Rodium

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
45 ruteniumrodiumpalladium
Co

Rh

Ir
Rh-TableImage.png
Algemeen
Naam, Simbool, Getal rodium, Rh, 45
Chemiese reeks oorgangsmetale
Groep, Periode, Blok 9, 5, d
Voorkoms silwerige wit metaal
Atoommassa 102.90550 (2) g/mol
Elektronkonfigurasie [Kr] 4d8 5s1
Elektrone per skil 2, 8, 18, 16, 1
Fisiese Eienskappe
Toestand vastestof
Digtheid (naby k.t.) 12.41 g/cm³
Vloeistof digtheid teen s.p. 10.7 g/cm³
Smeltpunt 2237 K
(1964 °C)
Kookpunt 3968 K
(3695 °C)
Smeltingswarmte 26.59 kJ/mol
Verdampingswarmte 494 kJ/mol
Warmtekapasiteit (25 °C) 24.98 J/(mol·K)
Dampdruk
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
teen T/K 2288 2496 2749 3063 3405 3997
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur kubies vlakgesentreerd
Oksidasietoestande 2, 3, 4
(amfoteriese oksied)
Elektronegatiwiteit 2.28 (Skaal van Pauling)
Ionisasie energieë 1ste: 719.7 kJ/mol
2de: 1740 kJ/mol
3rde: 2997 kJ/mol
Atoomradius 135 pm
Atoomradius (ber.) 173 pm
Kovalente radius 135 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking geen data
Elektriese resistiwiteit (20 °C) 43.3 nΩ·m
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 150 W/(m·K)
Termiese uitsetting (25 °C) 8.2 µm/(m·K)
Spoed van klank (dun staaf) (20 °C) 4700 m/s
Young se modulus 275 GPa
Skuifmodulus 150 GPa
Massamodulus 380 GPa
Poissonverhouding 0.26
Mohs se hardheid 6.0
Vickers hardheid 1246 MPa
Brinell hardheid 1100 MPa
CAS-registernommer 7440-16-6


Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van Rodium
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
99Rh sin 16.1 d e - 99Ru
? 0.089, 0.353,
0.528
-
101mRh sin 4.34 d e - 101Ru
IO 0.157 101Rh
? 0.306, 0.545 -
101Rh sin 3.3 y e - 101Ru
? 0.127, 0.198,
0.325
-
102mRh sin 2.9 j e - 102Ru
? 0.475, 0.631,
0.697, 1.046
-
102Rh sin 207 d e - 102Ru
ß+ 0.826, 1.301 102Ru
ß- 1.151 102Pd
? 0.475, 0.628 -
103Rh 100% Rh is stabiel met 58 neutrone
105Rh sin 35.36 h ß- 0.247, 0.260,
0.566
105Pd
? 0.306, 0.318 -
Verwysings

Rodium is 'n chemiese element met die simbool: Rh. Dit het 'n atoomgetal van 45. Die element is 'n skaars silwerwit, harde oorgangsmetaal en is 'n lid van die platinumgroep. Rodium word aangetref in platinumertse en word gebruik in legerings saam met platinum en ook as 'n katalis. Dit is die duurste edelmetaal.[1]

Kenmerkende eienskappe[wysig]

Rodium is 'n silwerwit, harde, duursame metaal met 'n hoë weerkaatsingsvermoë. Rodium-metaal vorm nie normaalweg 'n oksied nie, selfs al word dit verhit. Suurstof word uit die atmosfeer geabsorbeer by die smeltpunt van rodium, maar wanneer dit stol word die suurstof weer vrygestel.[2] Rodium het 'n hoër smeltpunt en laer digtheid as platinum. Dit word nie deur sure aangeval nie en is geheel en al onoplosbaar in salpetersuur en is net effe oplosbaar in aqua regia. Die volledige oplos van rodiumpoeier word slegs in swaelsuur vermag.

