História Rodia, vlastnosti, štruktúra, použitie, riziká

On ródia Je to prechodný kov, ktorý patrí do skupiny Paladio a ktorej chemickým symbolom je RH. Je to ušľachtilý, inertný v normálnych podmienkach, zatiaľ čo je zriedkavý a drahý, pretože je to druhý menej hojný kov v zemskej kôre. Neexistujú tiež žiadne minerály, ktoré predstavujú ziskovú metódu získania tohto kovu.

Aj keď jeho vzhľad je vo výskyte typického strieborného bieleho kovu, väčšina jeho zlúčenín má spoločné sfarbenie, okrem ich riešení vzhľad. Preto dostal tento kov názov „Rhodon“, čo v gréčtine znamená ružovú.

Kovový rodio Pearl. Zdroj: Hi-RES obrázky chemických prvkov [CC po 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)]

Jeho zliatiny sú však striebro, zatiaľ čo drahé, pretože sa zmieša s platinou, paladium a iridium. Vďaka vysokému ušľachtilému charakteru je takmer imunitný kov na oxidácie, ako aj úplne odolný voči útoku silných kyselín a báz; Preto ich povlaky pomáhajú chrániť kovové predmety, ako sú šperky.

Okrem svojho okrasného použitia môže ródia chrániť aj nástroje používané pri vysokých teplotách a na elektrických zariadeniach.

Je populárne známe, že pomáha rozbiť toxické plyny z automobilov (nie_X) V katalyzátoroch. Katalyzuje tiež produkciu organických zlúčenín, ako je mentol a kyselina octová.

Zaujímavé je, že existuje iba v prírode ako izotop ¹⁰³RH a jeho zlúčeniny sa dajú ľahko redukovať kovy kvôli svojmu vznešenému charakteru. Zo všetkých svojich oxidačných čísel +3 (RH³⁺) je najstabilnejší a najhojnejší, nasledovaný +1 a v prítomnosti fluoridu, +6 (RH⁶⁺).

Vo vašom kovovom stave je neškodný pre naše zdravie, pokiaľ nedýchate svoje častice rozptýlené vo vzduchu. Ich farebné zlúčeniny alebo soli sa však považujú za karcinogénne, okrem toho, že sú silne pripevnené na pokožku.

[TOC]

História

Objav Rodia bol sprevádzaný objavom Paladia, oba kovy objavil ten istý vedec: anglický chemik William H. Wollaston, ktorý do roku 1803 skúmal platinový minerál, pravdepodobne z Peru.

Vedel som vďaka Hippolyte-Victor Collet-Descots, francúzskym chemikom, ktorý v platinových mineráloch bol červenkastý soli, ktorých farba bola pravdepodobne spôsobená neznámym kovovým prvkom. Wollaston tak strávil svoj platinový minerál v kráľovskej vode a potom neutralizoval kyslosť výslednej zmesi NaOH.

Z tejto zmesi mal Wollaston prostredníctvom zrážajúcich sa reakcií na oddelenie kovových zlúčenín; oddelené platina ako (NH₄)₂[PTCL₆], po pridaní NH₄CL a ďalšie kovy ich znížili kovovým zinkom. Na tieto špongiové kovy sa ich pokúsili rozpustiť pomocou HNO₃, Opúšťanie dvoch kovov a dvoch nových chemických prvkov: Paladio a Rodio.

Keď však pridal kráľovskú vodu, všimol si, že kov bol sotva rozpustený, zatiaľ čo s NaCl tvoril červenú zrazeninu: na₃[RHCL₆] · Nh₂Ani. Odtiaľto prišlo jeho meno: Červená farba jeho zlúčenín, označená gréckym slovom „Rhodon“.

Táto soľ ju opäť znížila pomocou kovového zinku, a tak sa získava obklopená špongi. A odvtedy sa objavia techniky získania zlepšených, ako aj dopytových a technologických aplikácií, ktoré sa konečne objavia.

Vlastnosti

Fyzický vzhľad

Strieborný biely kov, bez prakticky akejkoľvek vrstvy oxidu pri teplote miestnosti. Nie je to však kov príliš kladiteľný, čo znamená, že keď ho udriete, praskne.

Môže vám slúžiť: Amorfný uhlík: Čo je, typy, vlastnosti, použitie

Molárna hmota

102 905 g/mol

Bod topenia

1964 ° C. Táto hodnota je vyššia ako hodnota kobaltu (1495 ° C), čo odráža zvýšenie najsilnejšieho kovového spojenia zostupom cez skupinu.

