Sejarah Rodio, sifat, struktur, kegunaan, risiko

Dia Rhodium Ia adalah logam peralihan yang dimiliki oleh kumpulan paladio dan simbol kimianya adalah rh. Ia adalah mulia, tidak aktif dalam keadaan normal, sementara jarang dan mahal, kerana ia adalah logam yang kurang kedua di kerak bumi. Tidak ada mineral yang mewakili kaedah mendapatkan yang menguntungkan untuk logam ini.

Walaupun penampilannya adalah logam putih perak yang biasa, kebanyakan sebatiannya berkongsi warna kemerahan, sebagai tambahan kepada penyelesaian mereka kelihatan. Itulah sebabnya logam ini diberi nama 'Rhodon', yang dalam bahasa Yunani bermaksud merah jambu.

Metallic Rodio Pearl. Sumber: Hi-Res Imej Elemen Kimia [CC oleh 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)]

Walau bagaimanapun, aloinya adalah perak, walaupun mahal, kerana ia bercampur dengan platinum, paladium dan iridium. Watak mulia yang tinggi menjadikannya logam hampir imun untuk pengoksidaan, serta tahan sepenuhnya terhadap serangan asid dan pangkalan yang kuat; Oleh itu, salutan mereka membantu melindungi objek logam, seperti permata.

Sebagai tambahan kepada penggunaan hiasannya, rhodium juga dapat melindungi alat yang digunakan pada suhu tinggi dan pada peranti elektrik.

Lebih terkenal lebih banyak untuk membantu memecahkan gas toksik dari kereta (tidak_x) Dalam penukar pemangkin. Ia juga memangkinkan pengeluaran sebatian organik, seperti mentol dan asid asetik.

Menariknya ia hanya wujud sebagai isotop ¹⁰³RH, dan sebatiannya mudah untuk mengurangkan logam kerana watak mulia. Daripada semua nombor pengoksidaannya +3 (rh³⁺) adalah yang paling stabil dan berlimpah, diikuti oleh +1 dan, dengan kehadiran fluorida, +6 (rh⁶⁺).

Dalam keadaan logam anda, tidak berbahaya kepada kesihatan kita, melainkan jika anda menghirup zarah anda tersebar di udara. Walau bagaimanapun, sebatian atau garam yang berwarna -warni dianggap karsinogenik, selain tetap kuat pada kulit.

[TOC]

Sejarah

Penemuan Rodio diiringi oleh Paladium, kedua -dua logam ditemui oleh saintis yang sama: ahli kimia Inggeris William H. Wollaston, yang menjelang 1803 sedang memeriksa mineral platinum, yang dikatakan dari Peru.

Saya tahu terima kasih kepada hippolyte-victor collet-descots, ahli kimia Perancis, yang dalam mineral platinum adalah garam kemerah-merahan yang warna mungkin disebabkan oleh unsur logam yang tidak diketahui. Oleh itu, Wollaston mencerna mineral platinumnya di air diraja, dan kemudian meneutralkan keasidan campuran yang dihasilkan dengan NaOH.

Dari campuran ini Wollaston telah, melalui tindak balas hujan, untuk memisahkan sebatian logam; platinum dipisahkan sebagai (NH₄)₂[PTCL₆], setelah menambah NH₄CL, dan logam lain mengurangkannya dengan zink logam. Kepada logam spongy ini cuba membubarkannya dengan hno₃, Meninggalkan dua logam dan dua elemen kimia baru: Paladio dan Rodio.

Walau bagaimanapun, apabila dia menambah air diraja, dia menyedari bahawa logam hampir tidak dibubarkan, sementara membentuk endapan merah dengan NaCl: na₃[RHCL₆] · NH₂Sama ada. Dari sini namanya datang: warna merah sebatiannya, yang ditetapkan dengan perkataan Yunani 'Rhodon'.

Garam ini mengurangkannya dengan zink logam, sekali lagi, dengan itu memperoleh spongy dikelilingi. Dan sejak itu teknik mendapatkan peningkatan, serta permintaan dan aplikasi teknologi, akhirnya kepingan rhodium yang cemerlang muncul.

Sifat

Penampilan fizikal

Logam putih perak, tanpa praktikal lapisan oksida pada suhu bilik. Walau bagaimanapun, ia bukan logam yang terlalu lembut, yang bermaksud bahawa ketika memukulnya, ia akan retak.

Boleh melayani anda: karbon amorf: apakah, jenis, sifat, kegunaan

Jisim molar

102,905 g/mol

Takat lebur

1964 ºC. Nilai ini lebih tinggi daripada kobalt (1495 ºC), yang mencerminkan peningkatan dalam pautan logam terkuat dengan turun melalui kumpulan.

