Was ist Rhodium und wo wird es verwendet?

Rhodium ist ein seltenes Edelmetall und bei Schmuckliebhabern bekannt. Die rhodinierte Beschichtung verhindert Kratzer und Abrieb an wertvollen Gegenständen und trägt dazu bei, ihr ursprüngliches Aussehen für lange Zeit zu erhalten.

Rhodium ist ein chemisches Element N45 aus dem Periodensystem, das zu den Edelmetallen der Platingruppe gehört. Das Element wurde 1803 von dem Engländer William Hyde Wollaston bei der Arbeit mit einer Platinlösung entdeckt. Darin entdeckte der Chemiker eine hellrosa pulvrige Substanz namens Rhodium, was auf Griechisch „Rose“ bedeutet.

Rhodium ist eines der seltensten und teuersten Metalle was auf die Komplexität seiner Abtrennung von Platin im industriellen Maßstab zurückzuführen ist. In der Natur kommt es in Mineralien vor, die mehrere Platinoide gleichzeitig in ihrer Zusammensetzung enthalten. Experten weisen darauf hin, dass für die Gewinnung von 1 kg dieses Metalls mehrere Tonnen natives Platin erforderlich sind. Wollaston isolierte Rhodium auf folgende Weise: Nach der Synthese von Natriumhydrogensalz von Rhodium kalzinierte er lange Zeit ein rosarotes Pulver über einer Wasserstoffflamme, wodurch er nur wenige Tropfen reines Metall erhielt.

Später wurde durch die Bemühungen von Professor Lebedinsky eine neue Methode zur Abtrennung von Rhodium entdeckt. - Exposition gegenüber der Lösung von Platinoidsalzen durch Kälte. Als Ergebnis des Abkühlens bildete sich in der Lösung ein Niederschlag, der durch Verbindungen von Rhodium und Iridium repräsentiert wurde. Dieses Verfahren hat sich in der chemischen Industrie durchgesetzt und wird auch heute noch verwendet. Heute werden mit der Lebedinsky-Technik jährlich etwa 30 Tonnen reines Metall freigesetzt.

Was das Aussehen von Rhodium angeht, sind die Rot-Rosa-Töne nur für seine Verbindungen charakteristisch, während das Metall selbst Silber ähnelt, obwohl es ihm in der Helligkeit unterlegen ist. So, die von diesem Metall reflektierte Lichtmenge beträgt 80%, während dieser Wert für Silber 95% beträgt.... Trotzdem wird bei der Herstellung technischer Spiegel oft Rhodium anstelle von Silber verwendet. Dies liegt an der Feuerfestigkeit des Platinoids und seiner Fähigkeit, bei einer erhöhten Dichte elektromagnetischer Strahlung, einschließlich des Infrarotbereichs, zu arbeiten. Mit anderen Worten, die Rhodinierung kann viele Jahre dauern, während die Versilberung unter ähnlichen Bedingungen nicht einmal einen Tag dauert.

Die Charakterisierung des Metalls wäre unvollständig, ohne seine Kosten zu erwähnen. Der Preis für reines Rhodium variiert ständig und ist abhängig von der jährlichen Produktionsmenge. So kostete im August 2016 eine Feinunze Rhodium (31.1034768 g) etwa 700 Dollar, doch in den Folgejahren stieg der Preis stark an. Anfang 2020 wurde ein Rhodiumbarren von einer Unze mit 9.000 US-Dollar bewertet. Die hohen Kosten erklären sich damit, dass das Metall kein eigenes Mineral besitzt und in nativen Platin-, Nickel- und Kupfererzen sowie als Begleiter in goldhaltigen Sanden enthalten ist.

