Родоний что это за металл

Родий: история, свойства, структура, использование, риски

В родий Это переходный металл, который принадлежит к группе палладия и имеет химический символ Rh. Это благородный, инертный при нормальных условиях, но при этом редкий и дорогой металл, так как это второй наименее распространенный металл в земной коре. Также отсутствуют минералы, которые представляют собой рентабельный метод получения этого металла.

Хотя он выглядит как типичный серебристо-белый металл, большинство его соединений имеют общую красноватую окраску, в дополнение к тому факту, что их растворы имеют розоватый оттенок. Вот почему этот металл получил название «родон», что в переводе с греческого означает розовый.

Однако его сплавы являются серебряными, а также дорогими, так как в него входят платина, палладий и иридий. Его высокий благородный характер делает его металлом почти невосприимчивым к окислению, а также полностью устойчивым к воздействию сильных кислот и оснований; поэтому их покрытия помогают защитить металлические предметы, например ювелирные изделия.

☢ Как измерить радон дома?

Помимо декоративного использования, родий может также защитить инструменты, используемые при высоких температурах и в электрических устройствах.

Он широко известен тем, что помогает расщеплять токсичные автомобильные газы (NOИкс) внутри каталитических нейтрализаторов. Он также катализирует производство органических соединений, таких как ментол и уксусная кислота.

Интересно, что в природе он существует только как изотоп. 103 Rh и его соединения легко восстанавливаются до металла из-за его благородных свойств. Из всех степеней окисления +3 (Rh 3+ ) является наиболее стабильным и распространенным, за ним следует +1 и, в присутствии фторида, +6 (Rh 6+ ).

В металлическом состоянии он безвреден для нашего здоровья, если его частицы, рассеянные в воздухе, не вдыхаются. Однако его цветные соединения или соли считаются канцерогенами, кроме того, что они прочно прикрепляются к коже.

История

Открытие родия сопровождалось открытием палладия, оба металла были открыты одним и тем же ученым: английским химиком Уильямом Х. Волластоном, который к 1803 году исследовал минерал платины, предположительно из Перу.

От французского химика Ипполита-Виктора Колле-Дескотиля я узнал, что в минералах платины присутствуют красноватые соли, цвет которых, вероятно, обусловлен неизвестным металлическим элементом. Таким образом, Волластон переваривал свою платиновую руду в царской водке, а затем нейтрализовал кислотность полученной смеси с помощью NaOH.

Из этой смеси Волластону пришлось с помощью реакций осаждения постепенно отделить металлические соединения; разделенная платина как (NH4)2[PtCl6], после добавления NH4Cl и другие металлы восстанавливают их металлическим цинком. Он пытался растворить эти губчатые металлы с помощью HNO.3, оставляя два металла и два новых химических элемента: палладий и родий.

Радон — САМЫЙ ОПАСНЫЙ БЛАГОРОДНЫЙ ГАЗ!

Однако, когда он добавил царскую водку, он заметил, что металл почти не растворяется, в то же время он образует красный осадок с NaCl: Na3[RhCl6] NH2О. Отсюда и произошло его название: красный цвет его соединений, обозначаемый греческим словом «родон».

Эту соль снова восстанавливали металлическим цинком, получая таким образом губчатый родий.И с тех пор методы получения улучшились, а также спрос и технологические применения, наконец, появились блестящие родиевые детали.

Свойства

Внешность

Твердый серебристо-белый металл практически без оксидного слоя при комнатной температуре. Однако это не очень ковкий металл, а это значит, что при ударе по нему он треснет.

Молярная масса

Температура плавления

1964 ° С. Это значение выше, чем у кобальта (1495 ºC), что отражает увеличение прочности самой прочной металлической связи по мере ее прохождения через группу.

Температура плавления

3695 ° С. Это один из металлов с самой высокой температурой плавления.

Плотность

-12,41 г / мл при комнатной температуре

-10,7 г / мл при температуре плавления, то есть только тогда, когда он плавится или плавится

Теплота плавления

Теплота испарения

Молярная теплоемкость

24,98 Дж / (моль К)

Электроотрицательность

2,28 по шкале Полинга

Энергии ионизации

-Первый: 719,7 кДж / моль (Rh + газообразный)

-Второй: 1740 кДж / моль (Rh 2+ газообразный)

-Третий: 2997 кДж / моль (Rh 3+ газообразный)

Теплопроводность

Удельное электрическое сопротивление

43,3 нОм · м при 0 ºC

Твердость по Моосу

Магнитный заказ

Химические реакции

Родий, хотя и является благородным металлом, не означает, что это инертный элемент. В обычных условиях практически не ржавеет; но когда он нагревается выше 600 ºC, его поверхность начинает реагировать с кислородом:

В результате металл теряет характерный серебряный блеск.

