המספר האטומי של היסוד הכימי רודיום הוא 45 והסמל שלו הוא האות Rh. זוהי מתכת מעבר נדירה יחסית שהיא קשה, לבנה כסופה ועמידה בפני קורוזיה. זהו אלמנט מקבוצת פלטינה ומתכת אצילה. הוא מכיל באופן טבעי רק את האיזוטופ 103Rh. רודיום היא מתכת הקיימת באופן טבעי ונמצאת בדרך כלל כמתכת חופשית, בסגסוגות עם מתכות אחרות, או לעתים רחוקות מאוד כתרכובת כימית במינרלים כמו בואייט ורודפלומיט. זוהי אחת המתכות היקרות והנדירות ביותר.
יחד עם מתכות אחרות מקבוצת פלטינה, רודיום נמצא גם בעפרות ניקל או פלטינה. הוא נקרא על שם צבע הוורד של אחת מתרכובות הכלור והתגלה באחד ממרבצי העפרות הללו על ידי ויליאם הייד וולסטון ב-1803.
המהווה למעלה מ-80% מכלל הרודיום המיוצר בעולם, השימוש העיקרי של היסוד הוא כאחד הזרזים בממירים קטליטיים תלת כיווניים המשמשים במכוניות. רודיום הוא בדרך כלל סגסוגת עם פלטינה או פלדיום ומשמש בציפויים עמידים בטמפרטורה גבוהה וקורוזיה מכיוון שהמתכת אינרטית לקורוזיה ולכימיקלים האגרסיביים ביותר והיא נדירה. ציפוי רודיום משמש לעתים קרובות לשיפור המראה של זהב לבן ולמניעת קורוזיה של כסף סטרלינג.
מעורב סיליקון שני חלקים, שמרכיב אחד שלו הוא סיליקון הידריד והשני הוא סיליקון עם סיום ויניל; אחד מהנוזלים הללו מכיל קומפלקס רודיום. רודיום משמש מדי פעם להקשחת סיליקונים.
גלאי רודיום משמשים למדידת רמת קרינת הנייטרונים בכורים גרעיניים. רודיום משמש גם בייצור חומצה אצטית ובטכניקות הידרוגנציה אסימטרית המשמשות ליצירת מבשרי מרפא.
היסטוריה של רודיום
ויליאם הייד וולסטון גילה את הרודיום (המילה היוונית לרודיום היא "ורד") בשנת 1803, זמן קצר לאחר שגילה את הפלדיום. הוא השתמש בעפרות פלטינה גולמיות, ככל הנראה מדרום אמריקה. לשיטתו, העפרה הומסה באקווה רג'יה ונוטרלה עם חומצה נתרן הידרוקסיד (NaOH).
לאחר מכן הוא הוסיף אמוניום כלוריד והטיל את הפלטינה כאמוניום כלורופלטינט.
אָבָץ; הוא שקע עם רוב המתכות האחרות, כולל נחושת, עופרת, פלדיום ורודיום. כל המתכות מלבד פלדיום ורודיום הומסו עם חומצה חנקתית מדוללת. רודיום, נא3[RhCl6]·nH2שלא כמו פלדיום, המושקע על ידי הוספת נתרן כלורי כ-O, הוא אינו מסיס באקווה רג'יה.
המשקע האדום-ורד נוקה באתנול לפני טיפול באבץ, שדחף את הרודיום מהשילוב היוני ושחרר אותו כמתכת חופשית.
במשך שנים רבות נעשה שימוש באלמנט נדיר זה במשורה בלבד; לדוגמה, צמדים תרמיים עשויים רודיום יכולים למדוד טמפרטורות של עד 1800 מעלות צלזיוס בתחילת המאה. הם יציבים מאוד בטווח הטמפרטורות של 1300 עד 1800 מעלות צלזיוס.
