Родий свойства, получение и применение. Родий

Благородный металл беловатого серебристого цвета, который входит в платиновую группу, и есть родий. Что это за металл и где используется, интересует многих. Сфера применения достаточно разнообразна, этот химический элемент встречается в ювелирном деле, автомобилестроении (используется в каталитических нейтрализаторах для очистки вредных выхлопных газов), стекольном производстве, электротехнической промышленности. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии и повреждениям механического характера.

Что это за металл родий?

Родий (Rh) благодаря своим свойствам считается уникальным драгметаллом. Но что это такое, знают немногие. Периодическая система химических элементов Менделеева имеет платиновую группу (платина, палладий, рутений, иридий), в которую также входит и родий.

Он принадлежит к редчайшим драгметаллам. Известен благодаря трудам ученого из Англии Волластона, который в платиновом растворе обнаружил порошок ярко-розового цвета. После проведения прокатки в атмосфере водорода из порошка возник металл бело-серебристого цвета.

История родия

Местом, где был обнаружен столь уникальный металл, является Урал. Именно здесь в начале XIX века были выявлены залежи самородной платины, которые по истечении нескольких лет достигли двух тонн. Платина отправлялась в Санкт-Петербург на переработку, а благородный родий (поскольку о нем еще ничего не было известно) выступал в качестве отходов.

Сопровождающие платину металлы (родий, палладий, иридий, осмий), находящиеся в залежах Уральских гор, только в сороковых годах XIX столетия были обнаружены профессором Клаусом Карлом Карловичем. В тот же период им был открыт и рутений – в те годы никому не известный драгметалл, который входит в платиновую группу в настоящее время.

Интересно! До начала ХХ столетия Россией добывалось примерно 95 процентов мирового запаса Pt. Но редкие драгметаллы этой группы не использовались, поэтому родий и другие продавались практически даром за границу. Свойства этого редкого металла и сегодня так и остались изученными не полностью.

В начале XX века был открыт Институт, где занимались изучением не только платины, но и прочих драгметаллов. Родий в то время очень тщательно исследовался и в Советском Союзе впервые он был получен в 1925 году.

Сегодня Rh, так же как и другие платиноиды, металлы, принадлежащие к платиновой группе, добываются из «сырой» платины или методом очистки от примесей (при аффинаже) золота.

Почему ценится родий?

Родий популярен благодаря особым свойствам. К ним относятся:

• значительная температура плавки металла (более 1960 градусов);
• стойкость к влиянию внешних факторов.

Обладание такими характеристиками сделало применение родия довольно распространенным. Он применяется во многих отраслях промышленности.

Стекольная

Является крупным потребителем этого металла. Сплав родия и платины применяют для выпуска емкостей, предназначенных для плавления стекольной массы. И также благородный родий используют для получения тончайших нитей – кварцевых и стеклянных. Поверхность этого драгметалла имеет высокую отражательную способность. По сравнению с аргентумом она ниже, но устойчивость родия к воздействию коррозии выше и выдерживает он более высокие температуры. Даже находясь в атмосфере вольтовой дуги, родированные поверхности не тускнеют, что позволяет покрывать прожекторные рефлекторы и зеркала различного технического назначения этим металлом. Одной из сфер применения металлического Rh является изготовление зеркал для лазерных систем огромной мощности.

Ювелирная

Родий, как и платина, палладий, нашел свое применение в ювелирном деле. Благодаря высокой температуре плавления, цвету и блеску, а также достаточной твердости, родий в цене. Как известно, показатель крепости равен 6, а у золота и серебра всего лишь 2,5. Но несмотря на все преимущества, этот благородный металл довольно хрупкий, что делает невозможным его применение в качестве базового при изготовлении украшений. Родий в ювелирных изделиях выступает только в виде защитного и декоративного покрытия.

Химическая

В ней металл используется вместе с платиной при производстве термостойкой химической посуды, обладающей повышенной прочностью, различных приборов, прочего. Родиевые детекторы используются в ядерных реакторах для измерения нейтронных потоков.

Электротехническая

В ней родиевое покрытие наносится на разъемы, контакты, также металл применяется для изготовления фильтров для ЖК-мониторов, температурных датчиков.