Takat lebur

3695 ºC. Ia adalah salah satu logam dengan titik lebur tertinggi.

Ketumpatan

-12.41 g/ml pada suhu bilik

-10.7 g/ml di titik lebur, iaitu, ketika ia cair atau cair

Haba Fusion

26.59 kJ/mol

Haba pengewapan

493 kJ/mol

Kapasiti haba molar

24.98 j/(mol · k)

Elektronegativiti

2.28 pada skala Pauling

Tenaga pengionan

-Pertama: 719.7 kJ/mol (RH⁺ gas)

-Kedua: 1740 kJ/mol (RH²⁺ gas)

-Ketiga: 2997 kJ/mol (RH³⁺ gas)

Kekonduksian terma

150 w/(m · k)

Resistiviti elektrik

43.3 nΩ · m hingga 0 ºC

Kekerasan mohs

6

Urutan magnet

Paramagnetic

Tindak balas kimia

Rhodium, walaupun ia adalah logam mulia, tidak bermaksud bahawa ia adalah elemen lengai. Ia hampir tidak mengoksida dalam keadaan normal; Tetapi apabila ia dipanaskan melebihi 600 ° C, permukaannya mula bertindak balas dengan oksigen:

RH (s) +o₂(g) → RH₂Sama ada₃(S)

Dan hasilnya ialah logam kehilangan kecerahan peraknya.

Ia juga boleh bertindak balas dengan gas fluorin:

RH (s) +f₂(g) → rhf₆(S)

RHF₆ hitam. Sekiranya ini dipanaskan, ia boleh diubah menjadi RHF₅, melepaskan fluorida ke persekitaran. Apabila tindak balas formasi berkembang dalam keadaan kering, pembentukan RHF disukai₃ (pepejal merah) di atas bahawa rhf₆. Halogenuros yang lain: RHCL₃, RHBR₃ dan rhi₃ Mereka terbentuk dengan cara yang sama.

Mungkin yang paling mengejutkan dari perjalanan logam adalah ketahanan yang melampau terhadap serangan bahan -bahan yang menghakis: asid dan pangkalan yang kuat. Regia Water, campuran asid hidroklorik dan nitrik yang tertumpu, HCL-HNO₃, Anda boleh membubarkannya dengan kesukaran, yang menyebabkan penyelesaian pewarnaan merah jambu.

Garam cair, seperti khso₄, Mereka lebih berkesan untuk membubarkannya, kerana ia membawa kepada pembentukan kompleks rhodium pembedahan.

Struktur dan konfigurasi elektronik

Atom Rhodium mengkristal dalam struktur padu yang berpusat pada wajah, FCC. Atom RH kekal bersatu terima kasih kepada pautan logam mereka, daya yang bertanggungjawab ke skala makro dari sifat fizikal mesurable logam. Dalam pautan ini elektron valensi campur tangan, yang diberikan mengikut konfigurasi elektronik:

[KR] 4D⁸ 5s¹

Oleh itu, ia adalah anomali atau pengecualian, kerana ia dijangka mempunyai dua elektron dalam orbital 5s, dan tujuh dalam orbital 4d (mematuhi rajah Moeller).

Ia adalah sembilan elektron Valencia yang, bersama -sama dengan radio atom, menentukan kaca FCC; struktur yang nampaknya sangat stabil, kerana sedikit maklumat adalah bentuk lain yang mungkin di bawah tekanan atau suhu yang berbeza.

Atom RH ini, atau sebaliknya bijirin kristal mereka, boleh berinteraksi sedemikian rupa sehingga mereka membuat nanopartikel dengan morfologi yang berbeza.

Apabila nanopartikel RH ini tumbuh di atas templat (agregat polimer, contohnya), mereka memperoleh bentuk dan dimensi permukaan mereka; Oleh itu, sfera Mesoporous Rhodio telah direka untuk menggantikan logam dalam aplikasi pemangkin tertentu (yang mempercepat tindak balas kimia tanpa dimakan dalam proses).

Nombor pengoksidaan

Apabila terdapat sembilan elektron Valencia, adalah perkara biasa untuk mengandaikan bahawa rhodium boleh "kehilangan mereka semua" dalam interaksi mereka dalam sebatian; iaitu, dengan mengandaikan kewujudan kation RH⁹⁺, dengan status pengoksidaan 9+ O (ix).