Gebruike[wysig]

Die hoofgebruik van hierdie element is as legeringsmiddel vir die verharding van platinum en palladium. Hierdie legerings word gebruik in hoogoonde, vir glasveselproduksie, termokoppel-elemente, elektrodes vir vliegtuie se vonkproppe en laboratoriumkroesies. Ander gebruik sluit in:

  • Dit word gebruik as 'n kontakmateriaal in skakelaars vanweë sy lae elektriese weerstand, lae en stabiele kontakweerstand en sy hoë korrosiebestandheid.
  • Geplateerde rodium wat deur elektroplatering of verdamping vervaardig word is uiters hard en word gebruik in optiese instrumente.
  • Die metaal word ook in juwele en vir versiering gebruik. Dit word op witgoud en platinum ge-elektroplateer en verleen daaraan 'n glansende wit oppervlak. Dit kan ook gebruik word om sterling silwer te bedek om te keer dat die metaal vlek vanweë die koper wat in die metaal gevind word.
  • Dit is ook 'n baie nuttige katalis wat in 'n aantal nywerheidsprosesse gebruik word (veral die gebruik van katalitiese stelsels van voertuie se katalitiese omskakelaars en vir die katalitiese karbonilasie van metanol om asynsuur te vervaardig in die Monsanto proses). Dit word gebruik in die katalitiese byvoeging van hidrosilane aan 'n dubbelverbinding, 'n proses wat baie belangrik is vir sekere silikonrubbers.
  • Die kompleksverbinding van 'n rodium-ioon met BINAP verskaf 'n algemeen gebruikte katalis vir stereoselektiewe sintese, soos in die geval van die sintese van mentol.
  • Dit word ook gebruik as 'n filter in mammografiese stelsels vanweë die kenmerklike x-strale wat dit laat ontstaan.

Geskiedenis[wysig]

Rodium (Vanaf Griekse rhodon wat "Roos" beteken) is in 1803 deur William Hyde Wollaston[3], kort na die ontdekking van palladium. Hy het die ontdekking gedoen in Engeland deur gebruik te maak van platinumerts wat hy vermoedelik vanuit Suid-Amerika verkry het. Sy metode het die oplos van die erts in aqua regia, met die daaropvolgende neutralisering van die suur met natriumhidroksied (NaOH) behels. Hy het die platinum dan as ammoniumchloroplatinaat laat neerslaan deur ammoniumchloried (NH4Cl) by te voeg. Die element palladium is as palladiumsianied verwyder deur die oplossing met kwiksianied te behandel. Die oorblywende materiaal was 'n rooi rodium(III)chloried: rodium metaal is uit hierdie verbinding geïsoleer deur reduksie met waterstofgas.

Verspreiding[wysig]

Gewone mynbou[wysig]

Die nywerheidsontginning van rodium is 'n ingewikkelde proses aangesien die metaal in ertse voorkom waar dit gemeng is met ander metale soos palladium, silwer, platinum en goud. Dit word aangetref in platinumertse en in die vrye toestand is dit 'n inerte wit metaal wat baie moeilik is om te smelt. Hoofbronne van hierdie erts word in Suid-Afrika, in die riviersand van die Oeralgebergtes, in Noord- en Suid-Amerika en ook in die koper-nikkelsulfied mynbougebied van Sudbury, Ontario. Alhoewel die hoeveelhede te Sudbury baie min is, is die ontginning daarvan steeds kostedoeltreffend vanweë die groot hoeveelhede nikkelerts wat verwerk word. Die hoofuitvoerder van rodium is Suid-Afrika (>80%) met Rusland as die tweede grootste produsent. Die jaarlikse wêreldwye produksie van hierdie element is slegs ongeveer 25 ton en daar bestaan baie min rodiumbevattende minerale. Dit is oor die algemeen baie moeilik om te bepaal of 'n rotsmonster platinumgroepelemente bevat.

Met ingang Oktober 2007 is rodium se prys ongeveer agt keer soveel as dié van goud gewees, 450 duurder as silwer en 27 250 duurder as koper op 'n gewigsbasis. Rodium se prys is gewoonlik ongeveer R 6 500/fyn ons[4], maar daar was in die afgelope paar jaar skerp stygings wat die prys op ongeveer R 40 300/per fyn ons te staan laat kom het.[5]

As 'n fissieproduk[wysig]

Dit is ook moontlik om rodium te ontgin vanuit verbruikte kernbrandstof wat rodium (1 kg van die fissieprodukte van 235U bevat 13.3 gram 103Rh. Aangesien gebruikte kernbrandstof ongeveer 3% fissieprodukte op 'n massabasis bevat sal dit ongeveer 400 gram rodium per ton kernafval bevat. Die radio-isotoop van rodium met die langste leeftyd is 102mRh wat 'n halfleeftyd van 2.9 jaar het, terwyl die grondtoestand (102Rh) 'n halfleeftyd van 207 dae het.

