Kas ir rodijs un kur to izmanto?

Rodijs ir rets dārgmetāls, un tas ir labi zināms juvelierizstrādājumu cienītājiem. Ar rodiju pārklāts pārklājums novērš skrāpējumus un nobrāzumus uz dārgiem priekšmetiem, palīdzot saglabāt sākotnējo izskatu ilgu laiku.

Rodijs ir ķīmiskais elements N45 no periodiskās tabulas, kas pieder pie platīna grupas cēlmetāliem. Elementu atklāja anglis Viljams Haids Volastons 1803. gadā, strādājot ar platīna šķīdumu. Tajā ķīmiķis atklāja spilgti rozā pulverveida vielu, ko sauc par rodiju, kas grieķu valodā nozīmē "roze".

Rodijs ir viens no retākajiem un dārgākajiem metāliem kas ir saistīts ar tā atdalīšanas sarežģītību no platīna rūpnieciskā mērogā. Dabā tas atrodas minerālos, kuru sastāvā vienlaikus ir vairāki platinoīdi. Eksperti atzīmē, ka, lai iegūtu 1 kg šī metāla, ir nepieciešamas vairākas tonnas vietējā platīna. Volastons rodiju izolēja šādi: pēc rodija nātrija ūdeņraža sāls sintēzes viņš uz ūdeņraža liesmas ilgu laiku kalcinēja sārti sarkanu pulveri, kā rezultātā saņēma tikai dažus pilienus tīra metāla.

Vēlāk ar profesora Lebedinska pūlēm tika atklāta jauna rodija atdalīšanas metode. - aukstuma iedarbība uz platinoīdu sāļu šķīdumu. Atdzesēšanas rezultātā šķīdumā izveidojās nogulsnes, ko attēlo rodija un irīdija savienojumi. Šī metode ir kļuvusi plaši izplatīta ķīmiskajā rūpniecībā un tiek izmantota joprojām. Mūsdienās, izmantojot Lebedinska tehniku, katru gadu tiek izlaistas aptuveni 30 tonnas tīra metāla.

Runājot par rodija izskatu, sarkani rozā nokrāsas ir raksturīgas tikai tā savienojumiem, savukārt pats metāls izskatās līdzīgs sudrabam, lai gan pēc spilgtuma tas ir zemāks par to. Tātad, šī metāla atstarotās gaismas daudzums ir 80%, savukārt sudrabam šis rādītājs ir 95%... Neskatoties uz to, rodiju bieži izmanto tehnisko spoguļu ražošanā sudraba vietā. Tas ir saistīts ar platinoīda ugunsizturību un spēju strādāt pie paaugstināta elektromagnētiskā starojuma blīvuma, ieskaitot infrasarkano staru diapazonu. Citiem vārdiem sakot, rodija pārklājums var kalpot daudzus gadus, savukārt sudraba pārklājums līdzīgos apstākļos neizturēs pat dienu.

Metāla raksturojums būtu nepilnīgs, neminot tā izmaksas. Tīra rodija cena pastāvīgi mainās un ir atkarīga no gada ražošanas apjoma. Tādējādi uz 2016. gada augustu trojas unce rodija (31,1034768 g) maksāja aptuveni 700 USD, bet turpmākajos gados cena strauji pieauga. 2020. gada sākumā vienas unces rodija batoniņa cena bija 9000 USD. Augstās izmaksas izskaidro fakts, ka metālam nav sava minerāla, un tas ir ietverts vietējās platīna, niķeļa un vara rūdās, kā arī zeltu saturošās smiltīs kā kompanjons.