Rhodium ist ein hartes silberfarbenes Edelmetall, das seinen "Vorläufer" Platin in der chemischen Beständigkeit in vielen korrosiven Umgebungen übertrifft. Die elektronische Formel seines Atoms lautet wie folgt: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Das Metall löst sich beim Kochen gut in Königswasser (ein Gemisch aus HCl und HNO3), in einem H2SO4-Konzentrat (beim Erhitzen) und in Wasserstoffperoxid. Der Schmelzpunkt beträgt 1964 ° C, der Siedepunkt beträgt 3697 ° C, die Dichte des Metalls bei 20 ° C beträgt 12,41 g / cm3. Rhodium gehört zur Gruppe der Seltenerdmetalle, im festen Zustand hat es eine silbrige Farbe mit einem kalten Farbton.

Rhodium ist chemisch stabil, daher reagiert es sehr schlecht mit Nichtmetallen - erst bei Erreichen der Rotgluttemperatur. Eine verzögerte Oxidation des Metalls ist nur im zerkleinerten Zustand und nur bei 1000°C möglich.

Eine wichtige Eigenschaft von Metall ist seine Fähigkeit, seine Farbe zu ändern, was besonders bei Schmuck wertvoll ist. Beim Kalzinieren bei einer Temperatur von 800 ° C wird Rhodium mit einem Oxidfilm bedeckt, der verschwindet, wenn die Temperatur auf 1000 ° C ansteigt. Besonders geschätzt wird schwarzes Rhodium, das bei der Herstellung von Schmuck in den erlesensten Konfigurationen unverzichtbar ist. Eine weitere Eigenschaft eines Metalls ist seine Fähigkeit, als Katalysator für die meisten chemischen Reaktionen zu wirken. Mit Hilfe von zerkleinertem Rhodiumpulver kann also gewöhnlicher Weinalkohol in Essigsäure umgewandelt werden.

Die jährliche Weltproduktion von Rhodium beträgt 30 Tonnen, so geringe Produktionsmengen sind auf den geringen Gehalt des Elements im Erdinneren und das Fehlen eigener Mineralien zurückzuführen. Die Hauptvorkommen des Metalls befinden sich in Südafrika, das 75-80% des Rhodiums an den allgemeinen Markt liefert. Weniger reiche Vorkommen finden sich in Kanada, Kolumbien und Russland – in Ländern mit einer durchschnittlichen Konzentration an nativem Platin im Erdinneren.

Neben der Raffination gilt die Abtrennung seines stabilen Isotops von Plutonium, Uran und Thorium, die in der Kernkraft weit verbreitet sind, als vielversprechende Methode zur Metallgewinnung.Die Gewinnung von Rhodium auf diese Weise kann das Problem der hohen Nachfrage und der unzureichenden Mengen an Metall, das in den Lagerstätten abgebaut wird, lösen. Unter Berücksichtigung der entwickelten Nuklearindustrie und des hohen Gehalts an Rhodium im Kernbrennstoff (bis zu 400 g / t) kann das Problem des Rhodiummangels gelöst werden, und die Kernkraft wird zum Hauptlieferanten dieses Metalls auf den Weltmärkten.

Das Anwendungsgebiet von Rhodium ist recht breit gefächert. Das Metall ist in vielen Bereichen der chemischen Industrie und Verarbeitung gefragt, wo es als Katalysator, Baurohstoff und Schmuckmaterial eingesetzt wird.

In dieser Eigenschaft wird das Metall in chemischen Reaktionen verwendet, von denen die häufigste die Herstellung von Essigsäure aus Methylalkohol ist. Es wird auch verwendet, um Neutralisationsfilter herzustellen, die für die Arbeit mit Abgasen von Automobilen entwickelt wurden. Und Rhodium-Platin-Legierungen gelten als die effektivsten Katalysatoren bei der Herstellung von HNO3 durch die Oxidation von Ammoniak mit Luft, und für diese Herstellung wurde noch keine Alternative zu Rhodium gefunden.

Rhodium ist unverzichtbar bei der Herstellung von Glas für Flüssigkristallvorrichtungen, für deren Herstellung seine Legierung mit Platin verwendet wird. In dieser Hinsicht wächst der Metallverbrauch im Verhältnis zum Wachstum der Produktion moderner Geräte stetig. Rhodium wird aktiv bei der Herstellung von technischen Spiegeln, Projektoren und anderen reflektierenden Oberflächen verwendet, die unter extremen Bedingungen und in Laseranlagen verwendet werden.

