Keemilise elemendi roodiumi aatomnumber on 45 ja selle sümboliks on täht Rh. See on suhteliselt haruldane siirdemetall, mis on kõva, hõbevalge ja korrosioonikindel. See on plaatinarühma element ja väärismetall. See sisaldab loomulikult ainult 103Rh isotoopi. Roodium on looduslikult esinev metall ja seda leidub tavaliselt vaba metallina, sulamites teiste metallidega või väga harva keemilise ühendina mineraalides, nagu bowieite ja rodplumsiit. See on üks kõige kallimaid ja haruldasemaid väärismetalle.
Koos teiste plaatinarühma metallidega leidub roodiumi ka nikli- või plaatinamaakides. See sai nime ühe klooriühendi roosa värvi järgi ja William Hyde Wollaston avastas selle ühest neist maagimaardlatest 1803. aastal.
Elemendi, mis moodustab üle 80% kogu maailmas toodetavast roodiumist, peamine kasutusala on üks katalüsaatoritest autodes kasutatavates kolmekäigulistes katalüüsmuundurites. Roodium on tavaliselt legeeritud plaatina või pallaadiumiga ning seda kasutatakse kõrge temperatuuriga ja korrosioonikindlates kattekihtides, kuna metall on korrosiooni ja enamiku agressiivsete kemikaalide suhtes inertne ning on haruldane. Roodiumkatmist kasutatakse sageli valge kulla välimuse parandamiseks ja hõbeda korrosiooni vältimiseks.
Segatakse kaheosaline silikoon, mille üks komponent on ränihüdriid ja teine vinüülotsaga räni; üks neist vedelikest sisaldab roodiumikompleksi. Roodiumi kasutatakse aeg-ajalt silikoonide kõvendamiseks.
Roodiumidetektoreid kasutatakse tuumareaktorite neutronkiirguse taseme mõõtmiseks. Roodiumi kasutatakse ka äädikhappe tootmisel ja asümmeetrilistes hüdrogeenimismeetodites, mida kasutatakse ravimite lähteainete loomiseks.
Roodiumi ajalugu
William Hyde Wollaston avastas roodiumi 1803. aastal (roodiumi kreekakeelne sõna on "roos"), varsti pärast pallaadiumi avastamist. Ta kasutas toorplaatinamaaki, mis oli tõenäoliselt pärit Lõuna-Ameerikast. Tema meetodi kohaselt lahustati maak vees ja neutraliseeriti happelise naatriumhüdroksiidiga (NaOH).
Seejärel lisas ta ammooniumkloriidi ja sadestas plaatina ammooniumkloroplatinaadina.
tsink; See sadenes koos enamiku teiste metallidega, sealhulgas vase, plii, pallaadiumi ja roodiumiga. Kõik metallid peale pallaadiumi ja roodium lahustati lahjendatud lämmastikhappega. Roodium, Na3[RhCl6]·nH2Erinevalt pallaadiumist, mis sadestatakse naatriumkloriidi lisamisel O-na, on see vees lahustumatu.
Roosapunane sade puhastati enne tsingiga töötlemist etanooliga, mis surus roodiumi ioonsest kombinatsioonist välja ja vabastas selle vaba metallina.
Paljude aastate jooksul kasutati seda haruldast elementi ainult säästlikult; Näiteks roodiumist valmistatud termopaarid võisid sajandivahetusel mõõta temperatuuri kuni 1800 °C. Need on väga stabiilsed temperatuurivahemikus 1300–1800 °C.
Dekoratiivse ja korrosioonikindla kattena on galvaniseerimine esimene oluline rakendus. Kolmekäigulist katalüüsmuundurit kasutas Volvo esmakordselt 1976. aastal, mis tõi kaasa nõudluse suurenemise roodiumi järele. Kolmekäigulises katalüüsmuunduris kasutati varem kasutatud plaatina või pallaadiumi asemel roodiumi, et vähendada NOx kogust heitgaasides.
Tugev, hõbedane, kauakestev metallist roodium peegeldab hästi. Isegi kuumutamisel ei tekita roodiummetall tavaliselt oksiidi. Roodium neelab hapnikku ainult sulamisel; Kui see tahkub, eraldab see hapnikku. Võrreldes plaatinaga on roodiumil väiksem tihedus ja kõrgem sulamistemperatuur. Enamik happeid ei mõjuta seda; kuid lämmastikhape muudab selle täiesti lahustumatuks, samas kui aqua regia lahustab seda vaid veidi.
Roodiumi molekulaarne koostis
Roodium on perioodilisuse tabeli 9. rühma liige, kuid elektronide konfiguratsioon selle välimistes kestades erineb rühma normidest. Seda eripära näitavad ka lähedalasuvad elemendid nioobium (41), ruteenium (44) ja pallaadium (46).
Roodiumi leidub tavaliselt oksüdatsiooniastmes +3, kuid on täheldatud ka oksüdatsioonitasemeid 0 kuni +7.
Roodium, erinevalt ruteeniumist ja osmiumist, ei tooda lenduvaid hapnikuühendeid. Praegu teadaolevate stabiilsete oksiidide hulgas Rh2O3, RHO2, RHO2·xH2O, Na2RHO3, Sr3LiRhO6 ve Sr3NaRhO6 Seal.
Peaaegu kõik halogeenühendite potentsiaalsed oksüdatsiooniastmed on hästi teada. Mõned näited hõlmavad roodium(III)kloriidi, roodiumtrifluoriid, roodiumpentafluoriid ja roodiumheksafluoriid. Madalad oksüdatsiooniastmed on stabiilsed ainult siis, kui esinevad ligandid.