Bod topenia

3695 ° C. Je to jeden z kovov s najvyššími bodmi topenia.

Hustota

-12,41 g/ml pri izbovej teplote

-10,7 g/ml v bode topenia, to znamená práve vtedy, keď sa topí alebo topí

Fúzne teplo

26,59 kj/mol

Odparovanie

493 kj/mol

Kapacita moláru

24,98 J/(mol · k)

Elektronegativita

2.28 v Pauling Scale

Ionizačné energie

-Prvé: 719,7 kJ/mol (rh⁺ plyn)

-Po druhé: 1740 kj/mol (rh²⁺ plyn)

-Tretie: 2997 kj/mol (rh³⁺ plyn)

Tepelná vodivosť

150 w/(m · k)

Elektrický odpor

43,3 NΩ · m až 0 ° C

Mohs tvrdosť

6

Magnetický poriadok

Paramagnetický

Chemické reakcie

Rhodium, hoci je to ušľachtilý kov, neznamená, že ide o inertný prvok. Sotva oxiduje za normálnych podmienok; Ale keď sa zahrieva nad 600 ° C, jeho povrch začne reagovať s kyslíkom:

RH (s) +o₂g) → RH₂Ani₃(S)

Výsledkom je, že kov stráca svoj charakteristický jas.

Môže tiež reagovať s plynným fluórom:

RH (s) +f₂g) → RHF₆(S)

RHF₆ je čierny. Ak sa to zahrieva, môže sa transformovať na RHF₅, uvoľnenie fluoridu do životného prostredia. Keď sa fluračná reakcia vyvíja v suchých podmienkach, zvýrazňuje sa tvorba RHF₃ (červená pevná) nad tým RHF₆. Ostatné halogenuros: rhcl₃, Rhbr₃ a rhi₃ Sú formované podobným spôsobom.

Snáď najprekvapivejším z kovovej jazdy je jej extrémna odolnosť voči útokom korozívnych látok: silné kyseliny a základne. Regia voda, koncentrovaná zmes kyselín hydrochlorických a dusičných, HCL-HNO₃, Môžete ho rozpustiť s ťažkosťami, čo spôsobuje ružové sfarbenie roztoku.

Roztavené soli, ako napríklad khso₄, Sú účinnejšie na jeho rozpustenie, pretože vedú k tvorbe chirurgických komplexov ródiových.

Elektronická štruktúra a konfigurácia

Atómy ródiu kryštalizujú v kubickej štruktúre sústredené na tváre, FCC. Atómy RH zostávajú zjednotené vďaka svojmu kovovému spojeniu, zodpovednej sile na makro stupnici mezúvaných fyzikálnych vlastností kovu. V tomto spojení zasahujú valenčné elektróny, ktoré sú dané podľa elektronickej konfigurácie:

[KR] 4D⁸ 5s¹

Je to preto anomália alebo výnimka, pretože by sa očakávalo, že budú mať dva elektróny vo svojom orbitáli 5S a sedem v 4D orbitáli (poslúchať Moeller's Diagram).

Je to celkom deväť elektrónov vo Valencii, ktoré spolu s atómovými rádiámi definujú sklo FCC; Štruktúra, ktorá je zjavne veľmi stabilná, pretože málo informácií je z iných možných alotropných foriem pri rôznych tlakoch alebo teplotách.

Tieto atómy RH alebo skôr ich kryštalické zrná môžu interagovať takým spôsobom, že vytvárajú nanočastice s rôznymi morfológiami.

Keď tieto nanočastice RH rastú nad templátom (napríklad polymérny agregát), získavajú formy a rozmery svojho povrchu; Rhodio mezoporézne gule boli navrhnuté tak, aby nahradili kov v určitých katalytických aplikáciách (ktoré urýchľujú chemické reakcie bez konzumácie v tomto procese).

Oxidácia

Ak existuje deväť elektrónov vo Valencii, je normálne predpokladať, že rhodium ich môže „stratiť ich“ vo svojich interakciách v zlúčenine; to znamená za predpokladu existencie RH katiónu⁹⁺, so stavom oxidácie 9+ O (IX).

