Zgodovina Rodio, lastnosti, struktura, uporabe, tveganja

On Rodij To je prehodna kovina, ki spada v skupino Paladio in katerih kemični simbol je RH. Je plemenit, inerten v normalnih pogojih, medtem ko je redko in drago, saj je druga manj obilna kovina v zemeljski skorji. Prav tako ni mineralov, ki bi predstavljali donosno metodo pridobivanja te kovine.

Čeprav je njen videz tipični srebrni beli kovina, ima večina njegovih spojin skupno rdečkasto obarvanost, poleg njihovih rešitev izgleda tudi. Zato je ta kovina dobila ime 'rodon', kar v grščini pomeni roza.

Kovinski rodio biser. Vir: Hi-res slike kemičnih elementov [cc do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)]

Vendar so njene zlitine srebrne, medtem ko so drage, saj se meša s platino, paladijem in iridijem. Njegov visok plemenit značaj je skoraj imunski kovina na oksidacije, pa tudi popolnoma odporen proti napadu močnih kislin in baz; Zato njihovi prevleki pomagajo zaščititi kovinske predmete, kot so dragulji.

Rodij lahko poleg svoje okrasne uporabe zaščiti tudi orodja, ki se uporabljajo pri visokih temperaturah in na električnih napravah.

Popularno je znano, da pomaga razbiti strupene pline iz avtomobilov (ne_x) Znotraj katalitičnih pretvornikov. Prav tako katalizira proizvodnjo organskih spojin, kot sta mentol in ocetna kislina.

Zanimivo je, da v naravi obstaja le kot izotop ¹⁰³RH in njegove spojine je zaradi plemenitega značaja enostavno zmanjšati kovino. Od vseh njegovih oksidacijskih številk +3 (RH³⁺) je najbolj stabilen in obilen, sledi +1 in v prisotnosti fluorida +6 (RH⁶⁺).

V vašem kovinskem stanju je za naše zdravje neškodljivo, razen če dihate svoje delce, razpršene v zrak. Vendar se njihove pisane spojine ali soli štejejo za rakotvorne, poleg tega, da so močno pritrjene na kožo.

[TOC]

Zgodovina

Odkritje Rodio je spremljalo paladij, obe kovini je odkril isti znanstvenik: angleški kemik William H. Wollaston, ki je do leta 1803 preučeval mineral platine, domnevno iz Perua.

Vedela sem zahvaljujoč hipolitnim viktorjem Collet-Descots, francoski kemik, ki so bili v platinastih mineralih rdečkaste soli, katerih barva je bila verjetno posledica neznanega kovinskega elementa. Tako je Wollaston prebavil svoj platinasti mineral v kraljevi vodi in nato nevtraliziral kislost nastale mešanice z NaOH.

Iz te mešanice je imel Wollaston z reakcijami padavin ločeno kovinske spojine; ločena platina kot (NH₄)₂[PTCL₆], po dodajanju NH₄CL in druge kovine so jih zmanjšale s kovinskim cinkom. Temu gobaste kovine so jih poskušale razpustiti s hno₃, Zapuščanje dveh kovin in dveh novih kemičnih elementov: Paladio in Rodio.

Ko pa je dodal kraljevsko vodo, je opazil, da je kovina komaj raztopljena, medtem ko je z NaCl: Na tvoril rdečo oborino₃[Rhcl₆] · NH₂Tudi. Od tu je prišlo njegovo ime: rdeča barva njegovih spojin, označena z grško besedo 'rodon'.

Ta sol jo je spet zmanjšala s kovinskim cinkom in tako dobila gobasto obkroženo. In od takrat se pojavljajo tehnike pridobivanja izboljšanih, pa tudi povpraševanja in tehnoloških aplikacij, končno se pojavijo briljantni deli rodija.

Lastnosti

Fizični videz

Srebrna bela kovina, brez praktično nobene plasti oksida pri sobni temperaturi. Vendar ni kovina preveč poševna, kar pomeni, da se bo, ko jo udarite.

Vam lahko služi: amorfni ogljik: kaj je, vrste, lastnosti, uporabe

Molarna masa

102.905 g/mol

Tališče

1964 ° C. Ta vrednost je višja od vrednosti kobalta (1495 ° C), kar odraža povečanje najmočnejše kovinske povezave s spuščanjem skozi skupino.

