Historia Rodio, właściwości, struktura, zastosowania, ryzyko

On rod Jest to metal przejściowy, który należy do grupy Paladio i którego symbolem chemicznym jest RH. Jest szlachetny, bezwładny w normalnych warunkach, chociaż jest rzadki i drogi, ponieważ jest to drugi mniej obfity metal w skórce Ziemi. Nie ma też minerałów, które reprezentują opłacalną metodę uzyskiwania tego metalu.

Chociaż jego wygląd jest typowy srebrny biały metal, większość jego związków ma wspólne kolorowanie czerwonawe, oprócz roztworów. Dlatego ten metal otrzymał nazwę „Rhodon”, co w języku greckim oznacza różowy.

Metaliczna Pearl Rodio. Źródło: obrazy Hi-Resa elementów chemicznych [CC przez 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)]

Jednak jego stopy są srebrne, choć drogie, ponieważ są mieszane z platyną, paladem i iridium. Jego wysoki szlachetny charakter sprawia, że ​​jest to niemal odporność na utlenianie, a także całkowicie odporny na atak silnych kwasów i zasad; Dlatego ich powłoki pomagają chronić metalowe przedmioty, takie jak klejnoty.

Oprócz użycia ozdobnego, rod może również chronić narzędzia używane w wysokich temperaturach i na urządzeniach elektrycznych.

Powszechnie wiadomo, że pomaga rozbić toksyczne gazy z samochodów (nie_X) W katalitycznych konwerterach. Katalizuje także produkcję związków organicznych, takich jak mentol i kwas octowy.

Co ciekawe, istnieje tylko w naturze jako izotop ¹⁰³RH i jego związki są łatwe do zmniejszenia metalu ze względu na jego szlachetny charakter. Ze wszystkich jego utleniania liczba +3 (RH³⁺) jest najbardziej stabilny i obfity, a następnie +1 i, w obecności fluoru, +6 (RH⁶⁺).

W stanie metalicznym jest to nieszkodliwe dla naszego zdrowia, chyba że oddychasz cząsteczki rozproszone w powietrzu. Jednak ich kolorowe związki lub sole są uważane za rakotwórcze, oprócz silnego utrwalania się na skórę.

[TOC]

Historia

Odkrywaniu Rodio towarzyszyło odkrycie paladu, oba metale zostały odkryte przez tego samego naukowca: angielskiego chemika Williama H. Wollaston, który do 1803 roku badał platynowy minerał, podobno z Peru.

Znałem podziękowania dla hipolitów-wizytówki colet-descots, francuski chemik, który w platynowych minerałach był czerwonawymi solami, których kolor był prawdopodobnie spowodowany nieznanym elementem metalicznym. W ten sposób Wollaston strawił swój platynowy minerał w wodzie królewskiej, a następnie zneutralizuj kwasowość powstałej mieszanki z NaOH.

Z tej mieszaniny Wollaston miał, poprzez reakcje wytrącania, w celu oddzielenia związków metalowych; oddzielona platyna AS (NH₄)₂[PTCL₆] po dodaniu NH₄CL i inne metale zmniejszyły je z metalicznym cynkiem. Do tych gąbczastych metali próbowały je rozpuścić za pomocą HNO₃, Pozostawienie dwóch metali i dwóch nowych elementów chemicznych: Paladio i Rodio.

Jednak kiedy dodał wodę królewską, zauważył, że metal ledwo się rozpuścił, podczas gdy utworzył czerwony osad z NaCl: na₃[RHCL₆] · NH₂ALBO. Stąd przyszedł jego imię: czerwony kolor jego związków, wyznaczony greckim słowem „Rhodon”.

Ta sól zmniejszyła ją z metalicznym cynkiem, ponownie, uzyskując w ten sposób gąbkę. I od tego czasu pojawiają się techniki uzyskiwania ulepszonych, a także popytu i zastosowań technologicznych.

Nieruchomości

Wygląd fizyczny

Srebrny biały metal, bez praktycznie żadnej warstwy tlenku w temperaturze pokojowej. Jednak nie jest to zbyt plastyczny metal, co oznacza, że ​​podczas jego uderzenia pęknie.

Może ci służyć: amorficzny węgiel: co to jest, typy, właściwości, użycia

Masa cząsteczkowa

102 905 g/mol

Temperatura topnienia

1964 ºC. Ta wartość jest wyższa niż kobalt (1495 °.