Запасы родия в мире не так уж велики и состоят из нескольких десятков тонн. Стоимость родия в несколько раз превышает цену золота, но это не только не уменьшает спрос на него, а с каждым годом он все больше возрастает.

Родирование

Такой метод применяется для продления срока эксплуатации ювелирного украшения, придания ему платинового блеска. На изделие наносится тонкий слой металла. Этот процесс разумнее осуществлять на новых украшениях, сразу после их изготовления. Поскольку поверхность еще ровная, не имеет механических повреждений, то защитный родиевый слой будет ложиться без изъянов.

Обычно таким слоем покрывают изделия из платины и белого золота, что придает яркости и защищает. Но поскольку в природе не существует, под этим названием скрывается с добавлением лигатуры – серебра, платины, никеля. Цвет сплава все равно имеет желтоватый оттенок, что не совсем сочетается с названием металла. Для достижения красивого белого цвета изделия и родируют.

Если украшение было в эксплуатации, для нанесения защиты его отдают в специализированную ювелирную мастерскую. Там на него наносят гальваническое покрытие. Процесс состоит из таких этапов:

1. Полировка, шлифование украшения для придания ровной поверхности.
2. Промывание при помощи ультразвука.
3. Обезжиривание (применяется раствор щелочи и серной кислоты).
4. Размещение изделия в ванной (гальванической), содержащей специальный раствор, через который пропускается ток, что и приводит к выделению Rh и постепенному покрытию поверхности.

Толщина защитного покрытия зависит от длительности процесса и мощности электрического разряда.

Плюсами такого покрытия считаются:

• Увеличение срока использования украшения.
• Родий не вреден для здоровья. Наоборот, важную роль родиевое покрытие на драгоценных украшениях играет для людей с аллергией на серебро или золото, поскольку препятствует ее появлению.

Черное родирование

Довольно необычным считается применение черного родирования. Многие ювелиры используют черный родий для придания украшениям состаренного вида или камням яркости и оригинальности в современных изделиях винтажного стиля.

На цвет металла, а соответственно и на покрытия, влияет такой компонент, как солевой раствор. Именно он и определяет конечный цвет родиевого напыления и оттенок кольца, цепочки, кулона, прочего.

Покупая драгоценности, необходимо уточнять, содержат ли они покрытие из родия. Хоть это и повышает стоимость, но при этом оно будет защищено и прослужит гораздо дольше.

Уход за родированными изделиями

Родирование подразумевает нанесение на ювелирное украшение тонкого защитного слоя из благородного металла, который со временем или под воздействием абразивных веществ стирается. Для предотвращения такой ситуации избегайте попадания на украшение подобных веществ или снимайте изделие во время их использования. Уход за родированными изделиями напоминает . Основные правила следующие:

• Не допускается чистка украшений зубной пастой или порошком.
• Избегать попадания веществ, содержащих аммиак.
• После нанесения на кожу средств, содержащих спирт, украшение надевать после полного их впитывания.
• Во время чистки применять специальную салфетку для полировки поверхности и теплую воду.
• Перед сном или во время посещения бани, сауны украшение предпочтительно снимать.

Если придерживаться этих правил, внешний вид изделия будет в хорошем состоянии. При малейших повреждениях следует обратиться в ювелирную мастерскую для восстановления украшения и нанесения повторного покрытия.

Происхождение и свойства родия

Россия долгое время закупала родий за рубежом, вплоть до 20-ых годов прошлого столетия. Это при том, что открыл элемент англичанин Уильям Гайдом еще в 1803-ем. Да и запасы родия в России одни из самых крупных в мире.

Дело в том, что редкий металл содержится только в самородной платине, и то только в сотых долях процента. Чтобы добыть килограмм родия, надо переработать тонны , а ее как раз до первой четверти 20-го столетия в нашей стране не умели очищать от примесей.

Европейские же ученые не спешили делиться с россиянами технологией извлечения родия, палладия и других ценных добавок, содержащихся в самородной платине.

Так что власти советов пришлось в 1918-ом создать отечественный центр изучения платины. Первый добытый родий из нее россияне извлекли только в 1925-ом. Важность произошедшего можно понять, если вспомнить, сколько сейчас стоит унция редкого металла. Английская мера веса равна 28-ми граммам, а просят за нее не менее 7-ми тысяч долларов.

