Rodion historia, ominaisuudet, rakenne, käyttö, riskit

Hän rodium Se on siirtymämetalli, joka kuuluu Paladio -ryhmään ja jonka kemiallinen symboli on RH. Se on jalo, inertti normaaleissa olosuhteissa, vaikka se on harvinaista ja kallista, koska se on toinen maankuoren toiseksi runsas metalli. Ei myöskään mineraaleja, jotka edustavat kannattavaa hankkimismenetelmää tälle metallille.

Vaikka sen ulkonäkö on tyypillinen hopeavalkoinen metalli, useimmilla sen yhdisteillä on yleinen punertava väri, niiden ratkaisujen lisäksi. Siksi tälle metallille annettiin nimi 'Rhodon', joka kreikkalaisella tarkoittaa vaaleanpunaista.

Metallinen Rodio Pearl. Lähde: Hi-Res-kuvat kemiallisista elementeistä [CC 3: lla.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)]

Sen seokset ovat kuitenkin hopeaa, vaikka se on kalliita, koska se sekoitetaan platinan, paladiumin ja iridiumin kanssa. Sen korkea jalo luonne tekee siitä melkein immuuni metallin hapetukseen, samoin kuin täysin kestävän vahvojen happojen ja emäksen hyökkäyksille; Siksi heidän pinnoitteensa auttavat suojaamaan metalliesineitä, kuten jalokiviä.

Koristekulutuksensa lisäksi rodium voi myös suojata korkeissa lämpötiloissa käytetyt työkalut ja sähkölaitteissa.

Se on yleisesti tiedossa enemmän auttamaan hajottamaan myrkyllisiä kaasuja autoista (ei_x) Katalyyttisten muuntajien sisällä. Se katalysoi myös orgaanisten yhdisteiden, kuten mentolia ja etikkahappoa, tuotantoa.

Mielenkiintoista, että se on luonteeltaan vain isotooppina ¹⁰³Rh, ja sen yhdisteitä on helppo vähentää metallia sen jalan luonteen vuoksi. Kaikista hapettumisistaan ​​+3 (RH³⁺) on vakain ja runsas, jota seuraa +1 ja fluoridin läsnä ollessa +6 (RH⁶⁺-A.

Metallisessa tilassasi se on vaaraton terveydellemme, ellet hengitä hiukkasiasi hajaantuneita ilmaan. Niiden värikkäitä yhdisteitä tai suoloja pidetään kuitenkin syöpää aiheuttaen, sen lisäksi, että ne kiinnitetään voimakkaasti ihoon.

[TOC]

Historia

Rodion löytämiseen liittyi paladiumin löytö, molemmat metallit löysivät sama tutkija: englantilainen kemisti William H. Wollaston, joka on vuoteen 1803 mennessä tutkinut platina -mineraalia, oletettavasti Perusta.

Tiesin kiitoksen Hippolyte-Victor Collet-Descots, ranskalainen kemisti, joka platina-mineraaleissa olivat punertavia suoloja, joiden väri johtui todennäköisesti tuntemattomasta metallisesta elementistä. Siten Wollaston pilkkasi platina -mineraalinsa kuninkaalliseen veteen ja neutraloi sitten tuloksena olevan seoksen happamuuden NaOH: n kanssa.

Tästä seoksesta Wollastonilla oli saostumisreaktioiden kautta metalliyhdisteiden erottaminen; erotettu platina nimellä (NH₄-A₂[PTCL₆], kun NH on lisännyt₄CL ja muut metallit vähensivät niitä metallisella sinkillä. Näihin sieneihin metalleihin yritti liuottaa ne HNO: lla₃, Kahden metallin ja kaksi uutta kemiallista elementtiä jättäminen: Paladio ja Rodio.

Kun hän lisäsi kuninkaallista vettä, hän huomasi kuitenkin, että metalli oli tuskin liuennut, samalla kun muodosti punaisen sakan NaCl: n kanssa: na₃[RHCL₆] · NH₂JOMPIKUMPI. Tästä eteenpäin hänen nimensä tuli: yhdisteidensä punainen väri, joka on nimetty kreikkalaisella sanalla 'Rhodon'.

Tämä suola vähensi sitä metallisella sinkillä, jälleen kerran, mikä sai sienen ympäröimään. Ja siitä lähtien parantumisen tekniikat sekä kysyntä ja teknologiset sovellukset, lopulta loistavat rodiumpalat ilmestyvät.

Ominaisuudet

Fyysinen ulkonäkö

Hopeavalkoinen metalli, ilman käytännössä mitään oksidikerrosta huoneenlämpötilassa. Se ei kuitenkaan ole liian muokattava metalli, mikä tarkoittaa, että sen lyömisessä se halkeilee.