Temperatura topnienia

3695 ºC. Jest to jeden z metali o najwyższych temperaturach topnienia.

Gęstość

-12,41 g/ml w temperaturze pokojowej

-10,7 g/ml w temperaturze topnienia, to znaczy tylko wtedy, gdy topi się lub topi

Fusion Heat

26,59 kJ/mol

Ciepło parowe

493 kJ/mol

Molowa pojemność cieplna

24,98 J/(mol · k)

Elektronialiczność

2.28 na skali Pauling

Energie jonizacyjne

-Po pierwsze: 719,7 kJ/mol (RH⁺ gazowy)

-Drugi: 1740 kJ/mol (RH²⁺ gazowy)

-Po trzecie: 2997 kJ/mol (RH³⁺ gazowy)

Przewodność cieplna

150 W/(M · K)

Rezystancja

43,3 nω · m do 0 ºC

Twardość mohs

6

Zakon magnetyczny

Paramagnetyczny

Reakcje chemiczne

Rhodium, chociaż jest szlachetnym metalem, nie oznacza, że ​​jest to element obojętny. Ledwo utlenia się w normalnych warunkach; Ale gdy jest ogrzewany powyżej 600 ° C, jego powierzchnia zaczyna reagować z tlenem:

RH (s) +o₂(g) → Rh₂ALBO₃(S)

W rezultacie metal traci charakterystyczną srebrną jasność.

Może również reagować z gazem fluorowym:

RH (s) +f₂(g) → RHF₆(S)

RHF₆ jest czarne. Jeśli jest to podgrzewane, można go przekształcić w RHF₅, uwalnianie fluoru do środowiska. Kiedy reakcja fluorowania rozwija się w suchych warunkach, faworyzuje się tworzenie RHF₃ (czerwony stał) powyżej RHF₆. Inne halogenuros: rhcl₃, Rhbr₃ i Rhi₃ Są tworzone w podobny sposób.

Być może najbardziej zaskakującym metalowym jeździem jest jego ekstremalna odporność na atak substancji żrących: silne kwasy i podstawy. Regia Water, skoncentrowana mieszanka kwasów solnych i azotowych, HCl-HNO₃, Możesz go rozpuścić z trudem, co powoduje różowy roztwór barwienia.

Stopione sole, takie jak khso₄, Są bardziej skuteczne do rozpuszczenia go, ponieważ prowadzą do tworzenia kompleksów chirurgicznych.

Struktura elektroniczna i konfiguracja

Atomy rodowe krystalizują w strukturze sześciennej wyśrodkowanej na twarzach, FCC. Atomy RH pozostają zjednoczeni dzięki ich metalowym łącze, odpowiedzialną siłę do makro skali hipnastycznych fizycznych właściwości metalu. W tym łącze interweniowanie elektronów walencyjnych, które podano zgodnie z konfiguracją elektroniczną:

[Kr] 4d⁸ 5s¹

Jest to zatem anomalia lub wyjątek, ponieważ oczekuje się, że będzie miała dwa elektrony na orbicie 5s i siedem na orbital 4D (posłuszny schemat Moellera).

Całkowicie dziewięć elektronów Walencji, które wraz z radiom atomowym definiują szkło FCC; Struktura, która jest najwyraźniej bardzo stabilna, ponieważ niewiele informacji jest innych możliwych form alotropowych pod różnymi ciśnieniami lub temperaturami.

Te atomy RH, a raczej ich krystaliczne ziarna, mogą oddziaływać w taki sposób, że tworzą nanocząstki o różnych morfologiach.

Kiedy te nanocząstki RH rosną powyżej szablonu (na przykład polimerowy agregat), nabywają formy i wymiary ich powierzchni; Zatem mezoporowate kule Rhodio zostały zaprojektowane do zastąpienia metalu w niektórych zastosowaniach katalitycznych (które przyspieszają reakcje chemiczne bez konsumpcji).

Liczby utleniania

Gdy istnieje dziewięć elektronów Walencji, normalne jest założenie, że rod może „stracić je wszystkie” w swoich interakcjach w związku; to znaczy, zakładając istnienie katacji RH⁹⁺, ze statusem utleniania 9+ O (IX).

