родій

1. Місце народження [ правити | правити код ]
2. каталізатори [ правити | правити код ]
3. Конструкційний матеріал [ правити | правити код ]
4. термопари [ правити | правити код ]
5. Матеріал контактних пар [ правити | правити код ]
6. Ювелірна справа [ правити | правити код ]
7. Ядерні реактори [ правити | правити код ]
8. Біологічна роль і фізіологічна дія [ правити | правити код ]

родій ← рутеній | паладій → Сріблясто-білий твердий метал. Назва, символ, номер Родій / Rhodium (Rh), 45 атомна маса
( молярна маса ) 102,90550 (2) [1] а. е. м. ( г / моль ) Електронна конфігурація [Kr] 4d8 5s1 радіус атома 134 пм ковалентний радіус 125 пм радіус іона (+ 3e) 68 пм електронегативність 2,28 (шкала Полінга) електродний потенціал + 0,8 ступені окислення 5, 4, 3, 2, 1, 0 енергія іонізації
(Перший електрон) 719,5 (7,46) кДж / моль ( еВ ) щільність (при н. у. ) 12,41 г / см³ Температура плавлення 1 963 ° C Температура кипіння 3727 ° C Уд. теплота плавлення 21,8 кДж / моль Уд. теплота випаровування 494 кДж / моль Питома теплоємність 24,95 [2] Дж / (K моль) молярний об'єм 8,3 см ³ / моль Структура ґратки кубічна
гранецентрированная параметри решітки a = 3,803 Å температура Дебая 480 K теплопровідність (300 K) 150 Вт / (м · К) номер CAS 7440-16-6

родій ( хімічний символ - Rh; лат. Rh odium) - елемент дев'ятої групи (в старій системі - побічної підгрупи восьмий групи) п'ятого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва , атомний номер - 45. проста речовина родій - твердий перехідний метал сріблясто-білого кольори . благородний метал платинової групи .

відкрито в Англії в 1803 році Вільямом Гайдом Волластоном в ході робіт з самородної платиною. Детальніше історію відкриття см. В статті паладій .

від грец. ῥόδον - троянда , Типові сполуки родію (III) мають глибокий темно червоний колір . Його можна побачити, розчинивши метал в царській горілці .

Родій дуже рідкісний і розсіяний елемент. У природі зустрічається лише ізотоп 103Rh. Середній вміст родію в земній корі 1⋅10-7% по масі, в кам'яних метеоритах 4,8⋅10-5%. Зміст родію підвищено в ультраосновних вивержених породах . Власних мінералів не має. Міститься в деяких золотих пісках Південної Америки. Міститься в нікелевих і платинових рудах у вигляді простого з'єднання. До 43% родію доводиться на мексиканські золоті родовища. Також міститься в изоморфной домішки мінералів групи осмистого іридію (до 3,3%), в міднонікілєвих рудах. Рідкісний різновид осмистого іридію - родієвий невьянськит - найбагатший родієм мінерал (до 11,3%).

Місце народження [ правити | правити код ]

Щорічно в світі видобувається менше 30 тонн родію. Родовища родію знаходяться на території ПАР , Канади, Колумбії, Росії [3] .

Родій витягують з самородної платини [3] . Сиру самородную платину поміщають в порцелянові котли, після чого обробляють царською горілкою при нагріванні протягом доби. Родій, майже вся платина, паладій, неблагородні метали (Залізо, мідь і інші), частково рутеній і іридій переходять в розчин, а в осаді залишається осмістий іридій, кварц, хромовий залізняк і інші домішки. Що залишився розчин випарюють, в осаді залишається до 6% родію, присутні також паладій, рутеній, іридій, платина (всю її за допомогою NH4Cl відокремити не вдається) і неблагородні метали. Цей осад розчиняють у воді і ще раз тим же способом відокремлюють платину. Розчин, в якому залишилися родій, рутеній і паладій, направляють на очищення і розділення.