Klorotris(trifenüülfosfiin)roodium(I), Wilkinsoni kasutatav katalüsaator, on kõige laialdasemalt kasutatav roodium-halogeenühend. Alkeene hüdroformüülitakse või hüdrogeenitakse selle katalüsaatori abil.
Roodiumi isotoobid
Roodium sisaldab oma loomulikus olekus ainult 103Rh isotoopi. Kõige pikema poolestusajaga radioaktiivsed elemendid on 3,3Rh, mis laguneb 101 aasta pärast, 207Rh, mis laguneb 102 päeva pärast, 2,9 mRh, mis laguneb 102 aasta pärast ja 16,1Rh, mis laguneb 99 päeva pärast. On tuvastatud veel 92.926 radioisotoopi, mille aatommass on vahemikus 93 116.925 u (117 Rh) kuni 100 20,8 u (105 Rh). Välja arvatud 35,36Rh (102 tundi) ja 0,141Rh (101 tundi), on enamikul nende poolestusajad alla ühe tunni. Roodiumil on mitmeid metaolekuid, millest kaks kõige stabiilsemat olekut on 0,157 mRh (4,34 MeV) ja 2,9 mRh (XNUMX MeV), mõlema poolestusajad on vastavalt XNUMX päeva ja umbes XNUMX aastat (vt roodiumi isotoobid).
Ruteenium on peamine lagunemissaadus ja elektronide püüdmine on peamine lagunemismeetod alla 103 isotoopide puhul (stabiilne isotoop). Pallaadium on põhitoode ja suuremate kui 103 isotoopide puhul on beeta-emissioon peamine lagunemismehhanism.
Roodiumi saadavus
Roodiumi, mis on üks haruldasemaid elemente maakoores, arvatakse olevat vaid 0,0002 miljondikosa (2 1010). Selle nappus mõjutab selle hindu ja kaubanduslikke rakendusi. Roodiumi leidub tavaliselt nikli meteoriitides kontsentratsiooniga 1 pb. Katsete kohaselt on roodiumi sisaldus mõnes kartulis 0,8–30 ppt.
Roodium on raskesti tööstuslikult eraldatav metall, kuna roodiumi sisaldavaid mineraale on väga vähe ja maake kombineeritakse sageli teiste metallidega, nagu pallaadium, hõbe, plaatina ja kuld. Kui leitakse, kaevandatakse plaatina maakidest valge inertse metallina, mida on raske lahustada. Selle peamised allikad on Lõuna-Aafrika, Uurali mäed Venemaal ja vask-nikkelsulfiidi kaevandussektor Põhja-Ameerikas, eriti Sudbury, Ontario piirkond. Vaatamata Sudbury väga madalale roodiumisisaldusele muudab niklimaagi suur hulk töödeldud roodiumi taaskasutamise ökonoomseks.
Roodiumi ekspordib peamiselt Lõuna-Aafrika Vabariik (2010. aastal peaaegu 80%), millele järgneb Venemaa.
Igal aastal toodetakse maailmas 30 tonni. Roodiumi hinnakujundus on uskumatult muutlik. 2007. aastal oli roodium kaalu järgi peaaegu kaheksa korda kallim kui kuld, 450 korda kallim kui hõbe ja 27.250 2008 korda kallim kui vask. Maksumus ületas 10.000. aastal hetkega 350.000 2008 dollarit untsi kohta (1.000 35.000 dollarit kilogrammi kohta). 2010. aasta kolmandas kvartalis langesid roodiumi hinnad järsult alla 2.750 dollari untsi kohta (97.000 2013 dollarit kilogrammi kohta). 1.000. aasta alguses tõusid hinnad XNUMX dollarini (XNUMX XNUMX dollarit kilogrammi kohta), mis on kulla hinnast enam kui kaks korda kõrgem, kuid langesid XNUMX. aasta lõpuks uuesti alla XNUMX dollari.
Enamiku metallide hind langes poliitilistest ja rahalistest probleemidest tingitud ülepakkumise ja ülimadala naftahinna tõttu. 2014. ja 2015. aastal seisis Hiina, India ja teiste arengumaade majandus stagnatsioon. Hiina tootis 2014. aastal kokku 23.722.890 2015 31,1 autot, välja arvatud mootorrattad.[Vaja on lisateavet] Selle tulemusena oli roodiumi hind 740,00. aasta novembri lõpus XNUMX USA dollarit troiuntsi (XNUMX grammi) kohta.
Väga muutliku turuhinnaga metalli roodiumi omanikud on kohati väga soodsas olukorras, sest rohkem roodiumi sisaldavate maakide kaevandamiseks on vaja kaevandada ka muid rikkalikumaid väärismetalle, eelkõige plaatinat ja pallaadiumi, mis on ülehinnatud. See loob pakkumise ja alandab teiste metallide hindu.
Turg on sageli roodiumi pakkumise osas täiesti piiratud, mis tõstab hindu. Seda seetõttu, et roodiumi saamiseks ei ole kaubanduslikult otstarbekas neid teisi metalle lihtsalt ekstraheerida.
Tarnepuuduse olukorrast taastumine võib tulevikus olla üsna keeruline ja seda mitmel põhjusel, sealhulgas see, et tootjad ei tea, kui palju roodiumi (ja muid väärismetalle) katalüüsmuundurites tegelikult kasutatakse paljude aastate jooksul, kui kasutati heitkoguste petutarkvara. Roodiumi leidub enamasti kasutuselt kõrvaldatud vanade sõidukite ringlussevõetud katalüüsmuundurites. 2020. aasta novembri alguses oli roodiumi hetkehind 14.700 2021 dollarit troiuntsi kohta. Ajakirjas Metals Daily tõusis roodiumi hind 29.400. aasta märtsi alguses XNUMX XNUMX USA dollarini troiuntsi kohta.
Allikas: Wikipedia
Günceleme: 17/05/2023 20:42