Rodijs ir ciets, sudrabains metāls, kas ķīmiskās izturības ziņā daudzās korozīvās vidēs pārspēj savu "cilvēku" platīnu. Tā atoma elektroniskā formula ir šāda: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Metāls labi šķīst vārot ūdens regijā (HCl un HNO3 maisījums), H2SO4 koncentrātā (karsējot) un ūdeņraža peroksīdā. Kušanas temperatūra ir 1964 ° C, viršanas temperatūra ir 3697 ° C, metāla blīvums 20 ° C temperatūrā ir 12,41 g / cm3. Rodijs pieder retzemju metālu grupai, cietā stāvoklī tam ir sudraba krāsa ar aukstu nokrāsu.

Rodijs ir ķīmiski stabils, kā rezultātā tas ļoti slikti reaģē ar nemetāliem - tikai pēc sarkanās karstuma temperatūras sasniegšanas. Metāla aizkavēta oksidēšana ir iespējama tikai sasmalcinātā stāvoklī un tikai 1000 ° C temperatūrā.

Svarīga metāla kvalitāte ir tā spēja mainīt krāsu, kas ir īpaši vērtīga rotaslietās. Tātad, kalcinējot 800 ° C temperatūrā, rodijs tiek pārklāts ar oksīda plēvi, kas pazūd, kad temperatūra paaugstinās līdz 1000 ° C. Īpaši tiek novērtēts melnais rodijs, kas ir neaizstājams izsmalcinātāko konfigurāciju rotaslietu ražošanā. Vēl viena metāla īpašība ir tā spēja darboties kā katalizators lielākajai daļai ķīmisko reakciju. Tātad, ar sasmalcināta rodija pulvera palīdzību parasto vīna spirtu var pārvērst etiķskābē.

Ikgadējā rodija produkcija pasaulē ir 30 tonnas.Šādi nelieli ražošanas apjomi ir saistīti ar zemo elementa saturu zemes iekšienē un savu minerālu neesamību. Galvenās metāla atradnes atrodas Dienvidāfrikā, kas vispārējam tirgum piegādā 75-80% rodija. Mazāk bagātas atradnes ir Kanādā, Kolumbijā un Krievijā - valstīs, kur zemes iekšienē ir vidēja vietējā platīna koncentrācija.

Papildus rafinēšanai par daudzsološu metodi metāla ieguvei tiek uzskatīta tā stabilā izotopa atdalīšana no plutonija, urāna un torija, ko plaši izmanto kodolenerģētikā.Rodija iegūšana šādā veidā var atrisināt problēmu, kas saistīta ar lielo pieprasījumu un nepietiekamu metāla daudzumu, ko iegūst atradnēs. Ņemot vērā attīstīto kodolrūpniecību un augsto rodija saturu kodoldegvielā (līdz 400 g/t), rodija deficīta problēmu var atrisināt, un kodolenerģija kļūs par galveno šī metāla piegādātāju pasaules tirgos.

Rodija pielietojuma joma ir diezgan plaša. Metāls ir pieprasīts daudzās ķīmiskās rūpniecības un pārstrādes jomās, kur to izmanto kā katalizatoru, strukturālās izejvielas un juvelierizstrādājumu materiālu.

Šajā kapacitātē metālu izmanto ķīmiskās reakcijās, no kurām visizplatītākā ir etiķskābes ražošana no metilspirta. To izmanto arī, lai izveidotu neitralizējošus filtrus, kas paredzēti darbam ar automašīnu izplūdes gāzēm. Un rodija-platīna sakausējumi tiek uzskatīti par visefektīvākajiem katalizatoriem HNO3 ražošanā, oksidējot amonjaku, izmantojot gaisu, un šajā ražošanā vēl nav atrasta alternatīva rodijam.

Rodijs ir neaizstājams šķidro kristālu ierīču stikla ražošanā, kuru ražošanai tiek ņemts tā sakausējums ar platīnu. Šajā sakarā metāla patēriņš nepārtraukti pieaug proporcionāli moderno ierīču ražošanas pieaugumam. Rodijs tiek aktīvi izmantots tehnisko spoguļu, projektoru un citu atstarojošu virsmu ražošanā, kuras tiks izmantotas ekstremālos apstākļos un lāzerinstalācijās.