Voi palvella sinua: amorfinen hiili: mikä on, tyypit, ominaisuudet, käyttötarkoitukset

Moolimassa

102 905 g/mol

Sulamispiste

1964 ºC. Tämä arvo on korkeampi kuin koboltti (1495 ºC), mikä heijastaa voimakkaimman metallisen yhteyden lisääntymistä laskeutumalla ryhmän läpi.

Sulamispiste

3695 ºC. Se on yksi metalleista, joilla on korkeimmat sulamispisteet.

Tiheys

-12,41 g/ml huoneenlämpötilassa

-10,7 g/ml sulamispisteessä, eli juuri kun se sulaa tai sulaa

Sulamislämpö

26,59 kJ/mol

Höyrystyslämpö

493 kJ/mol

Molaarinen lämpökapasiteetti

24.98 J/(mol · k)

Elektronegatiivisuus

2.28 Pauling -asteikolla

Ionisaatioenergiat

-Ensimmäinen: 719,7 kJ/mol (RH⁺ kaasumainen)

-Toinen: 1740 kJ/mol (RH²⁺ kaasumainen)

-Kolmas: 2997 kJ/mol (RH³⁺ kaasumainen)

Lämmönjohtokyky

150 w/(m · k)

Sähkövastus

43,3 nω · m - 0 ºC

Mohsin kovuus

6

Magneettinen järjestys

Paragneettinen

Kemialliset reaktiot

Rodium, vaikka se on jalo metalli, ei tarkoita, että se on inertti elementti. Se tuskin hapettuu normaaleissa olosuhteissa; Mutta kun sitä lämmitetään yli 600 ° C, sen pinta alkaa reagoida hapen kanssa:

RH (s) +O₂(g) → RH₂JOMPIKUMPI₃(S)

Ja seurauksena on, että metalli menettää tyypillisen hopean kirkkauden.

Se voi myös reagoida fluorikaasun kanssa:

Rh (s) +f₂(g) → RHF₆(S)

RHF₆ on musta. Jos tätä lämmitetään, se voidaan muuttaa RHF: ksi₅, fluori ympäristölle. Kun floraatioreaktio kehittyy kuivissa olosuhteissa, RHF: n muodostumista suositaan₃ (punainen kiinteä) sen yläpuolella RHF₆. Muut halogeenurot: rhcl₃, Rhbr₃ ja Rhi₃ Ne muodostuvat samalla tavalla.

Ehkä yllättävin metallisesta ratsastamisesta on sen äärimmäinen vastus syövyttävien aineiden hyökkäykselle: vahvat hapot ja emäkset. REGIA-VESI, Konsentroidut seoksen suola- ja typpihappojen, HCL-HNO₃, Voit liuottaa sen vaikeudella, mikä aiheuttaa vaaleanpunaisen väriliuoksen.

Sulat suolat, kuten KHSO₄, Ne ovat tehokkaampia sen liuottamiseksi, koska ne johtavat leikkauksen rodiumkompleksien muodostumiseen.

Elektroninen rakenne ja kokoonpano

Rhodium -atomit kiteytyvät kuutiometriä, joka on keskittynyt kasvoihin, FCC. RH -atomit pysyvät yhtenäisinä metallisen linkin ansiosta, vastuullinen voima metallin pilaantuvien fysikaalisten ominaisuuksien makroasteikkoon. Tässä linkissä valenssielektronit puuttuvat, jotka annetaan elektronisen kokoonpanon mukaan:

[KR] 4d⁸ 5s¹

Siksi se on poikkeavuus tai poikkeus, koska sen odotetaan olevan kaksi elektronia sen 5S -kiertoradalla ja seitsemän 4D -kiertoradalla (noudattaa Moellerin kaaviota).

Valencian yhdeksän elektronia on yhteensä, jotka yhdessä atomiradioiden kanssa määrittelevät FCC -lasin; rakenne, joka on ilmeisesti erittäin vakaa, koska vähän tietoa on muita mahdollisia allotrooppisia muotoja eri paineissa tai lämpötiloissa.

Nämä RH -atomit tai pikemminkin niiden kiteiset jyvät voivat olla vuorovaikutuksessa siten, että ne luovat nanohiukkasia erilaisilla morfologioilla.

Kun nämä RH -nanohiukkaset kasvavat mallin yläpuolelle (esimerkiksi polymeerinen aggregaatti), ne saavat pinnan muodot ja mitat; Siten Rhodio Mesoporous -pallot on suunniteltu korvaamaan metalli tietyissä katalyyttisissä sovelluksissa (jotka kiihdyttävät kemiallisia reaktioita ilman prosessissa kulutettuja).

Hapetusluvut

Kun Valenciaa on yhdeksän elektronia, on normaalia olettaa, että rodium voi "menettää ne kaikki" vuorovaikutuksissaan yhdisteessä; toisin sanoen olettaen, että RH -kationin olemassaolo⁹⁺, 9+ O (IX) -tilan kanssa.

