close

Rhodium

Gå til navigation Gå til søg
Ruthenium ←  Rhodium → Palladium
  Ansigtscentreret cubic.svg Elektronisk lag 045 Rhodium.svg
 
Fire, fem		 Rh
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Komplet tabel • Udvidet tabel
Rhodium pulver presset smeltet.jpg
Tre former for rhodium: 1 g i pulverform, en 1 g cylinder opnået ved komprimering og en 1 g kugle af smeltet rhodium.
Generel information
navn , symbol , nummer Rhodium, Rh, 45
kemisk serie overgangsmetaller
gruppe , punktum , blok 9 , 5 , d
Atommasse 102.90550u  _
Elektronisk konfiguration [ Kr ] 4d 8 5s 1 _
Mohs hårdhed 6,0
elektroner pr niveau 2, 8, 18, 16, 1 ( billede )
Udseende metallisk sølv hvid
Atomiske egenskaber
elektronegativitet 2,28 ( Pauling-skala )
Atomradius (beregnet) 134  pm ( Bohr radius )
kovalent radius 142±  19:00
Oxidationstilstand(er) 6, 5, 4, 3 , 2, 1, [ 1 ] -1 ( amfotert
oxid )
1. ioniseringsenergi 719,7  kJ/mol
2. ioniseringsenergi 1740 kJ/mol
3. ioniseringsenergi 2997 kJ/mol
Spektral linjer
Rhodium spectrum visible.png
fysiske egenskaber
almindelig tilstand Solid
Massefylde 12450 kg  / m3
Smeltepunkt 2237K (1964°C)
Kogepunkt 3968K (3695°C)
fordampningsentalpi 493  kJ/mol
fusionsentalpi 21,5 kJ  /mol
Damptryk 0,633 Pa ved 2239K _
Flere
krystal struktur ansigt centreret kubisk
Specifik varme 242  J / ( K kg )
Varmeledningsevne 150W  /(Km)
Elastik modul 380GPa
Lydens hastighed 4700m  /s ved 293,15K  (20  ° C )
mere stabile isotoper
Hovedartikel: Isotoper af rhodium
iso AN Periode MD Ed P.S.
MeV
99 RhesusSyntetisk16.1 dε
γ		-
0,089, 0,353, 0,528		99 Ru-
_
101m RhSyntetisk4,34 dε
IT
γ		-
0,157
0,306, 0,545		101 Ru
101 Rh
-
101 RHSyntetisk3,3 tilε
γ		-
0,127, 0,198, 0,325		101 Ru-
_
102m RhSyntetisk2,9 tilε
γ		-
0,475, 0,631, 0,697, 1,046		102 Ru-
_
102 RhesusSyntetisk207 e.Krε
β +
β -
γ		-
0,826 , 1,301
1,151
0,475, 0,628		102 Ru
102 Ru
102 Pd
-
103 Rhesus100 %Stabil med 58 neutroner
105 RhesusSyntetisk35.36 timerβ -
y		0,247, 0,260, 0,566
0,306, 0,318		102 Pd-
_
Værdier i SI og normale tryk- og temperaturforhold , medmindre andet er angivet.

Rhodium er et kemisk grundstof med atomnummer 45 placeret i gruppe 9 i grundstoffernes periodiske system . Dens symbol er Rh . Det er et sjældent overgangsmetal af platingruppen . Det findes almindeligvis i platinminer og bruges som katalysator i nogle platinlegeringer.

Historie

Image
William Hyde Wollaston

Rhodium ( græsk rhodon (ῥόδον) betyder "lyserød") blev opdaget i 1803 af William Hyde Wollaston , [ 2 ] kort efter opdagelsen af ​​palladium . [ 3 ] ​[ 4 ] ​[ 5 ]​ Den brugte rå platinmalm , formodentlig hentet fra Sydamerika . [ 6 ] Hans procedure opløste mineralet i aqua regia og neutraliserede syren med natriumhydroxid (NaOH). Han udfældede derefter platin som ammoniumchlorplatinat ved at tilsætte ammoniumchlorid ( NH
4Cl ). De fleste andre metaller såsom kobber , bly , palladium og rhodium blev udfældet med zink . Fortyndet salpetersyre opløste alt undtagen palladium og rhodium. Af disse var palladium opløst i aqua regia , men rhodium gjorde det ikke, [ 7 ] og rhodium blev udfældet ved tilsætning af natriumchlorid som Na
3[RhCl
6] -nH _
toEller . Efter at være blevet vasket med ethanol, blev det lyserøde-røde bundfald omsat med zink, som fortrængte rhodiumet i den ioniske forbindelse og dermed frigjorde rhodiumet som frit metal. [ 8 ]