Применение родия

Цена родия высока не только потому, что элемент драгоценный, но и потому что отраслей, где он нужен, больше чем самого металла. Если его запасы были внушительнее, то родий пригодился бы при получении чистого графита. Его используют в реакторах атомных станций. Обладает дорогостоящий элемент и обеззараживающими свойствами, к примеру, очищает воду.

Но, применяют родий только там, где ему нет более дешевой и распространенной альтернативы. Каждый год несколько сотен килограммов металла тратят на производство азотной кислоты. Без сеток из родия с платиной вещество не получить. Металлическая основа служит катализатором при химической реакции.

Без металла родия не обходится производство посуды для химических лабораторий. Драгоценный элемент не вступает в реакцию, практически ни с какими элементами. В колбах и пробирках из родия можно смешивать любые вещества.

Без металла, размещенного под 45-ым номером в , невозможно измерить высокие температуры. Родий настолько устойчив к жару, что используется для производства термопар. Это датчики температуры из двух соединенных проводников. Детали из родия способны зафиксировать, не оплавившись при этом, температуру в 1800 градусов Цельсия.

45-ый элемент нужен при изготовлении выхлопных систем автомобилей. В них металл выступает в роли катализатора. Родием покрывают зеркала измерительной техники. Редкий элемент чуть уступает по отражающим свойствам , зато, устойчив к газам, способным вызвать коррозию элементов.

Из драгоценного вещества и фильтры жидкокристаллических мониторов. Потребность в них растет с каждым годом. Требуется все больше и больше родия на эту отрасль промышленности. Есть драгоценные минералы, которых в искусственных условиях растут только на фильтрах из сплава платины и родия.

Покрытия из металла №45 необходимы некоторым драгоценным украшениям. Пленка редкого металла делает изделия сверкающими. Родий отражает 80% лучей видимого спектра. Украшения с родием не теряют блеска долгие годы. Кстати, холодное сияние родия отлично подчеркивает переливы бриллиантов и фианитов. Редким металлом стараются покрывать .

В нем часто содержится , который у 20% людей вызывает аллергию, покраснение и зуд кожи. Напыление родия не дает опасному металлу контактировать с телом. К тому же, изделия с элементом №45 не царапаются, не окисляются, устойчивы к температурам. Изделия с редким металлом называют родированными.

И все же, по возможности ювелиры стараются заменить родий другими драгоценными металлами, к примеру . Он немного уступает по характеристикам элементу №45, но более доступен. Геологи оценивают мировые запасы родия всего в несколько тонн. Каждый год человечество расходует примерно полтонны.

Месторождения и добыча родия

Раньше, основные залежи находились в России. На Урале были найдены внушительные запасы самородной платины. Но, теперь, их уже разработали. Сегодня по добыче и запасам родия лидирует Мексика. За ней следуют Южная Африка и Колумбия. Есть содержание драгоценного металла в золотых песках США. Остальные страны довольствуются крохами.

Роза – царица цветов, а родий , судя по всему, — царь металлов. Название элемента в переводе с древнегреческого означает именно «роза». Правда, когда редкий металл называли, ему еще не нашли применение, поэтому и не подозревали о важности его персоны. Имя родий получил благодаря цвету своих типичных соединений, — они красные, как и розы.

Лишится данного металла, человечество не может. Поэтому, разрабатывают технологию добычи родия из радиоактивных отходов. Металл №45 накапливается в них. На тонну осколков приходится до 180-ти граммов элемента.

Атомная энергетика так развита, что добыча родия из отходов ее производство по объемам должно превысить количество металла, извлекаемое из руд земной коры. Физики так же трудятся над схемами новых реакторов, в которых будет накапливаться еще больше металла №45.

Можно потерять весь родий, если растворить его сплав с в соляной кислоте, а после, отфильтровать. Реакция даст осадок родия , называемый мелкодисперсным. Он взрывается на воздухе.

Так что, разом пропадут и запасы царя драгоценных металлов и, пожалуй, земли, окружающие точку взрыва. Мелкодисперсное состояние металла единственное, в котором он не устойчив. Компактный элемент №45, как уже говорилось, не реагирует ни на какие «раздражители».

