Атомний номер хімічного елемента родію дорівнює 45, а його символом є буква Rh. Це відносно рідкісний перехідний метал, твердий, сріблясто-білий і стійкий до корозії. Це елемент платинової групи і благородний метал. У природі він містить лише ізотоп 103Rh. Родій є природним металом і зазвичай зустрічається як вільний метал, у сплавах з іншими металами або дуже рідко як хімічна сполука в таких мінералах, як боуїт і родплумсит. Це один з найдорожчих і рідкісних дорогоцінних металів.
Поряд з іншими металами платинової групи родій також міститься в нікелевих або платинових рудах. Він був названий на честь рожевого кольору однієї зі сполук хлору і був відкритий в одному з цих рудних родовищ Вільямом Хайдом Воластоном у 1803 році.
Основне використання елемента, який становить понад 80% усього родію, виробленого в усьому світі, є одним із каталізаторів у трикомпонентних каталітичних нейтралізаторах, що використовуються в автомобілях. Родій, як правило, легують платиною або паладієм і використовується в покриттях, стійких до високих температур і корозії, оскільки метал інертний до корозії та більшості агресивних хімічних речовин і зустрічається рідко. Покриття родієм часто використовується для покращення зовнішнього вигляду білого золота та запобігання корозії стерлінгового срібла.
Змішується двокомпонентний силікон, одним компонентом якого є гідрид кремнію, а іншим є кремній з вініловими кінцями; одна з цих рідин містить комплекс родію. Родій іноді використовується для зміцнення силікону.
Родієві детектори використовуються для вимірювання рівня нейтронного випромінювання в ядерних реакторах. Родій також використовується у виробництві оцтової кислоти та в техніках асиметричного гідрування, які використовуються для створення медичних прекурсорів.
Історія родію
Вільям Хайд Волластон відкрив родій у 1803 році (грецьке слово для родію — «троянда»), незабаром після відкриття паладію. Він використовував сиру платинову руду, швидше за все, з Південної Америки. У його методі руду розчиняли в царській горілці і нейтралізували кислим гідроксидом натрію (NaOH).
Потім він додав хлорид амонію і осадив платину у вигляді хлорплатината амонію.
цинк; Він випадав в осад з більшістю інших металів, включаючи мідь, свинець, паладій і родій. Усі метали, крім паладію та родію, розчиняли розведеною нітратною кислотою. Родій, Na3[RhCl6]·nH2На відміну від паладію, який осаджується додаванням хлориду натрію у вигляді O, він нерозчинний у царській горілці.
Рожево-червоний осад був очищений етанолом перед обробкою цинком, який витіснив родій з іонної комбінації та вивільнив його як вільний метал.
Протягом багатьох років цей рідкісний елемент використовувався дуже рідко; Наприклад, термопари з родію могли вимірювати температуру до 1800 °C на зламі століть. Вони дуже стабільні в діапазоні температур від 1300 до 1800 °C.
Як декоративне та корозійно-стійке покриття, гальванічне покриття є першим важливим застосуванням. Тристоронній каталітичний нейтралізатор був вперше використаний Volvo в 1976 році, що призвело до збільшення попиту на родій. У трикомпонентному каталітичному нейтралізаторі замість раніше використовуваних платини або паладію використовувався родій, щоб зменшити кількість NOx у вихлопі.
Міцний, сріблястий, довговічний металевий родій має високу світловідбивну здатність. Навіть при нагріванні металевий родій зазвичай не утворює оксид. Під час плавлення родій лише поглинає кисень; Застигаючи, він виділяє кисень. У порівнянні з платиною родій має меншу щільність і вищу температуру плавлення. Більшість кислот на нього не впливають; але азотна кислота робить його зовсім нерозчинним, тоді як царська горілка розчиняє його лише незначно.
Молекулярний склад родію
Родій належить до групи 9 періодичної таблиці, але електронна конфігурація в його крайніх оболонках відхиляється від норми для групи. Сусідні елементи ніобій (41), рутеній (44) і паладій (46) також виявляють цю особливість.
Зазвичай родій знаходиться в ступені окислення +3, але також були відзначені рівні окислення від 0 до +7.
Родій, на відміну від рутенію та осмію, не утворює летких кисневих сполук. Серед відомих на даний момент стабільних оксидів Rh2O3, RHO2, RHO2·xH2O, Na2RHO3, Sr3LiRhO6 ve Sr3NaRhO6 Там.
Майже кожен потенційний ступінь окислення сполук галогенів добре відомий. Деякі приклади включають хлорид родію (III), трифторид родію, пентафторид родію та гексафторид родію. Низькі ступені окислення стабільні лише за наявності лігандів.
Хлоротрис(трифенілфосфін)родій(I), каталізатор, використаний Вілкінсоном, є найбільш широко використовуваною сполукою родію та галогену. За допомогою цього каталізатора алкени гідроформілюються або гідрогенізуються.