Elke kilogram rodium vanuit kernfissie sal 6.62 ng 102Rh en 3.68 ng 102Rh bevat. Aangesien 102Rh met 'n beta-vervalmeganisme na óf 102Ru (80%) ('n mate van Positronemissie sal plaasvind) óf 102Pd (20%) (gammastraalfotone met ongeveer 1 MeV word uitgestraal).

As die fissiereaksie oombliklik plaasvind dan sal 13.3 gram rodium ongeveer 67.1 MBq of 102Rh en 10.8 MBq 102mRh bevat. Aangesien dit normale praktyk is om afval kernbrandstof vir sowat vyf jaar te laat staan voor herverwerking, sal baie van die aktiwiteit al weggeval het en net sowat 4.7 MBq 102Rh en 5.0 MBq 102mRh bevat. As die rodium-metaal dan vir 'n verdere 20 jaar laat staan word na die fissiereaksie sal die 13.3 gram rodium-metaal ongeveer 1.3 kBq 102Rh en 500 kBq 102mRh bevat. Op die eerste oogopslag sou dit voorkom asof die rodium waarde toevoeg tot die waarde van herverwerkte fissie-afval, maar die koste van die skeiding van rodium vanuit die ander metale behoort oorweeg te word.

Isotope[wysig]

Rodium wat in die natuurlik voorkom bestaan slegs uit een isotoop, 103Rh. Die mees stabiele radio-isotope is 101Rh met 'n halfleeftyd van 3.3 jaar, 102Rh met 'n halfleeftyd van 207 dae, 102mRh met 'n halfleeftyd van 2.9 jaar en 99Rh met 'n halfleeftyd van 16.1 dae. Twintig ander radio-isotope is al geëien met atoommassas wat wissel tussen 92.926 tot 116.925. Die meeste hiervan het halfleeftye van minder as 'n uur behalwe vir 100Rh (halfleeftyd: 20.8 uur) en 105 (halfleeftyd: 35.36 uur). Daar is ook 'n hele aantal metatoestande met die mees stabiele daarvan 102mRh (0.141 MeV) met 'n halfleeftyd van ongeveer 207 dae en 101mRh (0.157 MeV) met 'n halfleeftyd van 4.34 dae.

Die primêre vervalmodus voor die enigste stabiele isotoop, 103Rh, is elektronvangs en die primêre modus daarna is beta-emissie. Die primêre vervalproduk voor 103Rh is rutenium en die primêre produk daarna is palladium.

Voorsorgmaatreëls[wysig]

Rodium-metaal is 'n edelmetaal en daarom chemies inert.

Wanneer rodium egter in verbindings voorkom is dit reaktief. Die meeste mense kom nie maklik met rodiumverbindings in aanraking nie maar dit behoort as uiters giftig en karsinogenies beskou te word. Die noodlottige inname (LD50) vir rotte is 12.6 mg/kg rodiumchloried (RhCl2. Rodiumverbindings kan die menslike vel baie kwaai vlek. Die element speel geen biologiese rol by die mens nie. Die onverbonde element kan as skadeloos beskou word.

Verwysings[wysig]

  1. http://www.taxfreegold.co.uk/preciousmetalpricesindx.html
  2. Emsley, John; Nature's Building Blocks; Hardeband, eerste uitgawe; uitgewer = Oxford University Press; 2001; bladsy 363; ISBN 0-19-850340-7
  3. WebElements - The History of Rhodium
  4. http://periodic.lanl.gov/elements/45.html
  5. KITCO Rhodium Price Charts

Eksterne skakels[wysig]

Rodiumfoelie en -draad
Commons
Wikimedia Commons het meer media verwant aan:
Rhodium (bladsy)