Tališče

3695 ° C. Je ena od kovin z najvišjimi talilnimi točkami.

Gostota

-12,41 g/ml pri sobni temperaturi

-10,7 g/ml na talilni točki, torej ko se topi ali se stopi

Fuzijska toplota

26,59 kJ/mol

Toplota za uparjanje

493 kJ/mol

Molarna toplotna sposobnost

24,98 j/(mol · k)

Elektronegativnost

2.28 na Pauling lestvici

Ionizacijske energije

-Prvi: 719,7 kJ/mol (RH⁺ plinasto)

-Drugi: 1740 kJ/mol (RH²⁺ plinasto)

-Tretjič: 2997 kJ/mol (RH³⁺ plinasto)

Toplotna prevodnost

150 w/(m · k)

Električna upornost

43,3 nΩ · m do 0 ° C

Mohs trdota

6

Magnetni vrstni red

Paramagnet

Kemične reakcije

Rodij, čeprav je plemenita kovina, še ne pomeni, da je inertni element. Komaj oksidira v normalnih pogojih; Ko pa se segreje nad 600 ° C, se njegova površina začne reagirati s kisikom:

Rh (s) +o₂(g) → rh₂Tudi₃(S)

In rezultat je, da kovina izgubi svojo značilno srebrno svetlost.

Lahko reagira tudi s fluorovim plinom:

Rh (s) +f₂(g) → rhf₆(S)

RHF₆ je črna. Če se to segreje, ga lahko spremenimo v RHF₅, sproščanje fluorida v okolje. Ko se reakcija fluoracije razvije v suhih pogojih, je naklonjena tvorbi RHF₃ (rdeča trdna) nad tem RHF₆. Drugi halogenuros: rhcl₃, Rhbr₃ in rhi₃ Nastanejo na podoben način.

Morda je najbolj presenetljiva kovinska roda njena skrajna odpornost proti napadu korozivnih snovi: močne kisline in baze. Regia Water, koncentrirana mešanica klorovo in dušikove kisline, HCl-Hno₃, Lahko ga raztopite s težavami, kar povzroči rožnato barvno rešitev.

Staljene soli, kot je KHSO₄, Učinkovitejši so za raztopitev, saj vodijo do nastanka kirurških rodijevih kompleksov.

Elektronska struktura in konfiguracija

Rodijevi atomi kristalizirajo v kubični strukturi, osredotočeni na obraze, FCC. Atomi RH ostajajo združeni, zahvaljujoč svoji kovinski povezavi, odgovorni sili z makro lestvico zajetne fizikalne lastnosti kovine. V tej povezavi posredujejo valenčni elektroni, ki so podani v skladu z elektronsko konfiguracijo:

[KR] 4d⁸ 5s¹

Zato je anomalija ali izjema, saj bi pričakovali, da bosta imela v svoji 5S orbitali dva elektrona in sedem v 4D orbitali (uboga se Moellerjev diagram).

Skupaj devet elektronov Valencije, skupaj z atomskimi radijskimi napravami, definira FCC steklo; struktura, ki je očitno zelo stabilna, saj je malo informacij o drugih možnih alotropnih oblikah pod različnimi pritiski ali temperaturami.

Ti atomi RH, ali bolje rečeno njihova kristalna zrna, lahko medsebojno delujejo tako, da ustvarjajo nanodelce z različnimi morfologijami.

Ko ti nanodelci RH rastejo nad predlogo (na primer polimerni agregat), pridobijo oblike in dimenzije svoje površine; Tako so bile mezoporozne kroglice Rhodio zasnovane za nadomeščanje kovine v določenih katalitičnih aplikacijah (ki pospešijo kemične reakcije, ne da bi jih v postopku porabili).

Oksidacijske številke

Kadar je devet elektronov Valencije, je normalno domnevati, da lahko rodij v svojih interakcijah znotraj spojine "vse" izgubi "; torej ob predpostavki obstoja rh kationa⁹⁺, s statusom oksidacije 9+ O (IX).