Ізотопи родію
Родій містить лише ізотоп 103Rh у своєму природному стані. Радіоактивні елементи з найбільшим періодом напіврозпаду: 3,3Rh, який розпадається через 101 року, 207Rh, який розпадається через 102 днів, 2,9mRh, який розпадається через 102 року, і 16,1Rh, який розпадається через 99 дня. Було ідентифіковано ще двадцять радіоізотопів з атомною вагою від 92.926 93 u (116.925 Rh) до 117 100 u (20,8 Rh). За винятком 105Rh (35,36 годин) і 102Rh (0,141 годин), більшість з них мають період напіввиведення менше однієї години. Родій має низку метастанів, два найстабільніші стани — 101mRh (0,157 МеВ) і 4,34mRh (2,9 МеВ), обидва з періодами напіврозпаду XNUMX дня та приблизно XNUMX року відповідно (див. ізотопи родію).
Рутеній є основним продуктом розпаду, а захоплення електронів є основним методом розпаду для ізотопів менше 103 (стабільний ізотоп). Паладій є основним продуктом, а для ізотопів більше 103 основним механізмом розпаду є бета-випромінювання.
Наявність родію
Родій, один із найрідкісніших елементів у земній корі, вважається лише 0,0002 частин на мільйон (2 1010). Його дефіцит впливає на ціноутворення та комерційне застосування. Родій зазвичай міститься в нікелевих метеоритах у концентрації 1 pb. Згідно з тестами, кількість родію в деяких картоплях становить від 0,8 до 30 ppt.
Родій є важким металом для промислового видобутку, оскільки мінералів, що містять родій, дуже мало, і руди часто комбінують з іншими металами, такими як паладій, срібло, платина та золото. Коли платину знаходять, її видобувають із руд як білий інертний метал, який важко розчинити. Його основними джерелами є Південна Африка, Уральські гори в Росії та сектор видобутку мідно-нікелевих сульфідів у Північній Америці, зокрема Садбері, регіон Онтаріо. Незважаючи на дуже низький вміст родію в Садбері, великий обсяг переробленої нікелевої руди робить видобуток родію економічно вигідним.
Найбільше експортує родій Південна Африка (майже 2010% у 80 році), за нею йде Росія.
Щорічно у всьому світі виробляється 30 тонн. Ціни на Rhodium неймовірно мінливі. У 2007 році родій був майже у вісім разів дорожчий за золото, у 450 разів дорожчий за срібло та у 27.250 2008 разів дорожчий за мідь. У 10.000 році вартість на мить перевищила 350.000 2008 доларів за унцію (1.000 35.000 доларів за кілограм). У третьому кварталі 2010 року ціни на родій різко впали до менш ніж 2.750 доларів за унцію (97.000 2013 доларів за кілограм). На початку 1.000 року ціни зросли до XNUMX доларів (XNUMX XNUMX доларів за кілограм), що більш ніж удвічі перевищує ціну на золото, але наприкінці XNUMX року знову впало нижче XNUMX доларів.
Ціни на більшість металів впали внаслідок надлишку пропозиції та надзвичайно низьких цін на нафту, спричинених політичними та фінансовими проблемами. У 2014 і 2015 роках економіки Китаю, Індії та інших країн, що розвиваються, стагнували. Загалом у 2014 році в Китаї було вироблено 23.722.890 2015 31,1 автомобілів, за винятком мотоциклів [Потрібна додаткова інформація] У результаті ціна на родій наприкінці листопада 740,00 року становила XNUMX доларів США за тройську унцію (XNUMX грам).
Власники родію, металу з дуже нестабільною ринковою ціною, іноді перебувають у дуже вигідному становищі, оскільки видобуток руд, що містять більше родію, також потребує видобутку руд, що містять інші більш поширені дорогоцінні метали, насамперед платину та паладій, вартість яких є завищеною. Це створить пропозицію та знизить ціни на інші метали.
Ринок часто повністю обмежений щодо пропозиції родію, що підвищує ціни. Це пояснюється тим, що просто видобувати ці інші метали для отримання родію комерційно невигідно.
Відновлення ситуації з дефіцитом поставок може бути досить складним у майбутньому з багатьох причин, зокрема виробники не знають, скільки родію (та інших дорогоцінних металів) насправді використовується в каталітичних нейтралізаторах через багато років використання програмного забезпечення для обману викидів. Родій в основному міститься в перероблених каталітичних нейтралізаторах старих транспортних засобів. На початку листопада 2020 року спотова ціна родію становила 14.700 2021 доларів за тройську унцію. У Metals Daily ціна на родій зросла до 29.400 XNUMX доларів США за тройську унцію на початку березня XNUMX року.
Джерело: Вікіпедія
Günceleme: 17/05/2023 20:42