Nevar nepieminēt platīna-rodija tīģeļus, ko izmanto dārgakmeņu un kristālu ar elektrooptiskām īpašībām audzēšanai laboratorijas apstākļos.... Kombinācijā ar irīdiju vai platīnu metālu bieži izmanto termopāru ražošanai, kas nepieciešami ekstremālu temperatūru (virs 2200 ° C) mērīšanai. Jāatzīmē metāla loma ķīmiskajiem eksperimentiem izmantojamo laboratorijas mēģeņu un kolbu ražošanas procesā. Tā kā rodijs praktiski nesadarbojas ar vielām, šādos trauciņos var ieliet jebkuru sastāvu.

Rodijs tiek plaši izmantots juvelierizstrādājumu izgatavošanā, veicot divas funkcijas vienlaikus - aizsargājošu un dekoratīvu. Piemēram, sudrabs, kas pārklāts ar plānu rodija slāni, iegūst dziļu spīdumu, nekļūst tumšāks un neoksidējas gaisā, un ar rodiju pārklātais zelts metāla augstās cietības dēļ (6 Mosa skolas vienības) kļūst izturīgāks un nodilumizturīgāks. Turklāt metāls ir nepieciešams, lai iegūtu balto zeltu, kas ir ļoti populārs juvelierizstrādājumu cienītāju vidū, un tā oksīdi ir iesaistīti melnā zelta radīšanā - avangarda tendence dārgmetālu modē.

Auksts, bet tajā pašā laikā dziļš un hipnotizējošais rodija spīdums lieliski sader ar kubisko cirkoniju, cirkoniju, dimantiem un dārgmetālu ieliktņiem. Turklāt metālu bieži izmanto kā ligatūru platīna un pallādija juvelierizstrādājumu ražošanā. Produktiem, kas pārklāti ar rodiju, nav nepieciešama regulāra tīrīšana un tie saglabā sākotnējo spīdumu ilgu laiku.

Papildus dekoratīvajai funkcijai rodija pārklājums ievērojami samazina baltā zelta alergēniskumu, kas, pastāvīgi saskaroties ar ādu, izraisa apsārtumu un niezi. Šī metāla slānis novērš nepatīkamās juvelierizstrādājumu nēsāšanas sekas, kas ir īpaši vērtīgi cilvēkiem, kuri cieš no ādas slimībām. Tomēr kopā ar daudzām priekšrocībām rodija pārklājumam joprojām ir savi trūkumi: rodija pārklājums prasa periodisku atjaunošanu, un tā klātbūtne ievērojami palielina rotaslietu cenu.

Papildus apspriestajām pielietojuma jomām rodijs tiek izmantots monētu ražošanā. Tātad 2009. gadā ASV naudas kaltuvē tika izlaistas pirmās tīri rodija monētas, kuras netika izmantotas kā maksāšanas līdzeklis, bet kalpoja kā ieguldījums. Taču nedaudz vēlāk (2014. gadā) Ruandas Nacionālā banka izlaida pirmo rodija monētu ar 10 Ruandas franku nominālu, ko sāka izmantot kā maksāšanas līdzekli.

Padomju laikos tika uzskatīts, ka daudzi radio komponenti ir izgatavoti no tīra rodija. Tomēr tas bija tālu no gadījuma, un metāls tika izmantots tikai savienotāju kontaktu aizklāšanai. Pašu detaļu ražošanai tas nebija piemērots, jo tas bija diezgan trausls un pārāk trausls. Bet kā pārklājums tas bija neaizvietojams, pateicoties tā labajai izturībai pret koroziju un augstu elektromagnētisko staru atstarošanos. RES-55 (A) tipa rodija pārklājuma kontakti (niedru releji) sērijās RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 un RS 4569605.

Šis video jums pastāstīs, kas ir zelta rodija pārklājums.