Môže vám slúžiť: hodnotné riešenia

Pozitívne oxidačné čísla zistené pre ródia v ich zlúčeninách sa pohybuje od +1 (RH⁺) na +6 (rh⁶⁺). Z všetkých z nich sú +1 a +3 najbežnejšie, spolu s +2 a 0 (metalický Rodio, RH⁰).

Napríklad v RH₂Ani₃ Oxidačné číslo rhodia je +3, pretože ak predpokladá existenciu RH³⁺ a 100% iónový charakter, súčet nábojov sa rovná nule (RH₂³⁺Ani₃^2-).

Ďalším príkladom je RHF₆, v ktorom je teraz jeho oxidačné číslo +6. Opäť platí, že ak sa predpokladá existencia RH, opäť iba celkové bremeno zlúčeniny⁶⁺ (RH⁶⁺F₆^-).

Čím viac elektronegatívneho atómu atómu, s ktorým Rodium interaguje, tým väčšia je jeho tendencia vykazovať pozitívnejšie oxidačné čísla; Taký je prípad RHF₆.

V prípade RH⁰, zodpovedá jeho atómom kryštálov FCC koordinovaných s neutrálnymi molekulami; Napríklad Co, RH₄(CO)₁₂.

Ako sa získa ródia?

Nepríjemnosť

Na rozdiel od iných kovov nie je k dispozícii žiadny minerál dostatočný. Preto je to skôr sekundárny produkt priemyselnej výroby iných kovov; Konkrétne šľachtici alebo ich rovesníci (prvky platinovej skupiny) a nikel.

Väčšina minerálov používaných ako suroviny pochádza z Južnej Afriky, Kanady a Ruska.

Proces získania je zložitý, pretože aj keď je inertný, Rhodium je v spoločnosti iných ušľachtilých kovov, okrem ťažkej nečistoty na odstránenie. Preto sa musí vykonať niekoľko chemických reakcií, aby sa oddelila od počiatočnej mineralogickej matrice.

Spracovanie

Jeho malá chemická reaktivita ho udržuje nemenná, zatiaľ čo prvé kovy sú extrahované; Kým nezostane iba šľachtici (zlato medzi nimi). Potom sa tieto vznešené kovy ošetrí a roztopia v prítomnosti solí, ako je Nahso₄, mať ich v tekutej zmesi síranov; V tomto prípade RH₂(SW₄)₃.

K tejto zmesi síranov, z ktorých rôznymi chemickými reakciami je každý kov vyzrážaný samostatný_X.

RH (OH)_X je redisuelve pridávanie HCl, a tak sa vytvára h₃Rhcl₆, ktorý je stále rozpustený a vykazuje ružovú farbu. Potom h₃Rhcl₆ Reagovať s NH₄Cl a nano₂ Na zrážanie ako (NH₄)₃[RH (nie₂)₆].

Nová tuhá látka je opäť redisuelve vo viacerých HCL a stredné zahrievanie sa nezahŕňa kovová špongia ródium, zatiaľ čo spaľovanie spaľuje nečistoty.

Žiadosti

Povlaky

Malé a strieborné dvojité basové potiahnuté ródia. Zdroj: Mauro Caleb (https: // www.Flickr.com/photos/mauroestscritor/8463024136)

Jeho ušľachtilý charakter sa používa na zakrytie kovových kusov s podšívkou rovnakej. Týmto spôsobom sú strieborné objekty založené na ródiu, ktoré ho chránia pred oxidáciou a zakrytím (tvoria čiernu vrstvu Au a Ag₂S), okrem toho, že sa stáva reflexnejším (svetlým).

Takéto povlaky sa používajú v odevoch šperkov, reflektorov, optických prístrojov, elektrických kontaktov a filtrov X -Ray v diagnóze rakoviny prsníka.

Zliatiny

Nielenže je to ušľachtilý kov, ale aj ťažký. Táto tvrdosť ju môže prispieť k zliatinám, ktoré skladá, najmä keď sa zaoberajú paladium, platinou a iridium; z toho, tí z RH-PT sú najznámejší. Podobne Rodio zlepšuje odolnosť týchto zliatin pri vysokých teplotách.

Môže vám slúžiť: dusičnan meďnatého (II)

Napríklad zliatiny Rodio-Platino sa používajú ako materiál na výrobu ciev, ktoré môžu formovať roztavené sklo; Pri výrobe termokountov schopné merať vysoké teploty (viac ako 1 000 ° C); Priekroky, natrúhané na čistenie vlákien, indukčných pecí, cievky, motory turbíny letúna, zapaľovacie sviečky atď.