Родій витягають різними способами. Відомий спосіб, запропонований радянським ученим В. В. Лебединським в 1932 р Спочатку на розчин діють нітритом натрію NaNO2. Таким чином осаджують і відокремлюють від розчину гідроксиду неблагородних металів. Родій зберігається в розчині в формі Na3 [Rh (NO2) 6]. Після цього дією NH4Cl на розчин на холоді виділяють родій у вигляді малорастворимого комплексу (NH4) 2Na [Rh (NO2) 6]. Однак при цьому разом з родієм в осад переходить і іридій. Інші платинові метали - рутеній, паладій і залишки платини - залишаються в розчині.

На осад діють розведеним їдким натром, що дозволяє розчинити його. З отриманого розчину дією аміаку і NH4Cl знову осаджують родій. Осадження відбувається за рахунок утворення малорастворимого комплексної сполуки [Rh (NH3) 3 (NO2) 3]. Відокремлений осад ретельно промивають розчином хлористого амонію. Після цього осад обробляють соляною кислотою, нагріваючи його в ній протягом декількох годин. Протікає реакція:

2 [R h (NH 3) 3 (NO 2) 3] + 6 HC l → 2 [R h (NH 3) 3 C l 3] + 3 NO 2 + 3 NO + 3 H 2 O {\ displaystyle {\ mathsf {2 [Rh (NH_ {3}) _ {3} (NO_ {2}) _ {3}] + 6HCl \ rightarrow 2 [Rh (NH_ {3}) _ {3} Cl_ {3}] + 3NO_ {2} + 3NO + 3H_ {2} O}}}

з утворенням тріамінтріхлоріда родію яскраво-жовтого кольору. Осад ретельно промивають водою, переводячи в стан, придатний для виділення металевого родію. Прожарювання отриманого з'єднання проводять протягом декількох годин при 800-900 ° C. Підсумком процесу є порошкоподібний продукт суміші родію з його оксидами. Порошок охолоджують, промивають розбавленою царської горілкою з метою усунути залишки незначної кількості неблагородних домішок, після чого при високій температурі відновлюють до металу в середовищі водню.

Родій - твердий метал сріблясто-сірого кольору. має високий коефіцієнт відображення електромагнітних променів видимої частини спектра , Тому широко використовується для виготовлення «поверхневих» дзеркал .

Природний родій складається з ізотопу 103Rh. Найбільш довгоживучі ізотопи

Ізотоп Період напіврозпаду 101Rh 3,3 року 102Rh 207 днів 102mRh 2,9 року 99Rh 16,1 днів

родій - благородний метал , По хімічній стійкості в більшості корозійних середовищ перевершує платину . Металевий родій розчиняється в царській горілці при кип'ятінні, в розплаві КНSО4, в концентрованої сірчаної кислоти при нагріванні, а також електрохімічних , анодно - в суміші перекису водню і сірчаної кислоти.

Родій характеризується високою хімічною стійкістю. З неметаллами він взаємодіє тільки при температурі червоного розжарювання . Дрібно подрібнений родій повільно окислюється тільки при температурі вище 600 ° C:

4 R h + 3 O 2 → 2 R h 2 O 3 {\ displaystyle {\ mathsf {4Rh + 3O_ {2} \ rightarrow 2Rh_ {2} O_ {3}}}}

При нагріванні родій повільно взаємодіє з концентрованою сірчаною кислотою , розчином гіпохлориту натрію і бромоводорода . При спіканні реагує з розплавами гідросульфату калію KHSO4, пероксиду натрію Na2O2 і пероксиду барію BaO2:

2 R h + 6 KHSO 4 → 2 K 3 [R h (SO 4) 3] + 3 H 2 {\ displaystyle {\ mathsf {2Rh + 6KHSO_ {4} \ rightarrow 2K_ {3} [Rh (SO_ {4} ) _ {3}] + 3H_ {2}}}} 2 R h + 3 B a O 2 → R h 2 O 3 + 3 B a O {\ displaystyle {\ mathsf {2Rh + 3BaO_ {2} \ rightarrow Rh_ {2} O_ {3} + 3BaO}}}