Появляется одно желание - оно должно оставаться таким же красивым, изящным и привлекательным даже спустя многие годы. Для этого следует прикладывать немало усилий, а иногда и средств. Но обычно времени не хватает даже на элементарную домашнюю чистку, не говоря уже про походы к ювелирам. Именно для этого было изобретено родирование ювелирных изделий.

Что собой представляет элемент родий?

Родий в ювелирных изделиях используется довольно-таки часто. Он считается благородным представителем платиновой группы. Это яркий металл с необычайной крепостью. Главная его особенность - родий не подвержен окислению на воздухе и воздействию кислот. Внешне это светлый металл, очень похожий на серебро, имеющий стальной отблеск, но в отношении твёрдости остальные драгоценные металлы ему уступают. Он при нагревании становится пластичным и хорошо взаимодействует с другими металлами, многие мастера активно используют родий в ювелирных изделиях, создавая прекрасные украшения.

Секрет родирования

Как используется родий в ювелирных изделиях? Давайте разберемся, что такое родирование. Это покрытие любого драгоценного металла тонким слоем (от 0,1 до 1 мкм) родия. Такая процедура придаёт металлу высокую прочность, иммунитет к окислению и воздействию некоторых химических веществ, а также некоторые другие преимущества:

• Защита от перепадов температуры (холод, жара, сухой или влажный воздух).
• Украшение приобретает абсолютно другой внешний вид. Появляется красивый стальной блеск, который со временем не пропадает.
• Отпадает необходимость в постоянной чистке, ведь родий не позволяет крупным частицам грязи ложиться на поверхность изделия.
• Тонкий слой этого металла прекрасно выделяет на своём фоне благородные камни: бриллианты, рубины, изумруды, сапфиры.

Сколько стоит покрытие ювелирных изделий родием? Цена изделия будет зависеть, прежде всего, от того, из какого метала оно изготовлено. То есть украшение из дешевого метала можно купить за 1500-2000 рублей. Соответственно, из дорогого метала изделие будет стоить намного дороже.

Как проходит сама процедура нанесения металла

Как используется родий в ювелирных изделиях? Сложный ли процесс его нанесения на украшение? Сам процесс покрытия одного металла другим не является сложным, и провести его может любой ювелир "средней руки", но необходимо доверять только специалистам своего дела. Поэтому выбирать следует только проверенных мастеров.

Чтобы понять, как проводится процесс родирования, достаточно заглянуть в учебник физики седьмого класса, но можно объяснить и парой предложений:

1. Лучше всего проводить родирование на новых украшениях, на поверхности которых нет изъянов и повреждений. Тогда слой родия ляжет точнее и тоньше, как вывод: меньше затраты, красивее вещь.
2. Украшение полируют, тщательно обезжиривают и промывают. Слой родия должен составить единое целое с другим драгоценным металлом и любая прослойка из грязи или микрочастиц пыли может послужить причиной неудачи.
3. Основой всего процесса является та же физика, а точнее, явление гальванизации. В с определённым раствором опускают ювелирное украшение и подают электрический ток. Под его действием из раствора выделяется родий и тончайшим слоем покрывает изделие. Силой тока и длительностью процесса можно свободно варьировать толщину покрывающего слоя. В среднем процесс занимает несколько минут.

Недостатки процесса родирования

Покрытие родием ювелирных изделий имеет множество плюсов. Но как бы данный элемент периодической таблицы ни был хорош, у него есть и свои недостатки. Они несущественны, но лучше ознакомиться с ними заранее.

1. Сама процедура покрытия не занимает много времени, но требует определённых инструментов и умения с ними обращаться. Настоящие ювелиры, которые способны работать с родием, берут достойную плату за своё искусство. Поэтому приняв решение покрыть свою ювелирную вещь родием, клиент должен быть готовым вложить в это определённые средства.
2. Настоящие ценители драгоценных изделий считают, что родий скрывает природную красоту металлов. И в случае нанесения он перекрывает истинную ценность украшения.
3. К сожалению, родий невозможно спаять. При деформации украшения слой родия приходится наносить заново по всей поверхности, повторять изначальную процедуру. А так как даже самый толстый слой родия со временем стирается, то рано или поздно это придётся делать.
4. Если хозяин изделия, покрытого родием, соберётся его продать, то это доставит некоторые хлопоты при оценке. Ювелиру будет не очень просто определить металл, из которого изначально было изготовлено украшение. Что делать, если был использован родий в ювелирных изделиях? Цена на чистый родий довольно-таки высокая. Но учитывая то, что верхний слой придётся нарушить, чтобы узнать из какого метала изготовлено украшение, то стоимость изделия может существенно пострадать.