כציפוי נוי ועמיד בפני קורוזיה, ציפוי אלקטרוני הוא היישום החשוב הראשון. הממיר הקטליטי התלת-כיווני שימש לראשונה את וולוו בשנת 1976, מה שהוביל לעלייה בביקוש לרודיום. רודיום שימש בממיר הקטליטי התלת-כיווני במקום פלטינה או פלדיום ששימשו בעבר כדי להפחית את כמות ה-NOx בפליטת הפליטה.
הרודיום המתכתי החזק, הכסוף ועמיד לאורך זמן הוא בעל רעיוני גבוה. גם כאשר מחומם, מתכת רודיום בדרך כלל אינה מייצרת תחמוצת. רודיום סופג חמצן רק כשהוא נמס; כאשר הוא מתמצק, הוא משחרר חמצן. בהשוואה לפלטינה, לרודיום יש פחות צפיפות ונקודת התכה גבוהה יותר. רוב החומצות אינן משפיעות עליו; אבל חומצה חנקתית הופכת אותו לבלתי מסיס לחלוטין, בעוד אקווה רג'יה ממיסה אותו רק במעט.
הרכב מולקולרי של רודיום
רודיום הוא חבר בקבוצה 9 של הטבלה המחזורית, אך תצורת האלקטרונים בקליפותיה החיצוניות חורגת מהנורמה לקבוצה. גם היסודות הסמוכים ניוביום (41), רותניום (44) ופלדיום (46) מציגים את המוזרות הזו.
רודיום נמצא בדרך כלל במצב חמצון +3, אך צוינו גם רמות חמצון 0 עד +7.
רודיום, בניגוד לרותניום ואוסמיום, אינו מייצר תרכובות חמצן נדיפות. בין התחמוצות היציבות המוכרות כיום Rh2O3, RHO2, RHO2·xH2O, Na2RHO3, Sr3LiRhO6 ve Sr3NaRhO6 יש.
כמעט כל מצב חמצון פוטנציאלי עבור תרכובות הלוגן ידוע היטב. כמה דוגמאות כוללות רודיום (III) כלוריד, רודיום טריפלואוריד, רודיום פנטפלואוריד ורודיום הקספלואוריד. מצבי חמצון נמוכים יציבים רק כאשר קיימים ליגנדים.
כלורוטריס(טריפנילפוספין)רודיום(I), הזרז המשמש את וילקינסון, הוא תרכובת הרודיום-הלוגן הנפוצה ביותר. אלקנים עוברים הידרופורמילציה או הידרוגן באמצעות זרז זה.
איזוטופים של רודיום
רודיום מכיל רק את האיזוטופ 103Rh במצבו הטבעי. יסודות רדיואקטיביים עם מחצית החיים הארוכה ביותר הם 3,3Rh שמתפוגג לאחר 101 שנים, 207Rh שמתפרק לאחר 102 ימים, 2,9mRh שמתפוגג לאחר 102 שנים ו-16,1Rh שמתפרק לאחר 99 ימים. עוד 92.926 רדיואיזוטופים זוהו, עם משקלים אטומיים שנעים בין 93 u (116.925Rh) ל-117 u (100Rh). למעט 20,8Rh (105 שעות) ו-35,36Rh (102 שעות), לרובם יש זמן מחצית חיים של פחות משעה. לרודיום יש מספר מצבי מטא, שני המצבים היציבים ביותר הם 0,141mRh (101 MeV) ו-0,157mRh (4,34 MeV), שניהם עם מחצית חיים של 2,9 ימים וכ-XNUMX שנים, בהתאמה (ראה איזוטופים של רודיום).
רותניום הוא תוצר ההתפרקות העיקרי ולכידת אלקטרונים היא שיטת הריקבון העיקרית עבור איזוטופים פחות מ-103 (איזוטופ יציב). פלדיום הוא המוצר העיקרי, ועבור איזוטופים גדולים מ-103, פליטת בטא היא מנגנון ההתפרקות העיקרי.
זמינות של רודיום
רודיום, אחד היסודות הנדירים ביותר בקרום כדור הארץ, נחשב ל-0,0002 חלקים למיליון בלבד (2 1010). התמחור והיישומים המסחריים שלו מושפעים מהמחסור בו. רודיום נמצא בדרך כלל במטאוריטי ניקל בריכוז של 1 pb. לפי בדיקות, כמות הרודיום בחלק מתפוחי האדמה היא בין 0,8 ל-30 נקודות.