У присутності хлоридів лужних металів , Коли є можливість утворювати комплекси [RhX6] 3-, родій взаємодіє з хлором , Наприклад:

2 R h + 6 N a C l + 3 C l 2 → 2 N a 3 [R h C l 6] {\ displaystyle {\ mathsf {2Rh + 6NaCl + 3Cl_ {2} \ rightarrow 2Na_ {3} [RhCl_ { 6}]}}}

При дії на водні розчини солей і комплексів родію (III) лугами утворюється осад гідроксиду родію Rh (OH) 3:

2 N a 3 [R h C l 6] + 3 N a OH → R h (OH) 3 ↓ + 6 N a C l {\ displaystyle {\ mathsf {2Na_ {3} [RhCl_ {6}] + 3NaOH \ rightarrow Rh (OH) _ {3} \ downarrow + 6NaCl}}}

гідроксид і оксид родію (III) виявляють основні властивості і взаємодіють з кислотами з утворенням комплексів Rh (III):

R h 2 O 3 + 12 HC l → 2 H 3 [R h C l 6] + 3 H 2 O {\ displaystyle {\ mathsf {Rh_ {2} O_ {3} + 12HCl \ rightarrow 2H_ {3} [RhCl_ {6}] + 3H_ {2} O}}}

Вищу ступінь окислення +6 родій проявляє в гексафторид RhF6, який утворюється при прямому спалюванні родію у фтор . З'єднання нестійкий. За відсутності парів води гексафторид окисляє вільний хлор:

2 R h F 6 + 3 C l 2 → 2 R h F 3 + 6 C l F {\ displaystyle {\ mathsf {2RhF_ {6} + 3Cl_ {2} \ rightarrow 2RhF_ {3} + 6ClF}}}

У нижчих ступенях окислення +1 і +2 родій утворює комплексні сполуки .

каталізатори [ правити | правити код ]

• Родій застосовується в каталізаторах (до 81% всього виробництва), в тому числі в каталітичних фільтрах-нейтралізаторах вихлопних газів автомобілів.
• Застосовується як каталізатор в різних реакціях, наприклад, при отриманні оцтової кислоти з метилового спирту .
• Сплав родію з платиною - дуже ефективний каталізатор для виробництва азотної кислоти окисленням аміаку повітрям, і до сих пір його застосування немає альтернативи.

Конструкційний матеріал [ правити | правити код ]

• При виробництві скла (сплав платина -народилася - фільєри для стеклонитей, для рідкокристалічних екранів). У зв'язку з ростом виробництва рідкокристалічних пристроїв споживання родію швидко росте (в 2005 в виробництві скла було використано 1,55 тонни родію, в 2003 - 0,81 тонни).
• Металевий родій використовується для виробництва дзеркал, що піддаються сильному нагріванню (розжареного) для потужних лазерних систем (наприклад, фтороводородной лазерів ), А також для виробництва дифракційних решіток до приладів для аналізу речовини (спектрометри).
• Тиглі з платино-родієвим сплавів використовуються в лабораторних дослідженнях і для вирощування деяких дорогоцінних каменів і електрооптичних кристалів.

термопари [ правити | правити код ]

• термопари платина-родій та ін., для дуже ефективного і довговічного вимірювання високих (до 2200 ° C) температур знайшли широке застосування сплави родію з іридію (наприклад, ІР 40 \ 60).

Матеріал контактних пар [ правити | правити код ]

Завдяки високій стійкості до електроерозії родій і його сплави застосовуються в якості матеріалу для контактів ( геркони , роз'єми , ковзаючі контакти ).