Как было указано выше, пристального ухода за такими изделиями не требуется, достаточно выполнять следующее:

• Раз в несколько месяцев протирать украшение. В качестве жидкости для протирки лучше всего использовать обыкновенный шампунь.
• Ни в коем случае нельзя применять какие-либо химические вещества для очистки покрытия от мелкой грязи.
• Не использовать материалы с мелкой крошкой для чистки.

Самым лучшим вариантом является предоставление выбора действий профессионалу. Просто отнести изделие ювелиру.

Родий (лат. Rhodium ; обозначается символом Rh) - элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 45. Это самый яркий и твердый металл из всей платиновой группы.

Атомный номер - 45

Атомная масса - 102,91

Плотность, кг/м³ - 12400

Температура плавления, °С - 1966

Теплоемкость, кДж/(кг·°С) - 0,247

Электроотрицательность - 2,2

Ковалентный радиус, Å - 1,25

1-й ионизац. потенциал, эв - 7,46

История открытия родия

Элемент №45 открыт в Англии в 1803 г. замечательным ученым своего времени Уильямом Гайдом Волластоном. Изучая самородную южноамериканскую платину, Волластон обратил внимание на ярко окрашенный в розовато-красный цвет фильтрат, полученный им из раствора самородной платины в царской водке. Такую окраску раствор приобретал после осаждения платины и палладия.

Из этого раствора Волластон выделил темно-красный порошок, прокалил его в атмосфере водорода и получил тяжелый белый металл. По окраске раствора и нарекли новый элемент: ροδοεις – значит «розовый».

В 1819...1824 гг. на Урале были открыты богатейшие россыпи самородной или, как ее еще называют, «сырой» платины. Анализ этой платины, произведенный обер-бергмейстером Архиповым и обер-бергпробирером Яковлевым, указал на присутствие в ней родия. Уже в 1828 г. на Урале добыли неслыханное по тем временам количество самородной платины – более полутора тонн. Для переработки ее перевозили в Петербург, где из нее извлекали относительно чистую платину.

Родий же и другие драгоценные металлы платиновой группы в то время шли в отходы.

В начале 40-х годов, заинтересовавшись уральской платиной, профессор Казанского университета К.К. Клаус обнаружил в отходах «не малое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия», а вслед за тем открыл новый платиновый металл рутений.

Как свидетельствуют документы, к 1843 г. на Монетном дворе в Петербурге скопилось около полутора тонн отходов платинового производства. Но использовать их не умели и потому продали за границу практически за бесценок. А после прекращения переработки сырой платины в России (это случилось в 1867 г.) всю добываемую на Урале самородную платину даже без пошлины стали вывозить за границу.

Цена металла определялась лишь содержанием платины, а металлы, еще более редкие и ценные – родий, иридий и осмий, – при этом не учитывались и фактически вывозились бесплатно.

Вплоть до Октябрьской революции Россия, где добывали почти всю платину мира (90...95% мировой добычи), не очищала самородный металл и вынуждена была за огромные суммы приобретать в Европе родий и другие платиноиды, извлеченные из русской уральской платины. В старой России не было специалистов-аффинеров, свойства родия и его «собратьев» были плохо изучены, а заграничные фирмы держали в секрете способы извлечения и очистки металлов платиновой группы.

После Октябрьской революции Советское правительство сразу же приняло решительные меры для создания отечественной промышленности благородных металлов, «нашего исконного естественного богатства», как писал о них профессор Л.А. Чугаев.

Прежде всего необходимо было разработать научные основы производства платиновых металлов, а значит, хорошо изучить их физико-химические свойства. Вот почему уже в мае 1918 г. был создан и начал работать Институт по изучению платины и других благородных металлов, вошедший в 1934 г. в Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова АН СССР.