Może ci służyć: cenne rozwiązania

Pozytywne liczby utleniania znalezione dla rodu w ich związkach różnią się od +1 (RH⁺) do +6 (RH⁶⁺). Ze wszystkich z nich +1 i +3 są najczęstsze, wraz z +2 i 0 (metaliczne Rodio, Rh, Rh⁰).

Na przykład w RH₂ALBO₃ Liczba utleniania rodu wynosi +3, ponieważ jeśli zakłada istnienie Rh³⁺ i 100% charakteru jonowy suma ładunków będzie równa zerowi (RH₂³⁺ALBO₃^2-).

Inny przykład jest reprezentowany przez RHF₆, w którym teraz jego liczba utleniania wynosi +6. Ponownie, tylko całkowite obciążenie związku pozostanie neutralne, jeśli przyjmuje się istnienie RH⁶⁺ (RH⁶⁺F₆^-).

Im bardziej elektroujemny atom, z którym oddziałuje rod, tym większa jego tendencja do wykazywania większej liczby pozytywnych utleniania; Tak jest w przypadku RHF₆.

W przypadku RH⁰, odpowiada jej atomom kryształu FCC skoordynowanego z obojętnymi cząsteczkami; Na przykład CO, RH₄(WSPÓŁ)₁₂.

Jak uzyskuje się rod?

Niedogodności

W przeciwieństwie do innych metali, żaden minerał nie jest wystarczający. Dlatego jest to raczej drugorzędny produkt przemysłowej produkcji innych metali; w szczególności szlachta lub ich rówieśnicy (elementy grupy platynowej) i nikiel.

Większość minerałów wykorzystywanych jako surowiec pochodzi z Południowej Afryki, Kanady i Rosji.

Proces uzyskiwania jest złożony, ponieważ chociaż jest obojętne, rod jest w towarzystwie innych metali szlachetnych, oprócz trudnych zanieczyszczeń w celu wyeliminowania. Dlatego należy przeprowadzić kilka reakcji chemicznych, aby oddzielić ją od początkowej macierzy mineralogicznej.

Proces

Jego niewielka reaktywność chemiczna sprawia, że ​​jest niezmienny, podczas gdy pierwsze metale są ekstrahowane; Dopóki nie pozostanie tylko szlachta (wśród nich złoto). Następnie te szlachetne metale są traktowane i stopione w obecności soli, takich jak nahso₄, mieć je w ciekłej mieszaninie siarczanów; W tym przypadku RH₂(POŁUDNIOWY ZACHÓD₄)₃.

Do tej mieszaniny siarczanów, z których przez różne reakcje chemiczne każdy metal jest wytrącany oddzielnie_X.

RH (OH)_X to redisuelve dodaje HCl, a zatem formuje h₃Rhcl₆, który jest nadal rozpuszczony i pokazuje różowy kolor. Potem h₃Rhcl₆ Reaguj z NH₄Cl i Nano₂ Wytrącić jako (NH₄)₃[RH (nie₂)₆].

Ponownie, nowa substancja stała jest redisuelve w większej liczbie HCl, a medium się ogrzewa, aż metaliczna gąbka rodowa wytrąca się, podczas gdy spalanie zanieczyszczeń.

Aplikacje

Powłoki

Mały i srebrny podwójny bas pokryty rodem. Źródło: Mauro Caleb (https: // www.Flickr.com/Photos/Mauroestscritor/8463024136)

Jego szlachetny charakter służy do pokrycia metalowych elementów za pomocą tej samej. W ten sposób srebrne obiekty oparte są na Rhodium, aby chronić go przed utlenianiem i zaciemnianiem (tworzą czarną warstwę Au i Ag₂S), oprócz stawania się bardziej refleksyjnym (jasnym).

Takie powłoki są używane w odzieży biżuterii, odblasków, instrumentach optycznych, kontaktach elektrycznych i filtrach X -Bray w diagnozach raka piersi.

Stopy

Jest to nie tylko szlachetny metal, ale także twardy. Ta twardość może przyczynić się do stopów, które komponuje, zwłaszcza gdy radzą sobie z paladem, platyną i iridium; z których najbardziej znani są te z RH-PT. Podobnie, Rodio poprawia odporność tych stopów w wysokich temperaturach.

Może ci służyć: azotan miedzi (ii)

Na przykład stopy rodio-platyno są używane jako materiał do produkcji naczyń, które mogą kształtować stopione szkło; w produkcji termopountów, zdolnych do pomiaru wysokich temperatur (ponad 1000 ° C); Cruche, sprząta do czyszczenia włókien, cewki indukcyjne, silniki turbinowe samolotu, świece zapłonowe itp.