Ювелірна справа [ правити | правити код ]

Використовуються гальванічні електроліти родирование (переважно сульфатні , сульфаматних і фосфатні ) Для отримання зносостійких і корозієстійких покриттів.

холодний білий блиск родію добре поєднується з діамантами , фіанітами та ін. вставками. Також родій додають в якості легуючої, зміцнює добавки в платину і паладій. Родием також покривають вироби з срібла , Що запобігає їх потемніння. Нанесення на ювелірний виріб родієвого покриття зменшує знос і збільшує твердість вироби, захищаючи від подряпин, і надає яскравий блиск.

У 2009 році приватний монетний двір США вперше в світі випустив монету з чистого родію. Через вкрай високої температури плавлення даного металу американським монетним двором був розроблений особливий процес виробництва монет з родію. Монети з родію були випущені не як платіжний засіб, а як об'єкт інвестування коштів [4] .

В 2014 році Національний банк Руанди вперше в світі випустив монету з чистого родію, як платіжний засіб. Монета була випущена номіналом 10 руандійських франків [5] .

Ядерні реактори [ правити | правити код ]

Родієві детектори застосовуються в реакторах для вимірювання нейтронного потоку.

У лютому 2006 ціни на родій досягли рекордного значення 3500 дол. За тройську унцію [6] . У січні 2008 року ціни на родій встановили новий рекорд - 7000 дол. За унцію. Після піку в 10100 дол. За унцію ціна на родій впала до 900 дол. На кінець листопада 2008 року в зв'язку з кризою в автомобілебудуванні. 19 листопада 2009 року ціна металу піднялася до 2600 доларів за унцію. У зв'язку з дуже високими цінами на чистий родій і при значному попиті і малому обсязі видобувається родію встає актуальне завдання для вирішення гострий дефіцит родію, виділення його стабільного ізотопу з уламків поділу ядерного палива (урану, плутонію, торію), де він накопичується в значних кількостях (до 130-180 грамів на тонну осколків), і з огляду на розвинуту атомну енергетику в найбільших індустріальних країнах, обсяг видобутку реакторного родію в кілька разів перевищить його видобуток з руд. Крім того, необхідні дослідження також і з питання режимів роботи реакторів, при яких кількість родію в процентному відношенні до маси осколків буде вище, і таким чином атомна промисловість може стати основним постачальником родію на світовий ринок.

Станом на вересень 2015 року середня ціна на родій становить 756,67 дол. За унцію [7] .

Біологічна роль і фізіологічна дія [ правити | правити код ]

Родій не грає біологічної ролі.

З'єднання родію досить рідко зустрічаються в повсякденному житті і їх вплив на людський організм до кінця не вивчено. Незважаючи на це, вони є високотоксичними і канцерогенними речовинами . LD50 хлориду родію для щурів - 12,6 мг / кг. солі родію здатні сильно фарбувати людську шкіру.

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 року (IUPAC Technical Report) (Англ.) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85, no. 5. - P. 1047-1078. - DOI : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Редкол .: Зефиров Н. С. (гол. Ред.). Хімічна енциклопедія: у 5 т. - М.: Радянська енциклопедія, 1995. - Т. 4. - С. 270. - 639 с. - 20 000 прим. - ISBN 5-85270-039-8 .
3. ↑ 1 2 Популярна бібліотека хімічних елементів. Родій. Книги. Наука і техніка
4. ↑ Ювелірні Известия. Щоденна газета для професіоналів (неопр.).
5. ↑ Omnicoin (неопр.).
6. ↑ Rhodium Charts
7. ↑ Світові товарні ринки: новини, огляди, статистика, ціни (неопр.). www.cmmarket.ru. Дата звернення 31 жовтня 2015.

• Хімічна енциклопедія / Редкол .: Кнунянц І. Л. та ін .. - М.: Радянська енциклопедія, 1995. - Т. 4 (Пол-Три). - 639 с. - ISBN 5-82270-092-4 .