В первые же годы в институте были выполнены важные исследования по химии, аффинажу и анализу родия. А в 1925 г. из уральской платины был получен первый отечественный родий.

Заслуга в этом принадлежит прежде всего выдающемуся ученому-химику Л.А. Чугаеву и его ученикам, впоследствии известным ученым И.И. Черняеву, В.В. Лебединскому, Н.К. Пшеницыну.

Содержание родия в природе

Родий содержится в платиновых рудах, в некоторых золотых песках Южной Америки. До 43 % родия содержится в мексиканском золоте.

Получение родия

Извлечение родия и очистка его от неблагородных и благородных примесей связана с исключительно сложными, длительными и трудоемкими операциями. Это неизбежно: родий относится к числу наиболее редких элементов. К тому же он рассеян, собственных минералов не имеет. Находят его вместе с самородной платиной и осмистым иридием.

Технология выделения родия зависит прежде всего от вида и состава перерабатываемого сырья. Расскажем для примера, как извлекают родий из самородной платины.

С приисков сырая платина поступает на аффинажный завод, где отделяют благородные металлы от неблагородных примесей и разделяют сами драгоценные металлы. Делается это так.

Сырую, платину загружают в фарфоровые котлы и обрабатывают царской водкой. Процесс идет при нагревании в течение суток. Родий, а вместе с ним почти вся платина, палладий, неблагородные металлы (железо, медь и другие), частично рутений и иридий переходят в раствор, а в осадке остаются осмистый иридий, кварц, хромистый железняк и другие минеральные примеси.

Сначала на раствор действуют хлористым аммонием, чтобы осадить и отделить платину. Оставшийся раствор упаривают: образуется осадок, который состоит из нескольких солей. В нем до 6% родия; присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина (всю ее с помощью NH 4 Cl отделить не удается) и неблагородные металлы. Этот осадок растворяют в воде и еще раз тем же способом отделяют платину. А раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, по мере накопления направляют на очистку и разделение.

Родий извлекают разными способами. Например, по способу, предложенному советским ученым В.В. Лебединским в 1932 г., вначале нитритом натрия NaNO 2 осаждают и отделяют от раствора осадок гидроокисей неблагородных металлов; родий при этом остается в растворе в форме Na 3 . После этого с помощью NH 4 Cl из раствора на холоду выделяют родий; он уходит в виде малорастворимого комплекса (NH 4) 2 Na. Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий; другие же платиновые металлы – рутений, палладий и остатки платины – остаются в растворе. Итак, родий в осадке, и нас теперь интересует уже только этот осадок. Что с ним происходит дальше?

Осадок растворяют в разбавленном едком натре и из этого раствора действием аммиака и NH 4 Cl снова осаждают родий – теперь уже в форме другого комплексного соединения . Осадок отделяют и тщательно промывают раствором хлористого аммония.

На этом очистка родия еще не закончена. Осадок снова загружают в котел с соляной кислотой и нагревают несколько часов. Происходит реакция:

2 + 6HCl → 2 +3NO 2 + 3NO + 3H 2 O

с образованием нового комплексного соединения родия ярко-желтого цвета. Это триаминтрихлорид родия. Его тщательно промывают водой и только после этого приступают к выделению металлического родия.

Соль загружают в печь и прокаливают несколько часов при 800...900°C. Комплексное соединение разлагается и образуется порошкообразный продукт смеси родия с его окислами. После охлаждения порошок еще раз тщательно промывают разбавленной царской водкой для удаления оставшегося незначительного количества неблагородных примесей, а затем снова загружают в печь и восстанавливают до металла, прокаливая в атмосфере водорода.

Вот каким долгим и сложным путем получается чистый родий.

Физические свойства родия

Родий - металл, серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал.

Родий - металл исключительно стойкий к действию многих веществ. Он не растворяется не только в обычных кислотах, но и в царской водке. Температура плавления родия - около двух тысяч градусов (1966°С). В жидком состоянии родий растворяет до семи процентов углерода, а при охлаждении выделяет растворенный углерод в виде графита.