Voi palvella sinua: arvostetut ratkaisut

Niiden yhdisteiden rodiumille havaitut positiiviset hapettumisluvut vaihtelevat +1: stä (RH⁺) - +6 (RH⁶⁺-A. Kaikista heistä +1 ja +3 ovat yleisimmät yhdessä +2: n ja 0: n kanssa (metallinen Rodio, RH^{0 -}-A.

Esimerkiksi RH: ssa₂JOMPIKUMPI₃ Rhodiumin hapettumisnumero on +3, koska jos se olettaa RH: n olemassaolon³⁺ ja 100% ioninen luonne, varausten summa on yhtä suuri kuin nolla (RH₂³⁺JOMPIKUMPI₃^2--A.

Toinen esimerkki edustaa RHF₆, jossa nyt sen hapettumisnumero on +6. Jälleen vain yhdisteen kokonaismäärä pysyy neutraalina, jos RH: n oletetaan⁶⁺ (RH⁶⁺F₆^--A.

Mitä enemmän elektronegatiivista atomia, jolla rodium on vuorovaikutuksessa, sitä suurempi sen taipumus osoittaa positiivisempia hapettumislukuja; Näin on RHF₆.

RH: n tapauksessa^{0 -}, vastaa sen atomeja FCC -kideistä, jotka on koordinoitu neutraalien molekyylien kanssa; Esimerkiksi CO, RH₄(CO)₁₂.

Kuinka rodium saadaan?

Haitat

Toisin kuin muut metallit, mineraalia ei ole saatavana riittävästi. Siksi se on pikemminkin muiden metallien teollisuustuotannon toissijainen tuote; erityisesti aateliset tai heidän ikäisensä (platinaryhmän elementit) ja nikkeli.

Useimmat raaka -aineina käytetyt mineraalit ovat peräisin Etelä -Afrikasta, Kanadasta ja Venäjältä.

Saatava prosessi on monimutkainen, koska vaikka se on inertti, rodium on muiden jalojen metallien seurassa, sen lisäksi, että sillä on vaikeita epäpuhtauksia eliminoida. Siksi on suoritettava useita kemiallisia reaktioita sen erottamiseksi alkuperäisestä mineralogisesta matriisista.

Käsitellä asiaa

Hänen pieni kemiallinen reaktiivisuus pitää hänet muuttumattomana, kun ensimmäiset metallit uutetaan; Kunnes vain aateliset pysyvät (kulta heidän joukossaan). Sitten näitä jalometalleja käsitellään ja sulaa suolojen läsnä ollessa, kuten Nahso₄, saada ne sulfaattien nestemäisessä seoksessa; Tässä tapauksessa RH₂(SW₄-A₃.

Tähän sulfaattien seokseen, joista jokainen metalli saostuu eri kemiallisilla reaktioilla_x.

RH (OH)_x lisääkö uudelleen HCl: n lisääminen ja muodostaen siten h₃RHCL₆, joka on edelleen liuennut ja näyttää vaaleanpunaisen värin. Sitten h₃RHCL₆ Reagoi NH: n kanssa₄Cl ja nano₂ Saanen (NH₄-A₃[RH (ei₂-A₆-.

Uusi kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä aine on jälleen kerran HCL: ssä ja väliaine kuumenee, kunnes metallinen rodiumsieni saostuu epäpuhtauksien palamisen aikana.

Sovellukset

Pinnoitteet

Pieni ja hopea kontrabasso päällystetty rodiumilla. Lähde: Mauro Caleb (https: // www.Flickr.com/valokuvat/mauroestscritor/8463024136)

Sen jaloa merkkiä käytetään peittämään metallipalat, joissa on sama. Tällä tavoin hopeaobjektit perustuvat rodiumiin suojaamaan sitä hapettumiselta ja hämärtävältä (muodosta musta kerros Au: sta ja AG: stä₂S), sen lisäksi, että he ovat heijastavia (kirkkaampia).

Tällaisia ​​pinnoitteita käytetään koruvaatteissa, heijastimissa, optisissa instrumenteissa, sähkökoskettimissa ja X -ray -suodattimissa rintasyövän diagnooseissa.

Seokset

Se ei ole vain jalo metalli, vaan myös kova. Tämä kovuus voi myötävaikuttaa sen säveltämiin seoksiin, etenkin kun he käsittelevät paladiumia, platina- ja iridiumia; joista rh-pt ovat tunnetuimpia. Samoin Rodio parantaa näiden seosten vastustuskykyä korkeissa lämpötiloissa.

Voi palvella sinua: Copper Nitraatti (II)

Esimerkiksi Rodio-platino-seoksia käytetään materiaalina alusten valmistukseen, jotka voivat muokata sulaa lasia; termokontteiden valmistuksessa, joka pystyy mittaamaan korkeita lämpötiloja (yli 1000 ° C); Risteilyt, kuitujen, induktiouunien, lentokoneen turbiinimoottoreiden, sytytystulpat jne.