Katalizatory

Katalityczny converter samochodowy. Źródło: Balista [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/]]

Rode może katalizować reakcje jako czysty lub skoordynowany metal z ligandami organicznymi (narządy). Rodzaj katalizatora zależy od specyficznej reakcji, która ma na celu przyspieszenie, oprócz innych czynników.

Na przykład w postaci metalicznej może katalizować zmniejszenie tlenków azotu, nie_X, Do gapów środowiskowych tlen i azot:

2 nie_X → X o₂ + N₂

Ta reakcja stale występuje codziennie: w katalitycznych konwerterach pojazdów i motocykli. Dzięki tej redukcji gazy nie_X Nie zanieczyszczają miast w gorszym stopniu. W tym celu zastosowano mezoporowate nanocząstki rod_X.

Związek [rhcl (pph₃)₃], Znany jako katalizator Wilkinsona, jest stosowany do wodorowego (dodaj h₂) i hydroformilar₂) Alkeny, tworząc odpowiednio równe i aldehydy.

Katalizatory rod są podsumowane dla wodorowa, węglowa (Add CO) i hydroformilar. W rezultacie wiele produktów zależy od nich, podobnie jak w przypadku mentolu, niezbędnego związku chemicznego w gumie do żucia; Oprócz kwasu azotowego, cykloheksanu, kwasu octowego, narządów, między innymi.

Ryzyko

Rodum za to, że jest szlachetnym metalem, nawet jeśli zakradł się do naszego ciała, jego atomy RH nie mogły (o ile wiesz) do metabolizowania. Dlatego nie reprezentują żadnego zagrożenia dla zdrowia; O ile nie są to zbyt wiele atomów RH rozproszonych w powietrzu, co może się gromadzić w płucach i kościach.

W rzeczywistości w procesach powłok rodowych na biżuterii lub srebrnych klejnotach biżuteria są narażone na te „chmury” atomów; powód, dla którego cierpiały z powodu dyskomfortu w swoim układzie oddechowym. Jeśli chodzi o ryzyko jego drobno podzielonej substancji stałej, nie jest to nawet łatwopalne; z wyjątkiem sytuacji, gdy pali się w obecności₂.

Związki rodowe są klasyfikowane jako toksyczne i rakotwórcze, których kolory głęboko barwiają skórę. Tutaj zaobserwowano kolejną wyraźną różnicę w sposobie, w jaki właściwości metalicznego kationu zmieniają.

I wreszcie, w sprawach ekologicznych, niska obfitość rodu i jego brak asymilacji przez rośliny czynią go nieszkodliwym elementem w przypadku wycieków lub odpadów; tak długo, jak jest to metaliczne rod.

Bibliografia

1. Lars Öhrström. (12 listopada 2008 r.). Rod. Chemia w swoim żywiole. Odzyskane z: ChemistryWorld.com
2. Wikipedia. (2019). Rod. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Rod. Baza danych Pubchem. CID = 23948. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
4. S. Bela. (1958). Struktura rod. Johnson Matthey Research Laboratories. Platinum Metals Rev., (2), 21, 61-63
5. Jiang, ur. i in. (2017). Mezoporowate metaliczne nanocząstki rodowe. Nat. Komunikat. 8, 15581 doi: 10.1038/NCOMMS15581
6. Chelation. (27 czerwca 2018 r.). Ekspozycja na rod. Odzyskane z: ChelationCommunity.com
7. Bell Terence. (25 czerwca 2019). Rhodium, rzadki metal grupy platynowej i jej zastosowania. Odzyskane z: balita.com
8. Stanley e. Livingstone. (1973). Chemia rutenu, rod, palladu, osmu, irydowego i platyny. S.I. Livingstone. Pergamon Press.
9. Tokyo Institute of Technology. (21 czerwca 2017 r.). Katalizator na bazie rodu do wytwarzania organoborki przy użyciu mniej ceny metalu. Odzyskane z: Phys.org
10. Pilgaard Michael. (10 maja 2017 r.). Rhodium: reakcje chemiczne. Odzyskane z: Pilgaardelelegs.com
11. Dr. Doug Stewart. (2019). Rhodium Element Facts. Odzyskane z: Chemicool.com