I årtier havde det sjældne element kun mindre anvendelser; f.eks. blev rhodiumholdige termoelementer i slutningen af ​​århundredet brugt til at måle temperaturer op til 1.800 °C. [ 9 ] [ 10 ] De har en usædvanlig god stabilitet i temperaturområdet 1.300 til 1.800 °C. [ 11 ]

Den første store anvendelse var galvanisering til dekorative formål og som en korrosionsbestandig belægning. [ 12 ] Volvos introduktion af den tredobbelte katalysator i 1976 øgede efterspørgslen efter rhodium. Tidligere katalysatorer brugte platin eller palladium, mens tre-vejs katalysatoren brugte Rhodium til at reducere mængden af ​​NO X i udstødningsgasserne. [ 13 ]​ [ 14 ]​ [ 15 ]

Hovedtræk

Image
En stang og et ark rhodium.

Rhodium er et sølvhvidt, duktilt metal. Det opløses ikke let i syrer, selv om det er fint fordelt i regiavand og også i varm, koncentreret svovlsyre (H 2 SO 4 ). Det har et højere smeltepunkt end platin og en lavere massefylde .

Dens mest almindelige oxidationstilstande er +2, +3, 0 og –1.

Udvinding og priser

Der er ingen specifikke rhodiumminer: det er et datterselskab af andre mineaktiviteter dedikeret til at opnå palladium, sølv, platin og guld, og der er meget få malme, der indeholder rhodium. I Sydafrika, hvor det er et biprodukt af platin, er 80 % af produktionen koncentreret. I Rusland, den næststørste producent, opnås det som et biprodukt af nikkel. [ 16 ]

Den største eksportør af rhodium er Sydafrika (ca. 80 % i 2010) efterfulgt af Rusland. [ 17 ] Den årlige verdensproduktion er 30 tons . Prisen på rhodium varierer meget. I 2007 kostede rhodium cirka otte gange mere end guld, 450 gange mere end sølv og 27.250 gange mere end kobber efter vægt. I 2008 steg prisen kortvarigt til over $10.000 pr. ounce ($350.000 pr. kg). Den økonomiske afmatning i tredje kvartal af 2008 fik rhodiumpriserne til at falde markant til under $1.000 pr. ounce ($35.000 pr. kilogram); Prisen steg til $2.750 i begyndelsen af ​​2010 ($97.000 pr. kilogram) (mere end det dobbelte af prisen på guld), men ved udgangen af ​​2013 var priserne under $1.000. Politiske og økonomiske problemer (økonomierne i Kina, Indien og andre vækstlande blev bremset i 2014 og 2015. Alene i 2014 blev der produceret 23.722.890 motorkøretøjer i Kina, eksklusive motorcykler) resulterede i en rhodiumpris på 740,00 US-$ per troy ounce (31,1 gram) i slutningen af ​​november 2015. [ 18 ]

Dens pris i 2018 var mere end 2.350 dollars per ounce af 28 gram, og den 10. januar 2020 nåede den 8.000 dollars per ounce, ifølge kemivirksomheden Johnson [ 19 ]

Ejere af rhodium, et metal med en meget volatil markedspris, sætter sig med jævne mellemrum i en yderst fordelagtig markedsposition: Udvinding af mere rhodiumholdig malm vil nødvendigvis også udvinde andre meget mere rigelige ædelmetaller, især platin og palladium, som oversvømmer markedet for disse andre metaller, hvilket sænker deres priser. Da det er økonomisk umuligt blot at udvinde disse andre metaller kun for rhodium, efterlades markedet ofte desperat udtømt for rhodiumforsyning, hvilket får priserne til at stige. At komme sig fra denne forsyningsmangel kan være ret problematisk i fremtiden af ​​mange årsager, især da det ikke vides, hvor meget rhodium (og andre ædle metaller) der rent faktisk blev lagt i katalysatorer i de mange år, hvor producenter med software til at snyde på udsendelser var i brug. En stor del af verdens rhodiumforsyning kommer fra genbrugte katalysatorer fra kasserede køretøjer. I begyndelsen af ​​november 2020 var spotprisen for rhodium US$14.700 pr. Troy ounce. I begyndelsen af ​​marts 2021 nåede rhodium en pris på 29.400 USD pr. Troy ounce på Metals Daily (en liste over ædelmetaller).

