Co to jest rod i gdzie się go stosuje?

Rod jest rzadkim metalem szlachetnym i jest dobrze znany miłośnikom biżuterii. Powłoka rodowana zapobiega zarysowaniom i otarciom cennych przedmiotów, przyczyniając się do zachowania pierwotnego wyglądu na długi czas.

Rod to pierwiastek chemiczny N45 z układu okresowego pierwiastków, który należy do metali szlachetnych z grupy platynowców. Pierwiastek został odkryty przez Anglika Williama Hyde'a Wollastona w 1803 roku podczas pracy z roztworem platyny. Chemik odkrył w nim jasnoróżową sproszkowaną substancję zwaną rodem, co po grecku oznacza „różę”.

Rod to jeden z najrzadszych i najdroższych metali co wynika ze złożoności jej oddzielenia od platyny na skalę przemysłową. W naturze występuje w minerałach, które zawierają w swoim składzie kilka platynoidów jednocześnie. Eksperci zauważają, że aby uzyskać 1 kg tego metalu, potrzeba kilku ton rodzimej platyny. Wollaston wyodrębnił rod w następujący sposób: po syntezie sodowej soli wodorowej rodu długo kalcynował różowo-czerwony proszek nad płomieniem wodorowym, w wyniku czego otrzymał tylko kilka kropli czystego metalu.

Później, dzięki staraniom profesora Lebedinsky'ego, odkryto nową metodę oddzielania rodu. - ekspozycja na roztwór soli platynoidów przez zimno. W wyniku chłodzenia w roztworze powstał osad, reprezentowany przez związki rodu i irydu. Ta metoda stała się powszechna w przemyśle chemicznym i jest stosowana do dziś. Dziś, stosując technikę Lebedinsky'ego, rocznie uwalnia się około 30 ton czystego metalu.

Jeśli chodzi o wygląd rodu, czerwono-różowe odcienie są charakterystyczne tylko dla jego związków, podczas gdy sam metal wygląda podobnie do srebra, chociaż jest od niego gorszy pod względem jasności. Więc, ilość światła odbitego przez ten metal wynosi 80%, podczas gdy dla srebra liczba ta wynosi 95%... Mimo to do produkcji luster technicznych często stosuje się rod zamiast srebra. Wynika to z ogniotrwałości platynoidu i jego zdolności do pracy przy zwiększonej gęstości promieniowania elektromagnetycznego, w tym w zakresie podczerwieni. Innymi słowy, rodowanie może trwać wiele lat, podczas gdy srebrzenie w podobnych warunkach nie wytrzyma nawet jednego dnia.

Charakterystyka metalu byłaby niepełna bez podania jego kosztu. Cena czystego rodu stale się zmienia i zależy od rocznej wielkości produkcji. Tak więc w sierpniu 2016 roku uncja troy rodu (31.1034768 g) kosztowała około 700 dolarów, ale w kolejnych latach cena gwałtownie wzrosła. Na początku 2020 r. jedna uncja sztabki rodu została wyceniona na 9000 USD. Wysoki koszt tłumaczy się tym, że metal nie ma własnego minerału i jest zawarty w rodzimych rudach platyny, niklu i miedzi, a także w piaskach złotonośnych jako towarzysz.

Rod jest twardym, szlachetnym srebrzystym metalem, który przewyższa swoją „protoplastą” platynę pod względem odporności chemicznej w wielu środowiskach korozyjnych. Wzór elektroniczny jego atomu jest następujący: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metal dobrze rozpuszcza się podczas gotowania w wodzie królewskiej (mieszaninie HCl i HNO3), w koncentracie H2SO4 (po podgrzaniu) oraz w nadtlenku wodoru. Temperatura topnienia 1964 ° C, temperatura wrzenia 3697 ° C, gęstość metalu w 20 ° C 12,41 g / cm3. Rod należy do grupy metali ziem rzadkich, w stanie stałym ma srebrzysty kolor z zimnym odcieniem.

Rod jest stabilny chemicznie, przez co bardzo słabo reaguje z niemetalami - dopiero po osiągnięciu czerwonej temperatury ciepła. Opóźnione utlenianie metalu jest możliwe tylko w stanie zgniecionym i tylko w 1000 ° C.

Ważną cechą metalu jest jego zdolność do zmiany koloru, co jest szczególnie cenne w biżuterii. Tak więc podczas kalcynowania w temperaturze 800 ° C rod pokrywa się warstwą tlenku, która znika, gdy temperatura wzrasta do 1000 ° C. Szczególnie ceniony jest czarny rod, który jest niezbędny w produkcji biżuterii o najbardziej wykwintnych konfiguracjach. Inną właściwością metalu jest jego zdolność do działania jako katalizator większości reakcji chemicznych. Tak więc za pomocą pokruszonego proszku rodowego zwykły alkohol winny można przekształcić w kwas octowy.

Roczna światowa produkcja rodu wynosi 30 t. Tak małe wielkości produkcji wynikają z niskiej zawartości tego pierwiastka we wnętrzu ziemi i braku własnych minerałów. Główne złoża tego metalu znajdują się w Afryce Południowej, która dostarcza na rynek ogólny 75-80% rodu. Mniej bogate złoża znajdują się w Kanadzie, Kolumbii i Rosji – w krajach o średniej koncentracji rodzimej platyny we wnętrzu Ziemi.