Родий достаточно пластичен, и из него можно изготовить фольгу методом прокатки (хотя для этого потребуется несколько промежуточных отжигов для рекристаллизации). Этот металл отличается несколько своеобразным поведением при нагревании на воздухе. Он устойчив до температуры 800 градусов, а затем на поверхности родия появляется пленка оксида Rh2O3, который, при дальнейшем повышении температуры до 1000 градусов, снова разлагается до металла.

Химические свойства родия

Все спутники платины известны как хорошие катализаторы, особенно в состоянии большого измельчания, как говорят химики, в виде "черни".

Большинство металлов в компактном состоянии обладает специфическим, так называемым металлическим блеском и "белым", "светлым" цветом. Исключение составляют медь, золото и немногие другие цветные металлы, у которых сохраняется свой характерный для них цвет и при измельчении. Однако тонкие порошки других металлов имеют серый цвет, а тончайший порошок - черный или почти черный. Отсюда и химическое, а затем и техническое название - "чернь".

Родиевая "чернь" растворима в кислотах, в то время как родий в слитке, как уже указывалось, нерастворим даже в царской водке. Каталитическая активность родиевой "черни" настолько велика, что винный спирт быстро переходит в ее присутствии в уксусную кислоту. К тону же родиевый катализатор стоек против ядов, отравляющих катализаторы.

Родий - благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину.

Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении, а также электрохимически, анодно - в смеси перекиси водорода и серной кислоты.

Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелко измельчённый родий медленно окисляется только при температуре выше 600 °C:

4Rh + 3O 2 = 2Rh 2 O 3 .

При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия и бромоводорода. При спекании реагирует с расплавами гидросульфата калия KHSO 4 , пероксида натрия Na 2 O 2 и пероксида бария BaO 2:

2Rh + 6KHSO 4 = 2K 3 Rh(SO 4) 3 + 3H 2 ,

2Rh + 3BaO 2 = Rh 2 O 3 + 3BaO.

В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы 3- , родий взаимодействует с хлором, например:

2Rh + 6NaCl + Cl 2 = 2Na 3 .

При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH) 3:

Na 3 + 3NaOH = Rh(OH) 3 ↓ + 6NaCl.

Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh (III):

Rh 2 O 3 + 12HCl = 2H 3 RhCl 6 + 3H 2 O,

Rh(OH) 3 + 6HCl = H 3 RhCl 6 + 3H 2 O.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF 6 , который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или оксид азота (II) NO:

2RhF 6 + 3Cl 2 = 2RhF 3 + 6ClF.

В низших степенях окисления +1 и +2 родий образует комплексные соединения.

Применение родия

Если бы родий был более доступным металлом, его можно было бы применять для получения чистейшего графита, столь необходимого во многих отраслях современной техники. Родий обеззараживает воду

Биологическая роль родия и его физиологическое воздействие

Родий не играет биологической роли.

Соединения родия довольно редко встречаются в повседневной жизни и их воздействие на человеческий организм до конца не изучено. Несмотря на это, они являются высоко токсичными и канцерогенными веществами. LD 50 хлорида родия для крыс - 12,6 мг/кг. Соли родия способны сильно окрашивать человеческую кожу.

По мнению большинства наших современников, профессор Лебединский – это человек, доходчиво спевший о предательских настроениях среди лодочников. Мировая научная общественность знает другого профессора Лебединского – замечательного ученого прошлого века, автора метода получения родия из рудного остатка.

Дело в том, что в природе родий находится в минералах, богатых сразу несколькими платиноидами . Выделение родия, особенно в промышленных масштабах, представляет собой трудноразрешимую проблему.

Уильям Волластон, первооткрыватель родия, достаточно легко синтезировал натриеводородистую соль родия – а после долго калил розово-красный порошок в струе водородного пламени, чтобы получить несколько капель чистого металла.

Профессор В. В. Лебединский противопоставил традиции прокаливания силу холода. Охлаждая сложный раствор солей платиноидов, он добился выпадения в осадок смеси соединений родия и иридия. Сегодня методом Лебединского ежегодно высвобождается из сопутствующих пород около 30-ти тонн чистого родия.

Родий – значит розовый?