Он также может реагировать с газообразным фтором:

РХФ6 оно черное. При нагревании может трансформироваться в RhF5, выделяя фтор в окружающую среду. Когда реакция фторирования протекает в сухих условиях, образование RhF благоприятно.3 (красный сплошной) над RhF6. Другие галогениды: RhCl3, RhBr3 и RhI3 формируются аналогичным образом.

Возможно, самое удивительное в металлическом родии — это его исключительная устойчивость к воздействию агрессивных веществ: сильных кислот и сильных оснований. Царская водка, концентрированная смесь соляной и азотной кислот, HCl-HNO3, вы можете растворить его с трудом, что вызывает раствор розового цвета.

Расплавленные соли, такие как KHSO4более эффективны при его растворении, так как приводят к образованию водорастворимых комплексов родия.

Структура и электронная конфигурация

Атомы родия кристаллизуются в гранецентрированную кубическую структуру, ГЦК. Атомы Rh остаются объединенными благодаря своей металлической связи, силе, ответственной на макроуровне за измеримые физические свойства металла. В этой связи вмешиваются валентные электроны, которые задаются в соответствии с электронной конфигурацией:

Таким образом, это аномалия или исключение, так как ожидается, что у него будет два электрона на его 5s-орбитали и семь на 4d-орбитали (согласно диаграмме Меллера).

Всего имеется девять валентных электронов, которые вместе с атомными радиусами определяют ГЦК кристалл; структура, которая кажется очень стабильной, так как имеется мало информации о других возможных аллотропных формах при различных давлениях или температурах.

Эти атомы Rh, а точнее их кристаллические зерна, могут взаимодействовать таким образом, чтобы создавать наночастицы с различной морфологией.

Когда эти наночастицы Rh растут на поверхности шаблона (например, полимерного агрегата), они приобретают форму и размеры его поверхности; Таким образом, мезопористые родиевые сферы были разработаны для замены металла в определенных каталитических приложениях (которые ускоряют химические реакции, не расходясь в процессе).

Числа окисления

Поскольку существует девять валентных электронов, нормально предположить, что родий может «потерять их все» при взаимодействии внутри соединения; то есть, если предположить существование катиона Rh 9+ , со степенью окисления или состоянием 9+ или (IX).

Положительные числа окисления, обнаруженные для родия в его соединениях, варьируются от +1 (Rh + ) до +6 (Rh 6+ ). Из всех них наиболее распространены +1 и +3, а также +2 и 0 (металлический родий, Rh 0 ).

Например, в Rh2ИЛИ3 степень окисления родия +3, так как если предположить наличие Rh 3+ и 100% ионного характера сумма зарядов будет равна нулю (Rh2 3+ ИЛИ3 2- ).

Другой пример представлен RhF6, у которого теперь его степень окисления +6. Опять же, только полный заряд соединения останется нейтральным, если предположить существование Rh. 6+ (Rh 6+ F6 – ).

Чем более электроотрицательным является атом, с которым взаимодействует родий, тем выше его тенденция к более положительным степеням окисления; так обстоит дело с RhF6.

В случае Rh 0 , соответствует его атомам кристалла ГЦК, координированным с нейтральными молекулами; например, CO, Rh4(CO)12.

Как получают родий?

Недостатки

В отличие от других металлов, нет доступных минералов, которые были бы достаточно богаты родием, чтобы их было экономически выгодно получать из него. Вот почему это скорее вторичный продукт промышленного производства других металлов; особенно благородные или их сородичи (элементы платиновой группы) и никель.

Большинство минералов, используемых в качестве сырья, поступает из Южной Африки, Канады и России.

Процесс производства сложен, потому что, несмотря на то, что он инертен, родий находится в компании других благородных металлов, помимо примесей, которые трудно удалить. Следовательно, необходимо провести несколько химических реакций, чтобы отделить его от исходной минералогической матрицы.

Процесс

Его низкая химическая активность сохраняет его неизменным при извлечении первых металлов; пока не останется только знать (золото среди них). Затем эти благородные металлы обрабатываются и плавятся в присутствии солей, таких как NaHSO.4, чтобы иметь их в жидкой смеси сульфатов; в этом случае Rh2(SW4)3.

К этой смеси сульфатов, из которой каждый металл осаждается отдельно в результате различных химических реакций, добавляют NaOH с образованием гидроксида родия Rh (OH).Икс.

Rh (ОН)Икс повторно растворяется, добавляя HCl и таким образом образуя H3RhCl6, который все еще растворяется и имеет розовый цвет. После, H3RhCl6 реагирует с NH4Cl и NaNO2 выпадать в осадок как (NH4)3[Rh (НЕТ2)6].