Vam lahko služi: cenjene rešitve

Pozitivne oksidacijske številke, ki jih najdemo za rodij v njihovih spojinah, se razlikujejo od +1 (RH⁺) do +6 (RH⁶⁺). Od vseh sta +1 in +3 najpogostejša, skupaj z +2 in 0 (kovinski rodio, RH⁰).

Na primer v RH₂Tudi₃ Oksidacijsko število rodij je +3, saj če prevzame obstoj RH³⁺ in 100% ionski značaj, vsota nabojev bo enaka nič (RH₂³⁺Tudi₃^2-).

Drug primer predstavlja RHF₆, v katerem je zdaj njegova oksidacijska številka +6. Ponovno bo samo skupno breme spojine ostalo nevtralno, če se domneva obstoj RH⁶⁺ (Rh⁶⁺F₆^-).

Bolj kot elektronegativni atom, s katerim deluje rodij, večja je njegova nagnjenost k prikazu več pozitivnih številk oksidacije; Takšen je primer RHF₆.

V primeru RH⁰, ustreza svojim atomom kristala FCC, usklajenega z nevtralnimi molekulami; Na primer, co, rh₄(Co)₁₂.

Kako se pridobi rodij?

Nevšečnosti

Za razliko od drugih kovin ni na voljo nobenega minerala. Zato je precej sekundarni produkt industrijske proizvodnje drugih kovin; Konkretno plemiči ali njihovi vrstniki (elementi skupine platina) in niklja.

Večina mineralov, ki se uporabljajo kot surovina, prihaja iz Južne Afrike, Kanade in Rusije.

Proces pridobivanja je kompleksen, ker je rodij, čeprav je inerten, v družbi drugih plemenitih kovin, poleg tega. Zato je treba izvesti več kemijskih reakcij, da jo ločimo od začetne mineraloške matrice.

Proces

Njegova majhna kemična reaktivnost ga ne spremenljiva, medtem ko se prve kovine izvlečejo; Dokler ostanejo samo plemiči (zlato med njimi). Nato se te plemenite kovine obdelajo in stopijo v prisotnosti soli, kot je nahso₄, imeti jih v tekoči mešanici sulfatov; V tem primeru RH₂(SW₄)₃.

Na to mešanico sulfatov, od katerih se z različnimi kemičnimi reakcijami vsaka kovina obori_x.

RH (OH)_x je ponovna dodajanje hcl in tako tvori h₃Rhcl₆, ki je še vedno raztopljena in prikazuje roza barvo. Potem h₃Rhcl₆ Reagirati z nh₄Cl in nano₂ Obogatiti kot (NH₄)₃[RH (ne₂)₆].

Ponovno je nova trdna trdna redisuifure v več HCl in srednje segreva, dokler se kovinska rodijska goba ne obori, medtem ko nečistoče zgorevanja.

Prijave

Premazi

Majhna in srebrna dvojna bas, prevlečena z rodijem. Vir: Mauro Caleb (https: // www.Flickr.com/fotografije/mauroestScritor/8463024136)

Njegov plemenit značaj se uporablja za prekrivanje kovinskih kosov s podlogo istega. Na ta način srebrni predmeti temeljijo na rodiju, da bi ga zaščitili pred oksidacijo in prikrivanjem (tvorijo črno plast Au in Ag₂S), poleg tega, da postanemo bolj odsevni (svetli).

Takšni premazi se uporabljajo v nakitnih oblačilih, reflektorjih, optičnih instrumentih, električnih stikih in rentgenskih filtrih pri diagnozah raka dojke.

Zlitine

Ne samo, da je plemenita kovina, ampak tudi trda. Ta trdota jo lahko prispeva k zlitinam, ki jih sestavlja, zlasti kadar se ukvarjajo s paladijem, platino in iridijem; od tega so tisti iz rh-pt najbolj znani. Prav tako Rodio izboljša odpornost teh zlitin pri visokih temperaturah.

Vam lahko služi: bakreni nitrat (ii)

Na primer, zlitine rodio-platino se uporabljajo kot material za izdelavo žil, ki lahko oblikujejo staljeno steklo; Pri proizvodnji termoj, ki lahko merijo visoke temperature (več kot 1000 ° C); Cruches, smreke za čiščenje vlaken, indukcijske tuljave, turneje letalskih turbin, svečke itd.