Boleh melayani anda: penyelesaian yang dihargai

Nombor pengoksidaan positif yang dijumpai untuk rhodium dalam sebatian mereka berbeza dari +1 (RH⁺) hingga +6 (rh⁶⁺). Daripada semuanya, +1 dan +3 adalah yang paling biasa, bersama -sama dengan +2 dan 0 (Rodio Metalik, RH⁰).

Contohnya, dalam RH₂Sama ada₃ Bilangan pengoksidaan rhodium adalah +3, kerana jika ia menganggap kewujudan RH³⁺ Dan watak ionik 100%, jumlah caj akan sama dengan sifar (RH₂³⁺Sama ada₃^2-).

Contoh lain diwakili oleh RHF₆, di mana sekarang nombor pengoksidaannya adalah +6. Sekali lagi, hanya jumlah beban sebatian itu akan kekal neutral jika kewujudan RH diandaikan⁶⁺ (RH⁶⁺F₆^-).

Lebih banyak elektronegatif atom yang mana rhodium berinteraksi, semakin besar kecenderungannya untuk menunjukkan jumlah pengoksidaan yang lebih positif; Demikianlah kes rhf₆.

Dalam kes RH⁰, sepadan dengan atom kristal FCC yang diselaraskan dengan molekul neutral; Sebagai contoh, CO, RH₄(Co)₁₂.

Bagaimana rhodium diperoleh?

Kesulitan

Tidak seperti logam lain, tidak ada mineral yang mencukupi. Itulah sebabnya ia adalah produk sekunder pengeluaran perindustrian logam lain; Khususnya para bangsawan atau rakan sebaya mereka (unsur -unsur kumpulan platinum), dan nikel.

Sebilangan besar mineral yang digunakan sebagai bahan mentah berasal dari Afrika Selatan, Kanada dan Rusia.

Proses memperoleh adalah rumit kerana, walaupun ia tidak aktif, rhodium berada dalam syarikat logam mulia yang lain, selain mempunyai kekotoran yang sukar untuk menghapuskan. Oleh itu, beberapa tindak balas kimia mesti dijalankan untuk memisahkannya dari matriks mineralogi awal.

Proses

Kereaktifan kimia kecilnya membuatnya tidak boleh diubah manakala logam pertama diekstrak; Sehingga hanya bangsawan (emas di antara mereka). Kemudian, logam mulia ini dirawat dan dicairkan dengan kehadiran garam, seperti Nahso₄, untuk memilikinya dalam campuran cecair sulfat; Dalam kes ini, RH₂(SW₄)₃.

Untuk campuran sulfat ini, yang oleh reaksi kimia yang berlainan setiap logam dipasangkan berasingan_x.

RH (oh)_x Adakah redisaelve menambah HCl dan dengan itu membentuk H₃RHCL₆, yang masih dibubarkan dan menunjukkan warna merah jambu. Maka h₃RHCL₆ Bertindak balas dengan NH₄CL dan Nano₂ Untuk mendakan sebagai (NH₄)₃[RH (tidak₂)₆].

Sekali lagi, pepejal baru adalah reduliselve di lebih banyak HCl dan medium memanaskan sehingga rhodium metalik span mendahului sementara pembakaran kekotoran.

Aplikasi

Salutan

Bass double kecil dan perak yang disalut dengan rhodium. Sumber: Mauro Caleb (https: // www.Flickr.com/foto/mauroestscritor/8463024136)

Watak mulia digunakan untuk menutup kepingan logam dengan lapisan yang sama. Dengan cara ini, objek perak didasarkan pada rhodium untuk melindunginya dari pengoksidaan dan mengaburkan (membentuk lapisan hitam Au dan Ag₂S), selain menjadi lebih mencerminkan (terang).

Lapisan sedemikian digunakan dalam pakaian perhiasan, reflektor, instrumen optik, kenalan elektrik dan penapis x -ray dalam diagnosis kanser payudara.

Aloi

Bukan sahaja logam mulia tetapi juga sukar. Kekerasan ini boleh menyumbang kepada aloi yang dikarangnya, terutamanya apabila mereka berurusan dengan paladium, platinum dan iridium; di antaranya, orang-orang rh-pt adalah yang paling terkenal. Begitu juga, rodio meningkatkan rintangan aloi ini pada suhu tinggi.

Boleh melayani anda: nitrat tembaga (ii)

Sebagai contoh, aloi rodio-platino digunakan sebagai bahan untuk mengeluarkan kapal yang boleh membentuk kaca cair; Dalam pembuatan termokounts, mampu mengukur suhu tinggi (lebih daripada 1000 ° C); Cruches, spruces untuk membersihkan serat, gegelung induksi ketuhar, enjin turbin kapal terbang, palam pencucuh, dll.