И снова новое твердое вещество повторно растворяется в большем количестве HCl, и среда нагревается до тех пор, пока не выпадет в осадок губка из металлического родия, в то время как примеси сгорают.

Приложения

Покрытия

Его благородный характер используется для покрытия металлических деталей аналогичным покрытием. Таким образом, серебряные предметы покрываются родием, чтобы защитить его от окисления и потемнения (образуя черный слой AgO и Ag2S), плюс они становятся более светоотражающими (блестящими).

Такие покрытия используются в ювелирных изделиях, отражателях, оптических приборах, электрических контактах и ​​рентгеновских фильтрах при диагностике рака груди.

Сплавы

Это не только благородный металл, но и твердый. Эта твердость может быть связана с сплавами, которые она составляет, особенно когда речь идет о палладии, платине и иридии; из которых наиболее известны Rh-Pt. Кроме того, родий улучшает стойкость этих сплавов к высоким температурам.

Например, сплавы родия с платиной используются в качестве материала для изготовления стекол, которые могут формировать расплавленное стекло; при изготовлении термопар, способных измерять высокие температуры (более 1000 ºC); тигли, втулки для очистки стеклопластика, змеевики индукционных печей, авиационные газотурбинные двигатели, свечи зажигания и т. д.

Катализаторы

Родий может катализировать реакции либо в чистом виде, либо в координации с органическими лигандами (натрийорганические соединения). Тип катализатора зависит от конкретной реакции, которую необходимо ускорить, а также от других факторов.

Например, в металлической форме он может катализировать восстановление оксидов азота, NOИкс, к окружающим газам кислород и азот:

Эта реакция происходит постоянно, ежедневно: в каталитических нейтрализаторах автомобилей и мотоциклов. Благодаря этому сокращению газы НЕИкс они не загрязняют города в худшей степени. Для этой цели были использованы мезопористые наночастицы родия, которые дополнительно улучшают разложение газов NO.Икс.

Соединение [RhCl (PPh3)3], известный как катализатор Уилкинсона, используется для гидрирования (добавить H2) и гидроформилата (добавить CO и H2) алкены с образованием соответственно алканов и альдегидов.

Родиевые катализаторы кратковременно используются для гидрирования, карбонилирования (добавления CO) и гидроформилата. В результате от них зависят многие продукты, как в случае с ментолом, важным химическим соединением жевательной резинки; помимо азотной кислоты, циклогексана, уксусной кислоты, кремнийорганического соединения и других.

Риски

Поскольку родий — благородный металл, даже если он просачивается в наш организм, его атомы Rh не могут (насколько ему известно) метаболизироваться. Следовательно, они не представляют опасности для здоровья; если в воздухе не рассеивается слишком много атомов Rh, которые могут накапливаться в легких и костях.

Фактически, в процессах родиевого покрытия ювелирных изделий или серебряных украшений ювелиры подвергаются воздействию этих «затяжек» атомов; причина, по которой они страдают от дискомфорта в дыхательной системе. Что касается риска мелкодисперсного твердого вещества, он даже не воспламеняется; кроме случаев горения в присутствии OF2.

Соединения родия классифицируются как токсичные и канцерогенные, цвета которых сильно окрашивают кожу. Вот еще одно явное различие в том, как меняются свойства катиона металла по сравнению с металлом из него.

И, наконец, в экологических вопросах скудное изобилие родия и его недостаточная усвояемость растениями делают его безвредным элементом в случае разливов или отходов; пока это металлический родий.

Источник

Родий

Серебристо-белый твёрдый металл.

Родий / Rhodium (Rh), 45

2,28 (шкала Полинга)

История

Открыт в Англии в 1803 году Уильямом Гайдом Волластоном в ходе работ с самородной платиной.

Происхождение названия

От др.-греч. ῥόδον — роза, типичные соединения родия (III) имеют глубокий тёмно-красный цвет. Его можно увидеть, растворив металл в царской водке.

Содержание в природе

Месторождения

Месторождения родия находятся на территории ЮАР, Канады, Колумбии, России [2] .

Получение

Физические свойства

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

Изотопы родия

Природный родий состоит из изотопа 103 Rh. Наиболее долгоживущие изотопы

Изотоп Период полураспада

101 Rh	3,3 года
102 Rh	207 дней
102m Rh	2,9 года
99 Rh	16,1 дней

Химические свойства

Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения.

Родий — благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину. Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении (компактный [уточнить] не растворяется, растворяется в виде черни [источник не указан 184 дня] ),в расплаве КНSО4, в концентрированной серной кислоте при нагревании, 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: