er mesoporøse rodiumkuler designet for å erstatte metallet i visse katalytiske anvendelser (som akselererer kjemiske reaksjoner uten å bli konsumert i prosessen).
Siden det er ni valenselektroner, er det normalt å anta at rodium kan "miste dem alle" i sin interaksjon i en forbindelse; det vil si forutsatt at det eksisterer Rh-kation9+, med et oksidasjonsnummer eller tilstand 9+ eller (IX).
De positive oksidasjonstallene som er funnet for rodium i forbindelsene varierer fra +1 (Rh+) til +6 (Rh6+). Av alle er +1 og +3 de vanligste, sammen med +2 og 0 (metallisk rodium, Rh0).
For eksempel i RhtoELLER3 oksidasjonsnummeret til rodium er +3, siden hvis det antar eksistensen av Rh3+ og en 100% ionisk karakter, vil summen av ladningene være lik null (Rhto3+ELLER3to-).
Et annet eksempel er representert av RhF6, der oksidasjonsnummeret nå er +6. Igjen vil bare den totale ladningen av forbindelsen forbli nøytral hvis det antas at Rh eksisterer.6+ (Rh6+F6-).
Jo mer elektronegativt atomet som rodium samhandler med, jo større er tendensen til å vise mer positive oksidasjonstall; slik er tilfellet med RhF6.
I tilfelle Rh0, tilsvarer atomene til krystall fcc koordinert med nøytrale molekyler; for eksempel CO, Rh4(CO)12.
I motsetning til andre metaller er det ikke noe mineral tilgjengelig som er rik nok på rodium til å gjøre det økonomisk å få fra det. Derfor er det snarere et biprodukt av industriell produksjon av andre metaller; spesifikt de edle eller deres kongenere (elementene i platinagruppen) og nikkel.
De fleste mineralene som brukes som råvarer kommer fra Sør-Afrika, Canada og Russland.
Produksjonsprosessen er kompleks fordi, selv om den er inert, finnes rodium i selskap med andre edle metaller, i tillegg til å ha urenheter som er vanskelige å fjerne. Derfor må det utføres flere kjemiske reaksjoner for å skille den fra den første mineralogiske matrisen..
Den lave kjemiske reaktiviteten holder den uendret mens de første metallene ekstraheres; inntil bare adelen er igjen (gullet blant dem). Disse edle metaller blir deretter behandlet og smeltet i nærvær av salter, slik som NaHSO.4, å ha dem i en flytende blanding av sulfater; i dette tilfellet Rhto(SW4)3.
Til denne blandingen av sulfater, hvorfra hvert metall utfelles separat gjennom forskjellige kjemiske reaksjoner, tilsettes NaOH for å danne rodiumhydroksid, Rh (OH)x.
Rh (OH)x oppløser tilsetning av HCl og danner dermed H3RhCl6, som fremdeles er oppløst og viser en rosa farge. Etter, H3RhCl6 reagerer med NH4Cl og NaNOto å utfelle som (NH4)3[Rh (NOto)6].
Igjen blir det nye faste stoffet oppløst på nytt i mer HC1, og mediet blir oppvarmet til en metallisk rodiumsvamp faller ut mens urenhetene forbrennes..
Dens edle karakter brukes til å dekke metallbiter med et belegg av det samme. På denne måten er sølvgjenstander belagt med rodium for å beskytte det mot oksidering og mørkning (danner et svart lag av AgO og AgtoS), pluss at de blir mer reflekterende (skinnende).
Slike belegg brukes på smykkeplagg, reflektorer, optiske instrumenter, elektriske kontakter og røntgenfiltre i diagnostisering av brystkreft..
Det er ikke bare et edelt metall, men også et hardt. Denne hardheten kan bidra til legeringene den utgjør, spesielt når det gjelder palladium, platina og iridium; hvorav de fra Rh-Pt er de mest kjente. Rhodium forbedrer også motstanden til disse legeringene mot høye temperaturer.
Rodium-platina-legeringer brukes for eksempel som et materiale for å lage briller som kan forme smeltet glass; ved fremstilling av termoelementer som er i stand til å måle høye temperaturer (mer enn 1000 ºC); smeltedigler, bøsninger for rengjøring av glassfibre, induksjonsovnspoler, flyturbinmotorer, tennplugger osv..
Rhodium kan katalysere reaksjoner enten som et rent metall eller koordinert med organiske ligander (organoriums). Katalysatortypen avhenger av den spesifikke reaksjonen som skal akselereres, samt andre faktorer..
For eksempel kan den i sin metalliske form katalysere reduksjonen av nitrogenoksider, NOx, til omgivende gasser oksygen og nitrogen:
2 NEIx → x Oto + Nto
Denne reaksjonen skjer konstant på daglig basis: i katalysatorene til kjøretøyer og motorsykler. Takket være denne reduksjonen blir gassene NOx de forurenser ikke byer i verre grad. For dette formål har mesoporøse rodiumnanopartikler blitt brukt, noe som ytterligere forbedrer nedbrytningen av NO-gasser.x.
Forbindelsen [RhCl (PPh3)3], kjent som en Wilkinson-katalysator, brukes til å hydrogenere (tilsett Hto) og hydroformylat (tilsett CO og H.to) alkener for å danne henholdsvis alkaner og aldehyder.
Rhodiumkatalysatorer brukes kort tid til å hydrogenere, karbonylere (tilsette CO) og hydroformylat. Resultatet er at mange produkter er avhengige av dem, for eksempel mentol, en essensiell kjemisk forbindelse i tyggegummi; i tillegg til salpetersyre, cykloheksan, eddiksyre, organosilikon, blant andre.
Rhodium, et edelt metall, selv om det sivet inn i kroppen vår, kunne ikke Rh-atomene (så vidt det vet) metaboliseres. Derfor utgjør de ingen helserisiko; med mindre det er for mange Rh-atomer spredt i luften, som kan ende opp med å samle seg i lungene og beinene.
Faktisk, i rhodium plating prosesser på smykker eller sølv smykker, er juvelerer utsatt for disse "puffs" av atomer; årsaken som de har lidd av ubehag i luftveiene. Når det gjelder risikoen for det finfordelte faststoffet, er det ikke engang brannfarlig; unntatt når du brenner i nærvær av OFto.
Rhodiumforbindelser er klassifisert som giftige og kreftfremkallende, hvis farger flekker huden dypt. Her ser vi en annen klar forskjell i hvordan egenskapene til et metallisk kation varierer sammenlignet med metallets.
Og til slutt, i økologiske forhold, gjør den knappe mengden rodium og mangelen på assimilering av planter det til et ufarlig element i tilfelle søl eller avfall; så lenge det er metallisk rodium.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.