Oprócz rafinacji, za obiecującą metodę ekstrakcji metalu uważa się oddzielenie jego stabilnego izotopu od plutonu, uranu i toru, które są szeroko stosowane w energetyce jądrowej.Pozyskanie w ten sposób rodu może rozwiązać problem dużego zapotrzebowania i niewystarczających ilości wydobywanego metalu w złożach. Biorąc pod uwagę rozwinięty przemysł jądrowy i wysoką zawartość rodu w paliwie jądrowym (do 400 g/t), problem niedoboru rodu może zostać rozwiązany, a głównym dostawcą tego metalu na rynki światowe stanie się energetyka jądrowa.

Zakres zastosowania rodu jest dość szeroki. Metal jest poszukiwany w wielu dziedzinach przemysłu chemicznego i przetwórstwa, gdzie jest używany jako katalizator, surowce strukturalne i materiał jubilerski.

W tym charakterze metal jest wykorzystywany w reakcjach chemicznych, z których najczęstszą jest produkcja kwasu octowego z alkoholu metylowego. Służy również do tworzenia filtrów neutralizujących przeznaczonych do pracy ze spalinami z samochodów. Natomiast stopy rodowo-platynowe są uważane za najskuteczniejsze katalizatory w produkcji HNO3 poprzez utlenianie amoniaku powietrzem i nie znaleziono jeszcze alternatywy dla rodu w tej produkcji.

Rod jest niezbędny do produkcji szkła do urządzeń ciekłokrystalicznych, do produkcji którego wykorzystywany jest jego stop z platyną. Pod tym względem zużycie metalu stale rośnie proporcjonalnie do wzrostu produkcji nowoczesnych gadżetów. Rod jest aktywnie wykorzystywany do produkcji luster technicznych, projektorów i innych powierzchni odblaskowych, które będą wykorzystywane w ekstremalnych warunkach oraz w instalacjach laserowych.

Nie sposób nie wspomnieć o tyglach platynowo-rodowych służących do hodowli kamieni szlachetnych i kryształów o właściwościach elektrooptycznych w warunkach laboratoryjnych.... W połączeniu z irydem lub platyną metal ten jest często używany do produkcji termopar potrzebnych do pomiaru ekstremalnych temperatur (powyżej 2200 ° C). Należy zwrócić uwagę na rolę metalu w procesie wytwarzania laboratoryjnych probówek i kolb wykorzystywanych do eksperymentów chemicznych. Ze względu na to, że rod nie wchodzi w interakcje z praktycznie żadną substancją, do takich naczyń można wlać dowolny preparat.

Rod jest szeroko stosowany w jubilerstwie, pełniąc jednocześnie dwie funkcje - ochronną i dekoracyjną. Na przykład, srebro pokryte cienką warstwą rodu nabiera głębokiego połysku, nie ciemnieje i nie utlenia się na powietrzu, i rodowane złoto dzięki wysokiej twardości metalu (6 jednostek szkoły Mohsa) staje się trwalsze i bardziej odporne na zużycie. Ponadto metal ten jest potrzebny do uzyskania bardzo popularnego wśród miłośników biżuterii białego złota, a jego tlenki biorą udział w tworzeniu czarnego złota - awangardowego trendu w modzie na metale szlachetne.

Zimny, ale jednocześnie głęboki i hipnotyzujący połysk rodu dobrze komponuje się z cyrkoniami, cyrkoniami, diamentami i wstawkami z metali szlachetnych. Ponadto metal jest często używany jako ligatura w produkcji biżuterii platynowej i palladowej. Produkty rodowane nie wymagają regularnego czyszczenia i długo zachowują swój pierwotny połysk.

Oprócz funkcji dekoracyjnej, rodowanie znacznie zmniejsza alergenność białego złota, które przy stałym kontakcie ze skórą powoduje zaczerwienienie i swędzenie. Warstwa tego metalu zapobiega nieprzyjemnym skutkom noszenia biżuterii, co jest szczególnie cenne dla osób cierpiących na choroby skóry. Jednak oprócz wielu zalet, rodowanie wciąż ma wady: rodowanie wymaga okresowej wymiany, a sama jego obecność znacznie podnosi cenę biżuterii.

Oprócz omówionych obszarów zastosowań, do produkcji monet używa się rodu. Tak więc w 2009 r. w mennicy amerykańskiej wyemitowano pierwsze monety z czystego rodu, które nie służyły jako środek płatniczy, ale służyły jako inwestycja. Jednak nieco później (w 2014 r.) Narodowy Bank Rwandy wyemitował pierwszą monetę rodową o nominale 10 franków ruandyjskich, która zaczęła być wykorzystywana jako środek płatniczy.

W czasach sowieckich wierzono, że wiele elementów radiowych wykonano z czystego rodu. Było to jednak dalekie od przypadku, a metal został użyty tylko do zakrycia styków złączy. Do produkcji samych części nie nadawał się, ponieważ był dość delikatny i nadmiernie kruchy. Ale jako powłoka była niezastąpiona ze względu na dobrą odporność na korozję i wysoki współczynnik odbicia promieni elektromagnetycznych. Styki rodowane (kontaktrony) typu RES-55 (A) serii RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 i RS 4569605.

Poniższy film powie Ci, czym jest złocenie rodem.