Brugt atombrændsel

Rhodium er et fissionsprodukt af uranium-235 : hvert kilogram af fissionsproduktet indeholder en betydelig mængde af de lettere platingruppemetaller. Brændstof er således en potentiel kilde til rhodium, men udvinding er kompleks og dyr, og tilstedeværelsen af ​​radioisotoper af rhodium kræver en køleopbevaringsperiode i flere halveringstider af den længstlevende isotop ( 101 rh med en halveringstid på 3,3 år ) og 102m rh med en halveringstid på 2,9 år), eller cirka 10 år. Disse faktorer gør kilden uattraktiv, og storstilet udvinding er ikke blevet forsøgt. [ 20 ]​ [ 21 ]​ [ 22 ]

Bruger

Det er let galvaniseret til at danne hårde, slidstærke, permanent skinnende overflader, der bruges i både stationære og glidende elektriske kontakter, spejle og reflektorer og som finish på smykker. Typisk er hvidguld galvaniseret med et ydre lag af rhodium 0,05 til 0,5 μm tykt. På grund af dets lave tykkelse kan ridser i dette lag tillade oxidation , og dette vil yderligere svække rhodiumlaget. Ideelt set ville et lag på 2,0 μm blive brugt for at få det til at holde længere. Hvidguldssmykker med rhodium kan belægges igen hos nogle smykkebutikker .

En anden af ​​dens anvendelser er at fungere som en katalysator for hydrogenering og at være aktiv i den katalytiske reformering af kulbrinter .

Det foretrækkes frem for andre platinmetaller til reduktion af nitrogenoxider til nitrogen og oxygen . [ 23 ]

Rhodiumkatalysatorer bruges i en række industrielle processer, især i den katalytiske carbonylering af methanol til fremstilling af eddikesyre ved Monsanto-processen. [ 24 ] Det bruges også til at katalysere tilsætningen af ​​hydrosilaner til dobbeltbundne molekyler, en vigtig proces i fremstillingen af ​​visse silikonegummier. [ 25 ] Rhodiumkatalysatorer bruges også til at reducere benzen til cyclohexan . [ 26 ]

Komplekset af en rhodiumion med BINAP ((2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl)) er en meget anvendt chiral katalysator til chiral syntese, såsom i syntesen af ​​menthol . [ 27 ]

