У.Г. Волластон — его имя вписано золотыми буквами в историю платиноидов, и в изучение химии вообще. Закон кратных пропорций, пространственное строение атома, таблица атомных весов, открытие фраунгоферовых линий — это не все работы ученого. Он изобрел и сконструировал камеру-люциду, гониометр, научился делать платиновую посуду. Это был ученый с большой буквы.
Содержание
Потеряла медицина, зато химия приобрела
О химии не помышлял, учился в Оксфорде, выучился на врача, захотел работать в госпитале святого Георгия. Однако молодому врачу отказали, и взяли другого. Обиженный Волластон плюнул на медицину и занялся химией и физикой. Неизвестно, что потеряла медицина, но человечество должно быть благодарно ученому за его работы с металлами платиновой группы.
Работы Волластона в химии высоко оценены учеными. Нас интересует родий. Волластон — «папа» родия, как и палладия. Причем Волластон не был просто ученым сухарем, а несомненно обладал чувством юмора. История знакомства народа с палладием подробнее описана в статье о палладии.
Родий остался в тени палладия, а зря. Ученый выделил металл в процессе работ с самородной платиной, а в ее состав входили палладий, родий и другие металлы платиновой группы.
Свойства металла-розы
Платиноид серебристого цвета с легким голубоватым оттенком — это металл родий. Это химический элемент, имеет в таблице Менделеева атомный номер 45. Известен стабильный изотоп родия — 103Rh.
Плотность металла 12,41 г/см3.
Химические свойства родия близки к основным свойствам платиноидов. Металл не любит реагировать с другими элементами. В «царской водке» начинает растворяться при кипячении, с концентрированной серной кислотой реагирует при нагревании, азотную кислоту вовсе игнорирует.
В химических реакциях проявляет степени окисления +5, +4, +3, +2, +1.
Кристаллическая структура решетки гранецентрическая, кубическая.
| Свойства атома | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Родий / Rhodium (Rh), 45 |
| Атомная масса (молярная масса) |
102,90550(2)[1] а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Kr] 4d8 5s1 |
| Радиус атома | 134 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 125 пм |
| Радиус иона | (+3e)68 пм |
| Электроотрицательность | 2,28 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | +0,8в |
| Степени окисления | 5, 4, 3, 2, 1, 0 |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
719,5 (7,46) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 12,41 г/см³ |
| Температура плавления | 1963°C |
| Температура кипения | 3727°C |
| Уд. теплота плавления | 21,8 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 494 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 24,95[2] Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 8,3 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая гранецентрированная |
| Параметры решётки | a=3,803 Å |
| Температура Дебая | 480 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 150 Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7440-16-6 |
Захотите расплавить родий — найдите устройство, которое даст температуру 1963°С. Кипеть металл начинает при 3727°С.
Ищите родий в платине
Родий, в отличие от многих металлов, не имеет месторождений с промышленным оруднением. Извлекают редкий металл из платиновых руд, золотоносных россыпных месторождений, самородной платины. В медно-никелевых рудах содержание редкого платиноида мизерно — это несколько миллиграмм на тонну руды.
Извлекаем родий
Получение редкого платиноида, как железа, например, невозможно. Вначале придется добыть платиновую руду, отвезти ее на обогатительный комбинат. Там отделяют платину от пустой породы. Затем платина отправляется на аффинаж — «рафинирование» полученной платины. Вот теперь можно приступать к собственно добыче родия. Процесс сложный и долгий. Растворы от аффинажа подвергаются нескольким химическим реакциям, затем полученное вещество прокаливают, чтобы получить родий в чистом виде.
Применение металла
Родий — металл «высокомерный», в реакции с большинством соединений и элементов не вступает. Его устойчивость рождает спрос на него в разных отраслях промышленности. Останавливает одно — цена. Тем не менее металл используют в химической и стекольной промышленности.
Для получения азотной кислоты используются катализаторные сетки. Хотя родия в сплаве этих сеток всего 5-7%, этого количества достаточно для существенного повышения прочности сетки и потерь платины в процессе работы.
Применение родия растет каждый год. Физические свойства элемента незаменимы в автомобильной промышленности. Высокий коэффициент отражения — и родием успешно покрывают фары автомобиля. Фильтры-нейтрализаторы выхлопных газов автомобилей веселее и гораздо лучше работают с родиевыми катализаторами.
Уксусную кислоту получают из метилена, здесь не обойтись без родиевых катализаторов.
Жидкокристаллические экраны (наши дорогие мониторы и телевизоры) не смогут обойтись без сплава платина-родий — а нам уже не обойтись без телевизоров и компьютеров.
Для нас, любимых
Родирование применяют для изделий из серебра и белого золота.
Серебро склонно к окислению, со временем украшения темнеют, а это нравится не всем. Родиевое покрытие придает серебряному изделию белизну горного снега, яркий блеск.
Человек, хорошо различающий оттенки цветов, заметит, что «белое золото» — не абсолютно белое. Оно имеет еле различимые розовый, серый, желтоватый оттенки. Оттенок зависит от лигатуры (металлов-добавок в сплаве). Это могут быть медь, серебро, палладий, цинк. В России в качестве лигатуры применяется никель, Европа этот металл запрещает из-за его высокой аллергенности.
Влияние на здоровье никелевой лигатуры недостаточно исследовано. Однако считается, что 10-20%% людей имеют аллергию на никель, даже если они не знают об этом. Высыпания на коже у таких людей появляются после контакта с никельсодержащими украшения.
Преимущества родированных изделий:
- Высокая износостойкость.
- Яркий, почти зеркальный блеск.
- Гипоаллергенность.
- Устойчивость к механическим воздействиям.
- Химическая стойкость (родированные изделия не темнеют).
Родирование — за и против
Приведем цитату:
«У меня отношение к родиевому покрытию, как к гриму на лице: вроде бы и красиво (хотя выглядит, в отличие от живых серебра и золота, как неживой), но как-то искусственно, а что там под ним — поди знай, может быть все, что угодно».
Сколько людей — столько предпочтений. Родирование не всегда превращает цвет металла в ювелирных изделиях в льдистый голубовато-белый. Родирование может быть черным.
Далеким от любви к украшениям людям невозможно объяснить, зачем делать украшение из золота, потом покрывать его слоем родия, делая белым (похожим на никель) или черным (похожим на титан). Здравомыслящий человек скажет — проще сразу изготовить колечко из никеля, серебра или титана.
Извинить такие «извращения» могут недостатки металлов, дающих аллергическую реакцию.
Что скрывает родирование
Если украшение куплено в Турции или Китае, в сомнительной лавочке, то родирование может скрыть все — а главное, металл. Поди разберись, под блестящим слоем золото, серебро или вовсе медяшка.
Дорогое удовольствие
Сегодня родий дороже всех своих «братьев»-платиноидов.
Можете сравнить — в таблице сравнительная стоимость металлов на бирже на 26.04.2020.
| Металл | Цена за 1 грамм в $$ США |
| Родий | 263 |
| Золото | 55 |
| Платина | 25 |
Даже при таком «преимуществе» в цене спрос на родий опережает предложение.
Надо отметить, что за год цена родия подскочила. Резко возрос спрос азиатских стран на родий, резко выросла и цена.
