למדו על רודיום, מתכת נדירה מפלטינה

רודיום הוא נדיר קבוצת פלטינה מתכת (PGM) שהוא יציב כימית בטמפרטורות גבוהות, עמיד בפני קורוזיה ומשמש בעיקר בייצור ממירים קטליטיים לרכב.

• סמל אטומי: Rh
• מספר אטומי: 45
• קטגוריית אלמנטים: מעבר מתכת
• צפיפות: 12.41 גרם / ס"מ
• נקודת התכה: 1964 ° C
• נקודת רתיחה: 3683 מעלות צלזיוס
• הקשיות של מו: 6.0

רודיום הוא מתכת קשה בצבע כסף שהיא יציבה מאוד ובעלת נקודת התכה גבוהה. מתכת רודיום עמידה בפני קורוזיה, וכ- PGM, היא חולקת את התכונות הקטליטיות החריגות של הקבוצה.

המתכת בעלת השתקפות גבוהה, היא קשה ועמידה, והיא בעלת עמידות חשמלית נמוכה כמו גם עמידות מגע נמוכה ויציבה.

בשנת 1803, ויליאם הייד וולסטון הצליח לבודד פלדיום מ- PGMs אחרים, וכתוצאה מכך, בשנת 1804, הוא בודד רודיום מתוצרי התגובה.

וולסטון התמוסס פלטינה עפרות באקווה רג'יה (תערובת של חומצות חנקתיות והידרוכלוריות) לפני הוספת אמוניום כלוריד וברזל כדי להשיג פלדיום. לאחר מכן הוא מצא שאפשר היה לשאוב רודיום ממלחי הכלוריד שנותרו.

וולסטון יישם אקווה רג'י ואז תהליך הפחתה עם גז מימן כדי להשיג מתכת רודיום. המתכת שנותרה הראתה גוון ורוד ושמה נקרא על שם המילה היוונית "רודון", שמשמעותה 'ורד'.

רודיום מופק כתוצר לוואי של פלטינה ניקל כרייה. בשל נדירותו והתהליך המורכב והיקר הנדרש לבידוד המתכת, ישנם מעט מאוד גופי עפרות טבעיים המספקים מקורות חסכוניים לרודיום.

כמו רוב ה- PGM, גם ייצור רודיום ממוקד סביב מתחם בושלד בדרום אפריקה. המדינה מהווה מעל 80 אחוז מייצור הרודיום בעולם, בעוד שמקורות אחרים כוללים את אגן סודברי בקנדה ומתחם נורילסק ברוסיה.

PMGs נמצאים במינרלים שונים, כולל דניט, כרומיט ונורייט.

השלב הראשון במיצוי רודיום מהעפרה הוא המשקעים של מתכות יקרות כמו זהב, כסףפלדיום ופלטינה. שאר העפרות מטופלות עם נתרן ביסולפט NaHSO₄ ונמס, וכתוצאה מכך רודיום (III) גופרתי, Rh₂(כך₄)_3.

לאחר מכן מוזנח רודיום הידרוקסיד באמצעות נתרן הידרוקסיד, ואילו חומצה הידרוכלורית מתווספת לייצור H₃RhCl₆. תרכובת זו מטופלת באמוניום כלורי ונתרן ניטריט ליצירת משקע של רודיום.

המשקעים מומסים בחומצה הידרוכלורית, והתמיסה מחוממת עד שנשרפים מזהמים, ומותירים אחריה את המתכת הרודיום הטהור.

על פי אימפלה פלטינה, הייצור העולמי של רודיום מוגבל לכמיליון אונקיות טרוי בלבד בשנה (או בערך 28 טון מטרי) בשנה, ואילו לשם השוואה, יוצרו 207 טון פלדיום ב 2011.

כרבע מייצור הרודיום מגיע ממקורות משניים, בעיקר ממירים קטליטיים ממוחזרים, בעוד שהיתר מופק מעפרות.יצרני רודיום גדולים כולל אנגלו פלטינה, ניקל נורקל ואימפלה פלטינה.

על פי הסקר הגיאולוגי האמריקני, מנתחי autocatalyst היוו 77 אחוז מכל דרישת הרודיום בשנת 2010. ממירים קטליטיים תלת-כיווניים עבור מנועי בנזין משתמשים ברודיום כדי לזרז את הפחתת תחמוצת החנקן לחנקן.

בערך 5% עד 7 אחוזים מצריכת הרודיום העולמית משמשים את המגזר הכימי. זרזי רודיום ופלטינה-רודיום משמשים לייצור ייצור אוקסו-אלכוהול וכן לייצור תחמוצת החנקן, חומר גלם לדשנים, חומרי נפץ וחומצה חנקתית.

ייצור הזכוכית מהווה עוד 3% עד 6 אחוז מצריכת הרודיום בכל שנה. בגלל נקודות ההיתוך הגבוהות שלהן, ניתן לסגסוגן רודיום ופלטינה על ידי חוזק ועמידות בפני קורוזיה ליצירת כלים המחזיקים ועיצוב זכוכית מותכת. גם זה חשוב סגסוגות המכיל רודיום אינם מגיבים עם או מחמצן את הזכוכית בטמפרטורות גבוהות. שימושים אחרים ברודיום בייצור זכוכית כוללים:

• ליצירת תותבים המשמשים לייצור סיבי זכוכית על ידי ציור זכוכית מותכת דרך חורים (ראה תמונה).
• בייצור תצוגות גביש נוזלי (LCD) בגלל הטמפרטורות הגבוהות הנדרשות כדי להמיס חומרי גלם ואיכות הזכוכית הנדרשת.
• בייצור זכוכית מסך למסך צינור קרני קתודה (CRT).

שימושים אחרים לרודיום:

• כגימור לתכשיטים (ציפוי זהב לבן)
• כגימור למראות
• במכשירים אופטיים
• בחיבורים חשמליים
• בסגסוגות למנועי טורבינת מטוסים ותקעים
• בכורים גרעיניים כגלאי לרמות שטף הנויטרונים
• בצמידים תרמיים