Referencer

  1. ^ "Rhodium: data om rhodium(I)fluoridforbindelser" . OpenMOPAC.net. Arkiveret fra originalen den 6. august 2009 . Hentet 10. december 2007 . 
  2. ↑ Wollaston, W.H. (1804). "På et nyt metal, fundet i rå platin" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London (på engelsk) 94 : 419-430. doi : 10.1098/rstl.1804.0019 . 
  3. ↑ Griffith, W.P. (2003). "Rhodium og Palladium - Begivenheder omkring dets opdagelse" . Platinum Metals Review 47 (4): 175-183. 
  4. ^ Wollaston, W.H. (1805). «Om opdagelsen af ​​Palladium; Med iagttagelser om andre stoffer fundet hos Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London (på engelsk) 95 : 316-330. doi : 10.1098/rstl.1805.0024 . 
  5. ^ Usselman, Melvyn (1978). "Wollaston/Chenevix-kontroversen over palladiums elementære natur: En kuriøs episode i kemiens historie". Annals of Science 35 (6): 551-579. doi : 10.1080/00033797800200431 . 
  6. ↑ Lide, David R. (2004). CRC Handbook of Chemistry and Physics: A Reference Book of Chemical and Physical Data . Boca Raton: CRC Press. pp. 4-26 . ISBN  978-0-8493-0485-9 . (kræver tilmelding) . 
  7. ↑ Greenwood&Earnshaw 2. side=1113
  8. ↑ Griffith, W.P. (2003). "200 år for fire platingruppemetaller: Osmium og Iridium - begivenheder omkring deres opdagelser". Platinum Metals Review 47 (4): 175-183. 
  9. ↑ Hulett, GA; Berger, H. W. (1904). "Platinvolatilisering" . Journal of the American Chemical Society 26 (11): 1512-1515. doi : 10.1021/ja02001a012 . 
  10. ↑ Måling, ASTM-komité E.2 .0. om temperatur (1993). PlatinumType . "Manual om brug af termoelementer ved temperaturmåling". ASTM Special Technical Publication (ASTM International). Bibcode : 1981mutt.book.....B . ISBN  978-0-8031-1466-1 . 
  11. ↑ JV Pearce, F. Edler, CJ Elliott, A. Greenen, PM Harris, CG Izquierdo, YG Kim, MJ Martin, IM Smith, D. Tucker og RI Veitcheva, En systematisk undersøgelse af den termoelektriske stabilitet af Pt-Rh termoelementer mellem 1300 °C og 1500 °C, METROLOGIA, 2018, bind: 55 Nummer: 4 sider: 558-567 (på engelsk)
  12. ^ Kushner, Joseph B. (1940). "moderne rhodinering". metaller og legeringer 11 : 137-140. 
  13. ↑ Amatayakul, W.; Ramnas, Olle (2001). "Livscyklusvurdering af en katalysator til personbiler". Journal of Cleaner Production 9 (5): 395. doi : 10.1016/S0959-6526(00)00082-2 . 
  14. ↑ Heck, R.; Farrauto, Robert J. (2001). "Automobil udstødningskatalysatorer". Applied Catalysis A: General 221 (1-2): 443-457. doi : 10.1016/S0926-860X(01)00818-3 . 
  15. ↑ Heck, R.; Gulati, Suresh; Farrauto, Robert J. (2001). "Anvendelse af monolitter til gasfasekatalytiske reaktioner". Chemical Engineering Journal 82 (1-3): 149-156. doi : 10.1016/S1385-8947(00)00365-X . 
  16. ↑ Rhodium, det dyreste ædelmetal i verden (og hvorfor dets pris er steget med 265%) I BBC News World. 13/08/2018
  17. ↑ Citer fejl: Ugyldig tag <ref>; indholdet af de kaldte referencer er ikke defineretUSGSYB08
  18. ↑ Skabelon:Cite Web
  19. ↑ [Matthey. https://urgent24.com/dinero/markets/extraordinary-bubble-of-a-metal-more-attractive-than-gold-and-platinum Ekstraordinær 'boble' af et metal, der er mere attraktivt end guld og platin.] In Urgent 24, 14/01/2020
  20. ↑ Kolarik, ZDenek; Renard, Edouard V. (2005). Apr 05.pdf «Potentielle anvendelser af fission platin i industrien» . Platinum Metals Review 49 ( 2): 79. doi : 10.1595/147106705x35263 . 
  21. ↑ Kolarik, ZDenek; Renard, Edward V. (2003). "Genvinding af værdifuld fissionsplatin fra brugt nukleart brændsel. Del I Del I: Generelle betragtninger og grundlæggende kemi» . Platinum Metals Review 47 (2): 74-87.  
  22. ↑ kolarik, zdenek; Renard, Edward V. (2003). "Del II: Adskillelsesproces" . Platinum Metals Review 47 (2): 123-131.  
  23. ↑ Shelef, M.; Graham, GW (1994). "Hvorfor Rhodium i trevejskatalysatorer til biler?". Catalysis Reviews 36 (3): 433-457. doi : 10.1080/01614949408009468 . 
  24. ^ Roth, James F. (1975). "Rodiumkatalyseret carbonylering af methanol" . Platinum Metals Review 19 (1. januar): 12.-14.  
  25. ↑ Heidings Feldova, M.; Capka, M. (2003). "Rhodiumkomplekser som katalysatorer til krydslys hydrosilylering af silikonegummi". Journal of Applied Polymer Science 30 (5):1837 . doi : 10.1002/App.1985.070300505 .  
  26. ^ Halligudi, S.B. (1992). "Hydrogenering af benzen til cyclohexan katalyseret af Rhodium (I) komplekset understøttet på montmorillonit ler". Reaktionskinetik og katalysebreve 48 (2): 547. Bibcode : ...48..505t1992rkcl...48..505t . S2CID 97802315 . doi : 10.1007/bf02162706 .   
  27. ^ "Asymmetrisk syntese af metal binap-katalysatorer". Applied Catalysis A: General 128 (2): 171. 1995. doi : 10.1016/0926-860x(95)00097-6 .  }

Eksterne links

Hentet fra « https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rodio&oldid=146189198 »