Katalyytit

Autokatalyyttinen muunnin. Lähde: Ballista [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/]]

Rodium voi katalysoida reaktioita joko puhtaana tai koordinoitua metallia orgaanisten ligandien (elinten) kanssa. Katalyyttityyppi riippuu spesifisestä reaktiosta, jonka on tarkoitus kiihdyttää muiden tekijöiden lisäksi.

Esimerkiksi metallisessa muodossaan se voi katalysoida typpioksidien vähentämistä, ei_x, Ympäristökaasuihin happi ja typpi:

2 Ei_x → x o₂ + N₂

Tämä reaktio tapahtuu jatkuvasti päivittäin: ajoneuvojen ja moottoripyörien katalyyttisissä muuntajissa. Tämän vähennyksen ansiosta kaasut eivät_x Ne eivät saastuta kaupunkeja huonommassa määrin. Tätä tarkoitusta varten on käytetty mesohuokoisia nanohiukkasia, jotka parantavat entisestään kaasujen hajoamista ei_x.

Yhdiste [rhcl (PPH₃-A₃], joka tunnetaan nimellä Wilkinson Catalyst, sitä käytetään vetyyn (lisää H₂) ja hydroformilar (ADD CO ja H₂) Alkeenit, muodostumaan tasaiseksi ja aldehydiksi, vastaavasti.

Rhodiumkatalyyttejä on esitetty vety-, hiilihiili- (ADD CO) ja hydroformilarin suhteen. Tuloksena on, että monet tuotteet ovat riippuvaisia ​​niistä, kuten mentolissa, välttämätön kemiallinen yhdiste pureskelukumilla; Typpihapon, sykloheksaanin, etikkahapon, organsiliosin lisäksi.

Riskejä

Rhodium, joka on jalo metalli, vaikka se hiipi vartaloomme, sen RH -atomit eivät pystyneet (niin pitkälle kuin tiedät) metaboloida. Siksi ne eivät edusta terveysriskiä; Ellei he ole liian monta ilmassa hajaantuneita RH -atomeja, mikä voi päätyä keuhkoihin ja luihin.

Itse asiassa rodiumpinnoitteissa korujen tai hopeakorujen prosessit korut altistuvat näille atomien "pilveille"; Syy siihen, miksi he ovat kärsineet epämukavuudesta hengityselimissä. Hienoksi jaettujen kiinteiden riskien suhteen tämä ei ole edes syttyvää; paitsi kun se palaa₂.

Rodiumyhdisteet luokitellaan myrkyllisiksi ja syöpää aiheuttaviksi, joiden värit tekevät iholle syvästi väriaineen. Tässä havaitaan toinen selkeä ero siinä, kuinka metallisen kationin ominaisuudet vaihtelevat verrattuna sopivaan metalliin.

Ja lopuksi, ekologisissa asioissa rodiumin pieni runsaus ja kasvien assimilaation puute tekevät siitä vaarattoman elementin vuotojen tai jätteiden tapauksessa; Niin kauan kuin se on metallinen rodium.

Viitteet

1. Lars Öhrström. (12. marraskuuta 2008). Rodium. Kemia sen elementissä. Toipunut: ChemistryWorld.com
2. Wikipedia. (2019). Rodium. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2019). Rodium. Pubchem -tietokanta. CID = 23948. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
4. S. Paali. (1958). Rhodiumin rakenne. Johnson Mattheyn tutkimuslaboratoriot. Platinametallit Rev., (2), 21, 61-63
5. Jiang, b. et al. (2017). Mesoporous metalliset rodiuminanohiukkaset. Nat. Kommunikointi. 8, 15581 doi: 10.1038/NCOMMS15581
6. Kelainti. (27. kesäkuuta 2018). Rodiumaltistus. Toipunut: chelationcommunity.com
7. Bell Terence. (25. kesäkuuta 2019). Rhodium, harvinainen platinaryhmämetalli ja sen sovellukset. Toipunut: Tasapaino.com
8. Stanley E. Livingstone. (1973). Ruteeniumin, rodiumin, palladiumin, osmiumin, iridiumin ja platinan kemia. S.JA. Livingstone. Pergamon Press.
9. Tokion teknillinen instituutti. (21. kesäkuuta 2017). Rodiumpohjainen katalysaattori organosilikonin valmistukseen käyttämällä vähemmän Priceus-metallia. Toipunut: Phys.org
10. Pilgaard Michael. (10. toukokuuta 2017). Rhodium: kemialliset reaktiot. Toipunut: Pilgaardelegs.com
11. DR. Doug Stewart. (2019). Rhodium -elementti tosiasiat. Toipunut: Chemicool.com