Katalizatorji

Avtomobilski katalitični pretvornik. Vir: Ballista [cc by-sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Rodij lahko katalizira reakcije bodisi čiste ali usklajene kovine z organskimi ligandi (organi). Vrsta katalizatorja je odvisna od specifične reakcije, ki je namenjena pospeševanju, poleg drugih dejavnikov.

Na primer, v svoji kovinski obliki lahko katalizira zmanjšanje dušikovih oksidov, št_x, V okoljski plini kisik in dušik:

2 Ne_x → x o₂ + N₂

Ta reakcija se nenehno pojavlja vsak dan: v katalitičnih pretvornikih vozil in motociklov. Zahvaljujoč temu zmanjšanju, plini ne_x Ne kontaminirajo mest v slabši meri. V ta namen so bili uporabljeni mezoporozni nanodelci rodija, kar še izboljša razgradnjo plinov ne_x.

Spojina [rhcl (pph₃)₃], znan kot Wilkinson Catalyst, se uporablja za hidrogenar (dodaj h₂) in hidroformila (dodajte co in h₂) Alkeni, da se tvorijo enakomerni in aldehidi.

Rhodijevi katalizatorji so povzeti za hidrogenarni, karbonilski (add CO) in hidroformirane. Rezultat tega je, da je veliko izdelkov odvisnih od njih, prav tako tudi mentol, bistvena kemična spojina v žvečilni gumi; Poleg dušikove kisline med drugim cikloheksan, ocetna kislina, organsilicios.

Tveganja

Rodij za to, da je plemenita kovina, četudi se je prikradel v naše telo, njegovi atomi RH ne bi mogli (kolikor veste) presnavljati. Zato ne predstavljajo nobenega zdravstvenega tveganja; Razen če jih ni preveč Rh atomov, razpršenih v zraku, ki bi se lahko na koncu kopičili v pljučih in kosteh.

Pravzaprav so v rodijevih prevlekah nakit na nakitu ali srebrni dragulji izpostavljeni tem "oblakom" atomov; razlog, zakaj so trpeli zaradi nelagodja v svojem dihalnem sistemu. Kar zadeva tveganje, da je fino razdeljeno trdno snov, to sploh ni vnetljivo; razen kadar gori v prisotnosti₂.

Rodijeve spojine so razvrščene kot strupene in rakotvorne rakotvorne. Tu se opazijo še ena jasna razlika pri tem, kako se lastnosti kovinskega kationa razlikujejo v primerjavi z ustreznimi kovinskimi.

In končno, v ekoloških zadevah je majhna številčnost rodija in pomanjkanje asimilacije rastlin neškodljiv element v primeru razlitja ali odpadkov; Dokler je to kovinski rodij.

Reference

1. Lars Öhrström. (12. november 2008). Rodij. Kemija v svojem elementu. Okrevano od: ChemistryWorld.com
2. Wikipedija. (2019). Rodij. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Rodij. Baza podatkov Pubchem. Cid = 23948. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
4. S. Bale. (1958). Struktura rodija. Johnson Matthey Research Laboratories. Platinum Metals Rev., (2), 21, 61–63
5. Jiang, b. et al. (2017). Mezoporozni kovinski rodijevi nanodelci. Nat. Komunikacija. 8, 15581 doi: 10.1038/NCOMMS15581
6. Kelacija. (27. junij 2018). Izpostavljenost rodiju. Okrevano od: ChelationCommunity.com
7. Bell Terence. (25. junij 2019). Rhodium, redka platinasta skupina in njena uporaba. Okreval od: uravnoteženosti.com
8. Stanley e. Livingstone. (1973). Kemija rutenija, rodija, paladija, osmija, iridija in platine. S.In. Livingstone. Pergamon Press.
9. Tokijski tehnološki inštitut. (21. junij 2017). Katalizator na rodiju za izdelavo organosilicona z uporabo manj cevine Priceus. Okrevano od: Phys.org
10. Pilgaard Michael. (10. maja 2017). Rodij: kemične reakcije. Okrevano od: Pilgaardelegs.com
11. Doktor. Doug Stewart. (2019). Dejstva o rodijevih elementih. Okrevano od: Chemicool.com