Katalyzátory

Katalyzátor automobilu. Zdroj: Ballista [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/]]

Rhodium môže katalyzovať reakcie buď ako čistý alebo koordinovaný kov s organickými ligandami (orgánmi). Typ katalyzátora závisí od špecifickej reakcie, ktorá je určená na urýchlenie okrem iných faktorov.

Napríklad vo svojej kovovej forme môže katalyzovať redukciu oxidov dusíka, NO_X, Do environmentálnych plynov kyslík a dusík:

2 Nie_X → x o₂ + N₂

Táto reakcia sa neustále vyskytuje denne: v katalyzátoroch vozidiel a motocyklov. Vďaka tomuto zníženiu plyny nie_X Neskúšajú mestá v horšom stupni. Na tento účel sa použili mezoporézne nanočastice rhodia, čo ďalej zlepšuje rozklad plynov nie_X.

Zlúčenina [RHCL (PPH₃)₃], známy ako Wilkinson Catalyst, používa sa pre vodítko (pridajte h₂) a hydroformailir (pridajte co a h₂) Alkény, aby sa vytvorili na párne a aldehydy, respektíve.

Rodium katalyzátory sú zhrnuté pre vodítko, karbonily (pridať CO) a hydroformalizmus. Výsledkom je, že od nich závisí veľa výrobkov, ako je to v prípade mentolu, základnej chemickej zlúčeniny v žuvacej gume; Okrem kyseliny dusičnej, cyklohexán, kyselina octová, organsilicios.

Riziká

Rhodium za to, že je ušľachtilý kov, aj keď sa vkradlo do nášho tela, jeho atómy Rh nemohli (pokiaľ viete), nemohli byť metabolizované. Preto nepredstavujú žiadne zdravotné riziko; Pokiaľ nie je príliš veľa atómov RH dispergovaných vo vzduchu, čo by sa mohlo nakoniec hromadiť v pľúcach a kostiach.

V skutočnosti sú v procesoch Rodium Coatings na šperkoch alebo strieborných šperkoch vystavené týmto „oblakom“ atómov; Dôvod, prečo trpeli nepohodlie vo svojom respiračnom systéme. Pokiaľ ide o riziko jeho jemne rozdelenej pevnej solídnej solídne, nie je to ani horľavé; okrem prípadu, keď horí v prítomnosti₂.

Zlúčeniny ródium sú klasifikované ako toxické a karcinogény, ktorých farby robia pokožku hlboko farbivou. Tu sa pozoruje ďalší jasný rozdiel v tom, ako sa vlastnosti kovového katiónu líšia v porovnaní s vlastnosťou kovu vhodné.

A nakoniec, v ekologických veciach, nízka hojnosť ródu a jeho nedostatok asimilácie rastlinami z neho robia neškodný prvok v prípade únikov alebo odpadu; Pokiaľ je to metalické ródia.

Odkazy

1. Lars Öhrström. (12. novembra 2008). Ródia. Chémia vo svojom prvku. Získané z: Chemistryworld.com
2. Wikipedia. (2019). Ródia. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2019). Ródia. Databáza pubchem. CID = 23948. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
4. Siež. Balíček. (1958). Štruktúra Rhodia. Johnson Matthey Research Laboratories. Platinové kovy rev., (2), 21, 61-63
5. Jiang, b. a kol. (2017). Metalické kovové ródiové nanočastice. Byť. Komunikovať. 8, 15581 doi: 10.1038/ncomms15581
6. Chelácia. (27. júna 2018). Vystavenie. Získané z: ChelationCommunity.com
7. Zvonenie. (25. júna 2019). Ródia, vzácny kov skupiny platiny a jeho aplikácie. Získané z: Thebalance.com
8. Stanley e. Livingstone. (1973). Chémia ruténia, ródium, paládium, osmium, iridium a platina. Siež.A. Livingstone. Pergamón.
9. Tokijský technologický inštitút. (21. júna 2017). Katalyzátor na báze ródium na výrobu organosiliku pomocou menej sceus kovu. Získané z: Phys.orgán
10. Pilgaard Michael. (10. mája 2017). Rhodium: Chemické reakcie. Obnovené z: pilgaardelegs.com
11. DR. Doug Stewart. (2019). Fakty o ródiových prvkoch. Získané z: Chemicool.com