רודיום היא מתכת קשה להפקה תעשייתית מכיוון שיש מעט מאוד מינרלים המכילים רודיום, ועפרות משולבות לרוב עם מתכות אחרות כמו פלדיום, כסף, פלטינה וזהב. כאשר נמצא, פלטינה נכרית מעפרות כמתכת אינרטית לבנה שקשה להמיס אותה. מקורותיו העיקריים הם דרום אפריקה, הרי אוראל ברוסיה ומגזר כריית נחושת-ניקל גופרתי בצפון אמריקה, במיוחד באזור סודברי, אונטריו. למרות עושר הרודיום הנמוך מאוד של סודברי, הנפח הגבוה של עפרות ניקל מעובד הופך את התאוששות הרודיום לחסכונית.
רודיום מיוצא בעיקר על ידי דרום אפריקה (כמעט 2010% ב-80), ואחריה רוסיה.
מדי שנה מיוצרים 30 טון ברחבי העולם. התמחור של רודיום תנודתי להפליא. הרודיום היה יקר כמעט פי שמונה במשקל מזהב, יקר פי 2007 מכסף ופי 450 יותר מנחושת ב-27.250. העלות עלתה לרגע על 2008 דולר לאונקיה (10.000 דולר לק"ג) ב-350.000. ברבעון השלישי של 2008, מחירי הרודיום ירדו באופן דרמטי לפחות מ-1.000 דולר לאונקיה (35.000 דולר לקילוגרם). בתחילת 2010, המחירים עלו ל-2.750 דולר (97.000 דולר לקילוגרם), יותר מכפול ממחיר הזהב, אך ירדו שוב מתחת ל-2013 דולר עד סוף 1.000.
רוב המתכות סבלו מירידות מחירים כתוצאה מהיצע יתר ומחירי נפט נמוכים במיוחד שנגרמו מבעיות פוליטיות ופיננסיות. בשנים 2014 ו-2015, הכלכלות של סין, הודו ומדינות מתפתחות אחרות עמדו בסטגנציה. סין ייצרה בסך הכל 2014 מכוניות בשנת 23.722.890, לא כולל אופנועים. [דרוש מידע נוסף] כתוצאה מכך, מחיר הרודיום בסוף נובמבר 2015 היה 31,1 דולר ארה"ב לאונקיה טרויה (740,00 גרם).
הבעלים של רודיום, מתכת עם מחיר שוק תנודתי מאוד, נמצאים לפעמים בעמדה מועילה מאוד מכיוון שכריית עפרות המכילות רודיום מצריכה גם כרייה של עפרות המכילות מתכות יקרות אחרות בשפע, בעיקר פלטינה ופלדיום, שמתומחרות יתר על המידה. זה יצור היצע ויוריד את המחיר של מתכות אחרות.
השוק לרוב מוגבל לחלוטין מבחינת אספקת הרודיום, מה שמעלה את המחירים. הסיבה לכך היא שזה לא כדאי מבחינה מסחרית פשוט לחלץ מתכות אחרות אלה כדי להשיג רודיום.
ההתאוששות ממצב המחסור הזה באספקה עשויה להיות קשה מאוד בעתיד, מסיבות רבות, כולל יצרנים שאינם יודעים כמה רודיום (ומתכות יקרות אחרות) משמש בפועל בממירים קטליטיים במשך שנים רבות של שימוש בתוכנת תרמית פליטות. רודיום נמצא בעיקר בממירים קטליטיים ממוחזרים מכלי רכב ישנים שנזרקו. בתחילת נובמבר 2020, מחיר הספוט של רודיום היה 14.700 דולר לאונקיה. במטאל דיילי, מחיר הרודיום עלה ל-2021 דולר לאונקיה בתחילת מרץ 29.400.
מקור: ויקיפדיה
Günceleme: 17/05/2023 20:42