Pemangkin

Penukar pemangkin kereta. Sumber: Ballista [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0/]]

Rhodium boleh memangkin tindak balas sama ada sebagai logam tulen atau diselaraskan dengan ligan organik (organ). Jenis pemangkin bergantung pada tindak balas tertentu yang bertujuan untuk mempercepatkan, sebagai tambahan kepada faktor lain.

Sebagai contoh, dalam bentuk logamnya dapat memangkin pengurangan oksida nitrogen, tidak_x, Kepada gas alam sekitar oksigen dan nitrogen:

2 Tidak_x → x o₂ + N₂

Reaksi ini sentiasa berlaku setiap hari: dalam penukar pemangkin kenderaan dan motosikal. Terima kasih kepada pengurangan ini, gas tidak_x Mereka tidak mencemarkan bandar ke tahap yang lebih teruk. Untuk tujuan ini, nanopartikel mesoporous rhodium telah digunakan, yang seterusnya meningkatkan penguraian gas tidak_x.

Kompaun [RHCL (PPH₃)₃], yang dikenali sebagai pemangkin Wilkinson, ia digunakan untuk hidrogenar (tambah h₂) dan hidroformilar (tambah Co dan H₂) Alkenes, untuk membentuk kepada walaupun dan aldehid, masing -masing.

Pemangkin Rhodium diringkaskan untuk hidrogenar, karbonillary (add co) dan hidroformilar. Hasilnya adalah bahawa banyak produk bergantung kepada mereka, seperti halnya Mentol, sebatian kimia penting dalam getah mengunyah; Selain asid nitrik, sikloheksana, asid asetik, organsilicios, antara lain.

Risiko

Rhodium kerana menjadi logam mulia, walaupun ia menyelinap ke dalam badan kita, atom RHnya tidak dapat (sejauh yang anda ketahui) untuk dimetabolisme. Oleh itu, mereka tidak mewakili sebarang risiko kesihatan; Kecuali mereka terlalu banyak atom RH yang tersebar di udara, yang boleh berakhir di dalam paru -paru dan tulang.

Malah, dalam proses pelapis Rhodium pada perhiasan atau permata perak, perhiasan terdedah kepada "awan" atom -atom ini; Sebab mengapa mereka mengalami ketidakselesaan dalam sistem pernafasan mereka. Mengenai risiko pepejal yang dibahagikan dengan halus, ini tidak mudah terbakar; kecuali apabila ia terbakar dengan kehadiran₂.

Sebatian rhodium diklasifikasikan sebagai toksik dan karsinogen, yang warna -warna kulitnya mempunyai pewarna yang sangat. Di sini satu lagi perbezaan yang jelas diperhatikan bagaimana sifat -sifat kation logam berbeza -beza berbanding dengan logam yang sesuai.

Dan akhirnya, dalam hal -hal ekologi, kelimpahan rendah rhodium dan kekurangan asimilasi oleh tumbuh -tumbuhan menjadikannya unsur yang tidak berbahaya sekiranya tumpahan atau sisa; selagi ia adalah rhodium logam.

Rujukan

1. Lars Öhrström. (12 November 2008). Rhodium. Kimia dalam elemennya. Pulih dari: dunia kimia.com
2. Wikipedia. (2019). Rhodium. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2019). Rhodium. Pangkalan data PUBCHEM. CID = 23948. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. S. Bale. (1958). Struktur rhodium. Makmal Penyelidikan Johnson Matthey. Logam Platinum Rev., (2), 21, 61-63
5. Jiang, b. et al. (2017). Nanopartikel rhodium logam mesoporous. Nat. Berkomunikasi. 8, 15581 doi: 10.1038/NCOMMS15581
6. Chelation. (27 Jun, 2018). Pendedahan Rhodium. Pulih dari: ChelationCommunity.com
7. Bell Terence. (25 Jun, 2019). Rhodium, logam kumpulan platinum yang jarang berlaku, dan aplikasinya. Pulih dari: theBalance.com
8. Stanley e. Livingstone. (1973). Kimia Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium dan Platinum. S.Dan. Livingstone. Pergamon Press.
9. Institut Teknologi Tokyo. (21 Jun, 2017). Pemangkin berasaskan rhodium untuk membuat organosilicon menggunakan logam priceus yang kurang. Pulih dari: Phys.org
10. Pilgaard Michael. (10 Mei 2017). Rhodium: Reaksi Kimia. Pulih dari: pilgaardelegs.com
11. Dr. Doug Stewart. (2019). Fakta Elemen Rhodium. Pulih dari: chemicool.com