«Родон» по-гречески значит «роза». Судя по названию, родий должен быть подобен расцветающему цветку. Однако красные тона присущи лишь соединениям родия; сам же металл неокрашен, а его блеск схож с блеском – хотя и не столь ярок.

Полированный родий отражает около 80% света, падающего на его поверхность – в то время как серебро поглощает лишь 5%, а 95% светового потока – возвращает. Тем не менее, многие технические зеркала покрывают родием, а не серебром. Причина в том, что платиноид тугоплавок и способен работать в условиях чрезвычайно высокой плотности электромагнитного излучения – в том числе и инфракрасного диапазона. Там, где из-за перегрева серебро не выдерживает и суток, родиевое покрытие служит годами.

Львиная доля добываемого родия потребляется автомобильной промышленностью. Отличные каталические свойства металла позволяют производить из его сплавов нейтрализаторы выхлопных газов. Значительная часть родия уходит на изготовление катализаторов для химической индустрии. Сплав родия с платиной вот уже несколько десятилетий является незаменимым инструментом производства азотной кислоты.

Родий нужен везде!

Твердость, прочность и износоустойчивость сплава платины и родия пришлись по вкусу стеклоделам. Через платино-родиевые фильеры тянется оптическое волокно, техническая стеклонить, плоское стекло для мониторов.

Ученые заказывают платино-родиевые емкости для выращивания кристаллов. Дифракционные решетки современных спектрометров также изготавливаются из сплава благородных металлов. Электроника, для которой губительны искровые разряды, использует родий для покрытия особо ответственных контактов. Термопары из родия и иридия служат в высокотемпературных – до 2200°С – термометрах.

Родиевое покрытие предохраняет различные материалы от коррозии.

Ювелирное родирование

Первыми родирование начали применять техники. Ювелирная отрасль долгое время не находила нужным использовать уникальные свойства родия. Однако повышение популярности ювелирного серебра и высокий спрос на белое золото заставило мастеров искать методы предотвращения абразивного износа изделий и повышения эстетического потенциала изделий.

Серебро, помимо прочего, склонно к потускнению, а доступные способы очистки изделий не всегда позволяют сохранить художественную выразительность благородных металлов. Белое золото заметно желтит, что мешает восприятию красоты .

Гальваническое нанесение родиевого покрытия решает проблему. Украшения из родированного серебра выглядят на редкость аристократично. Присущая ювелирному серебру не самой высокой пробы легкая оцвеченность, возникающая из-за введения меди в состав лигатуры, нивелируется родием.

Кроме того, родий, нанесенный на серебро, исключает возможность возникновения окисной пленки на металле. Родированные изделия не нуждаются в чистке, в течение длительного времени сохраняют парадный блеск, прекрасно очищаются мягкими моющими средствами.

Долговечность родиевого покрытия

Родиевое покрытие не вечно, но срок его службы зависит от нескольких факторов. Первый – толщина. Родирование, проводимое исключительно в декоративных целях, может быть связано с нанесением на изделие слоя платиноида толщиной в одну десятитысячную миллиметра! Подобное воздействие применяется для упрочнения верхнего слоя изделия (твердость и прочность родия сравнима с параметрами стали).

Столь тонкий слой родия почти не меняет цвета изделия и поэтому широко применяется при изготовлении ювелирной продукции из цветных – зачастую весьма хрупких – .

Непрозрачный слой родия может достигать толщины в 25 тысячных миллиметра. Именно так родируют изделия, предназначенные для каждодневной носки. Обручальное кольцо, покрытое слоем родия в 25 микрон, сохраняет свои внешние достоинства в течение не менее чем десяти лет!

По опыту пользования, возобновление родиевого слоя на кольцах, серьгах, цепочках требуется раз в пять лет и реже – в зависимости от интенсивности использования изделия. Во многих случаях качественно выполненное родирование украшает металл десятилетиями.

Родий – это не так уж и дорого

Сегодняшняя цена на родий достаточно демократична . Родий дешевле золота примерно в полтора раза – хотя нет никаких гарантий в вечном сохранении такого соотношения. Родирование одного изделия в ювелирной мастерской стоит 15-20 долларов. Необходимость предварительной разборки украшения повышает стоимость процедуры.

← Вернуться