Ródium: a legdrágább fémmaradék az autóban

A Dmitrij Ivanovics Mendelejev periodikus táblázatában van egy elem, amely egyszerre juvelírarany és kritikus fontosságú ipari anyag. A száma 45, a neve ródium. Többszörösen drágább a arany és az ezüstnél, rendkívül ritka és egyedi katalitikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek segítenek a városok levegőjének tisztításában. Ma a ródium az egyik legkeresettebb fémmaradék a világon, és fontossága folyamatosan növekszik.

Miért kapta az elem a "ródium" nevet?

A ródium neve a görög ρόδον (rhodon) szóból származik, amely "rózsa" jelentést tesz. A nevét azért kapta, mert egy első kémiai vegyülete, a ródium-klorid, jellegzetes rózsaszínű. Az elem felfedezője, az angol kémikus William Wollaston, lenyűgözte ez a szín szépsége, és elhatározta, hogy megörökíti a metál nevén ezt a finom kapcsolatot a virággal.

Miért kapta a ródium a 45-est a sorrendi számot?

A sorrendi szám 45 azt jelenti, hogy a ródium atomjában 45 proton található. A periodikus táblázatban a kilencedik csoportban (a modern besorolás szerint a 9) vagy a VIIIB csoportban az új besorolásban, a harmadik periodusban található. A ródium a "ródium-palládium-argentum" triádhoz tartozik és a nevezett könnyű platinafémek csoportjába tartozik. A ródium az egyik leg ritkább elem a Föld kórájában. A kórás tartalma 0,0000001% értékű. Nem fordul elő önálló minéralis formában, hanem a platina és a nikkel ércéiből mint melléktermék kerül elő. A ródium főbb bányászati helyszínei a Dél-afrikai Köztársaság, Oroszország (a Kárpát-medence és a Nyugati-Szibéria régiója), Kanada és Zimbabwe. A ródium ára 500 és 700 ezer dollár között van egy kilogrammra, ami azt jelenti, hogy az egyik legdrágább fémmaradék a világon.

A ródium felfedezésének története: egy másik platinaerdőből származó fémmaradék

A ródium felfedezésének története hasonló a XIX. század detektívregényeihez. 1803-ban az angol orvos és házitanító William Wollaston, aki már ismert volt a palládium felfedezésével, folytatta a dél-amerikai eredetű nyers platina tanulmányozását. Megfigyelte, hogy a palládium kivonása után a oldatban maradt egy sötétvörös anyag, amely rendkívüli tulajdonságokkal rendelkezett.

Wollaston bonyolult kémiai reakciók segítségével (könnyű alkohol oldatba helyezése, precipitáció) új anyagot hozott létre, és visszaállítva azt, metálpor formájában kapta meg. 1804-ben hivatalosan bejelentette a új metál felfedezését a Királyi Társaságnak. Eleinte Wollaston csak néhány gramm ródiumot kapott, hosszú ideig maradt a gyakorlatilag egyetlen gyártója.

A ródium egyedisége: csillogás és ellenállósság

Exterj. A ródium egy aranyos-fehér csillogó fémmaradék, amelynek van egy erős kék színű árnyéka. Nagy a visszaverő képessége.

Kémiai inertia. Ez az egyik legkorrózióállóbb fémmaradék. Nem oxidálódik az levegőben még forróan sem 600°C-ig, és nem oldódik fel a savakban, beleértve a uralkodó alkoholt. A ródium nehéz olvadni (olvadási hőmérséklet 1963°C) és nagy a mechanikai ellenállóssága.

Katalizátor. A ródium fő alkalmazása azzal kapcsolatos, hogy egyedi képességei segítenek a kémiai reakciók gyorsításában. Különösen hatékony a nitrogén-oxidok (NOx) semlegesítésében, ami azt jelenti, hogy katalizátorban nélkülözhetetlen az autók számára.

Hol található a ródium

A ródium az egyik leg ritkább elem a Föld kórájában. A kórás tartalma 0,0000001% értékű. Nem fordul elő önálló minéralis formában, hanem a platina és a nikkel ércéiből mint melléktermék kerül elő. A ródium főbb bányászati helyszínei a Dél-afrikai Köztársaság, Oroszország (a Kárpát-medence és a Nyugati-Szibéria régiója), Kanada és Zimbabwe. A ródium ára 500 és 700 ezer dollár között van egy kilogrammra, ami azt jelenti, hogy az egyik legdrágább fémmaradék a világon.

A ródium alkalmazása az iparban

Autóipari katalizátorok. A bányászatból származó ródium körülbelül 80%-át használják erre. A háromkomponensű katalitikus reakciókban a ródium kulcsszerepet játszik: átalakítja a mérgező nitrogén-oxidokat (NOx) biztonságos nitrogénbe és oxigénbe.

Kémiai ipar. A ródiumot használják katalizátorként a metanol karbonilizációs reakciójában az ecetsav előállításához. Használják azt a nitrogén-kisüllyedés előállításához és az organikus vegyületek hidrogénezéséhez.

Gyógyszergyár. A platina-ródium ötvözeteket használják a magas minőségű optikai üveg és szilárd szál készítéséhez, mivel ellenállnak a olvadó üvegnek és nem festik el azt. A ródiumos bevonat a reflektorokon és tükrökön kiváló fényességet és hosszú élettartamot biztosít. A ródiumozás a fehér arany vagy ezüst ékszereken történik, amelyek aranyos fényűvé teszik őket, védik őket a karcolásoktól és megelőzik a elszíneződést. A ródium körülbelül 5-10%-át használják az ékszergyárakban.

Elektronika. A ródiumot használják az elektromos kapcsolók és csatlakozók bevonására a prémium mérőberendezésekben, mivel ellenállnak a korróziónak és az oxidációs rétegek képződésének. A bevonat vastagsága általában 0,5–1 mikron.

A ródium jövője: növekvő kereslet és alternatívák keresése

A ródium jövője közvetlenül kapcsolódik a globális környezeti normákhoz. Az elektromos autók felvétele miatt a ródium szerepe a katalizátorban csökkenni fog. Néhány gyártó keresi a ródium helyettesítését olcsóbb fémekkel, például a palládiummal. Azonban a növekvő környezeti követelmények a fejlődő országokban támogatják a keresletet. Aktívan fejlődnek a ródium újrahasznosításának technológiái az elhasznált katalizátorokból. A ródium továbbra is nélkülözhetetlen a üveg- és kémiai iparban.