Nicht zu vergessen sind die Platin-Rhodium-Tiegel, die zum Züchten von Edelsteinen und Kristallen mit elektrooptischen Eigenschaften unter Laborbedingungen verwendet werden.... In Kombination mit Iridium oder Platin wird das Metall häufig zur Herstellung von Thermoelementen verwendet, die zur Messung von extremen Temperaturen (über 2200 °C) benötigt werden. Hervorzuheben ist die Rolle von Metall bei der Herstellung von Laborröhrchen und -flaschen für chemische Experimente. Aufgrund der Tatsache, dass Rhodium mit praktisch keinen Substanzen interagiert, kann jede Formulierung in solche Gerichte gegossen werden.

Rhodium wird häufig in der Schmuckherstellung verwendet und erfüllt gleichzeitig zwei Funktionen - schützende und dekorative. Zum Beispiel, Silber mit einer dünnen Rhodiumschicht überzogen erhält einen tiefen Glanz, dunkelt nicht nach und oxidiert an der Luft nicht, und rhodiniertem Gold wird durch die hohe Härte des Metalls (6 Einheiten der Mohs-Schule) langlebiger und verschleißfester. Darüber hinaus wird das Metall zur Gewinnung von Weißgold benötigt, das bei Schmuckliebhabern sehr beliebt ist, und seine Oxide sind an der Herstellung von Schwarzgold beteiligt - dem Avantgarde-Trend in der Edelmetallmode.

Kalter, aber gleichzeitig tiefer und faszinierender Rhodiumglanz passt gut zu Cubic Zirkonia, Zirkonia, Diamanten und Edelmetalleinsätzen. Darüber hinaus wird das Metall häufig als Ligatur bei der Herstellung von Platin- und Palladiumschmuck verwendet. Rhodinierte Produkte benötigen keine regelmäßige Reinigung und behalten lange ihren ursprünglichen Glanz.

Neben seiner dekorativen Funktion reduziert die Rhodinierung deutlich die Allergenität von Weißgold, die bei ständigem Hautkontakt zu Rötungen und Juckreiz führt. Eine Schicht dieses Metalls beugt den unangenehmen Folgen des Tragens von Schmuck vor, was besonders für Menschen mit Hautkrankheiten wertvoll ist. Neben einer Vielzahl von Vorteilen hat die Rhodinierung jedoch auch Nachteile: Die Rhodinierung erfordert eine regelmäßige Erneuerung und allein schon ihr Vorhandensein erhöht den Preis eines Schmuckstücks erheblich.

Neben den besprochenen Anwendungsgebieten wird Rhodium bei der Herstellung von Münzen verwendet. So wurden 2009 bei der US Mint die ersten reinen Rhodiummünzen ausgegeben, die nicht als Zahlungsmittel, sondern als Geldanlage dienten. Etwas später (2014) gab die Nationalbank von Ruanda jedoch die erste Rhodiummünze mit einer Stückelung von 10 Ruanda-Francs heraus, die als Zahlungsmittel verwendet wurde.

Zu Sowjetzeiten glaubte man, dass viele Funkkomponenten aus reinem Rhodium bestehen. Dies war jedoch bei weitem nicht der Fall, und das Metall wurde nur verwendet, um die Kontakte der Steckverbinder abzudecken. Für die Herstellung der Teile selbst war es nicht geeignet, da es recht zerbrechlich und zu spröde war. Aber als Beschichtung war sie aufgrund ihrer guten Korrosionsbeständigkeit und ihres hohen Reflexionsvermögens für elektromagnetische Strahlen unersetzlich. Rhodinierte Kontakte (Reed-Relais) des Typs RES-55 (A) in den Serien RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 und RS 4569605.

Im folgenden Video erfahren Sie, was Goldrhodinieren ist.