РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Те, кто не имеет отношения к драгоценным металлам и видит их только в ювелирных изделиях, порой недооценивают родий. Опровергнуть это мнение может один занимательный факт.

Когда-то на фабрике по переработке родия существовала уникальная ступка для измельчения драгоценного металла. На вид она была обыкновенной, разве что весила 30 кг. Однако её цена оказалась соизмерима со стоимостью… всего завода. А всё потому, что материалом для ступки стал очень редкий благородный металл – родий.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Что такое родий?

В периодической системе Д.И. Менделеева он известен как 45 элемент, который в реальности является одним из самых редких на Земле драгоценных металлов.

Родий был открыт в 1803 году известным английским учёным Уильямом Гайдом Волластоном. В самородном растворе платины исследователь обнаружил ярко-розовый порошок. После прокатки в атмосфере водорода красноватый порошок превратился в тяжёлый металл белого цвета, внешне напоминающий алюминий.

За особый оттенок он получил название ροδον, что в переводе с греческого означает «роза».

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

История родия

Количество родия в платине измеряется в долях процента, и долгое время драгоценный металл был практически недосягаем.

В 1819-1824 годах на Урале обнаружили богатейшие россыпи так называемой сырой (то есть самородной) платины. Уже через несколько лет после этого её количество составляло около двух тонн. Для дальнейшей обработки платину отправляли в Петербург, а родий и другие сопровождающие её металлы – в отходы.

Только в 40-х годах XIX века профессор Казанского университета К.К. Клаус заинтересовался уральскими месторождениями и нашёл в них «не малое количество родия, иридия, осмия и палладия». Тогда же учёный открыл ранее неизвестный металл платиновой группы – рутений.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Несмотря на то, что до начала XX века в России добывалось около 95 % мировых запасов платины, применение сопутствующим ей редким металлам так и не нашли, и продавали родий за рубеж, можно сказать, за бесценок.

В 1918 году в нашей стране открылся Институт по изучению платины и других благородных металлов, где проводились важнейшие исследования родия. И уже в 1925 году редчайший металл был впервые получен в СССР.

До сих пор его, как и остальные металлы платиновой группы, получают из «сырой» платины или в процессе аффинажа золота. Однако даже в наше время свойства этого невероятно редкого элемента до конца не изучены.

Почему ценится родий?

Высокая температура плавления (1960 градусов) и устойчивость к внешним воздействиям сделали его популярным во многих сферах промышленности, в том числе химической, стекольной и ювелирной.

Мировые запасы родия составляют всего несколько десятков тонн. Несмотря на то, что стоимость родия в несколько раз выше, чем золота, спрос на него возрастает с каждым годом.

По сравнению с другими металлами платиновой группы родий более яркий и твёрдый – пластичным он становится только при нагревании.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Родий не окисляется на воздухе, ему не страшна влажная среда, влияние кислот, серы, хлора, фтора и других агрессивных сред. Благодаря высокой прочности, родий более долговечен, чем другие металлы. Его отражающая способность – около 80%. Конечно, она ниже, чем у серебра, но стойкость к коррозии и температурному воздействию у родия намного выше.

Именно поэтому его используют в качестве защитно-декоративного покрытия украшений из золота и серебра.

Родирование

Родирование – это нанесение тонкого слоя родия (0,1 – 0, 25 мкм) на поверхность ювелирных изделий. Покрытие улучшает не только внешний вид металлов, придавая поверхности платиновый блеск, но и их химические и механические свойства. Кроме того, родий не тускнеет со временем.

На ювелирные украшения металл наносится с помощью электрохимической реакции. Нанесение гальванического покрытия требует особого внимания, точности соблюдения самого технологического процесса и подготовки к нему.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Изделие проходит несколько этапов: ультразвуковую мойку, обезжиривание в растворах щелочи и серной кислоты, промывку и обработку в парогенераторе. На завершающем этапе поверхность обрабатывается специальным маркером под воздействием электрического тока либо полностью окунается в гальваническую ванну.

Родий – металл с белым блеском, поэтому особенно выгодно покрытие смотрится на украшениях из белого золота и серебра. В изделиях из красного золота с помощью декоративного покрытия достигается сочетание в одном украшении сразу нескольких оттенков металла без использования спайки разных сплавов.

Традиционно родием покрываются места закрепки ювелирных камней (например, бриллиантов или сапфиров), чтобы подчеркнуть блеск ювелирных вставок.

Чёрное родирование

Ювелирами часто используется чёрное родиевое покрытие, которое придаёт украшениям чуть состаренный или, напротив, свежий современный вид, а камни на таком «фоне» выглядят более яркими и выразительными. От чего же зависит цвет родия?

Если внимательно прочитать состав на упаковках родия различного оттенка, вы заметите, что все они отличаются лишь одним компонентом – раствором солей. От него-то из зависит цвет будущего покрытия. В остальном же родий различных цветов абсолютно идентичен, а значит, сохраняет все те же свойства, что и привычный нам светлый металл.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Уход за родированными изделиями

Прежде всего необходимо помнить, что родирование – это всего лишь покрытие, тонкий защитный слой на поверхности украшения. Поэтому забудьте про порошки, наждачную бумагу и другие абразивные вещества, применяя которые, вы рискуете испортить изделие.

В том случае, если родаж повредился, самое лучшее – обратиться к специалисту, который в короткие сроки восстановит декоративное покрытие. Если такой возможности нет, используйте те же методы, что и для очистки серебра.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Родий свойства, получение и применение

Родий (лат. Rhodium; обозначается символом Rh) — элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер — 45. По внешнему виду компактный родий – красивый серебристый металл с голубоватым оттенком.

Родий относится к благородным металлам платиновой группы. По сравнению с другими металлами этой группы он более яркий и твёрдый – пластичным становится только при нагревании.

Название элемента в переводе с древнегреческого означает «роза». Это имя он получил благодаря цвету своих типичных соединений — они красные, как и розы.

Родий очень редкий и рассеянный элемент. Среднее содержание его в земной коре 1•10-7 % по массе. Собственных минералов не имеет. Содержится в никелевых и платиновых рудах в виде простого соединения.

Также содержится в изоморфной примеси минералов группы осмистого иридия (до 3,3 %), в медноникелевых рудах. Известна и редчайшая разновидность осмистого иридия – родистый невьянскит. В нем до 11,3% родия.

Это самый богатый родием минерал.

Родий был открыт в Англии в 1803 году замечательным ученым своего времени Уильямом Гайдом Волластоном.

Изучая самородную южноамериканскую платину, он обратил внимание на ярко окрашенный в розовато-красный цвет фильтрат, полученный им из раствора самородной платины в царской водке.

Такую окраску раствор приобретал после осаждения платины и палладия. Из этого раствора Волластон выделил темно-красный порошок, прокалил его в атмосфере водорода и получил тяжелый белый металл — родий.

Вплоть до 20-ых годов прошлого столетия Россия закупала родий за рубежом. В стране не было специалистов-аффинеров, свойства родия и его «собратьев» были плохо изучены, а заграничные фирмы держали в секрете способы извлечения и очистки металлов платиновой группы.

В 1918 году в нашей стране открылся Институт по изучению платины и других благородных металлов. В первые же годы в нем были выполнены важные исследования по химии, аффинажу и анализу родия. А в 1925 году из уральской платины был получен первый отечественный родий.

Заслуга в этом принадлежит, прежде всего, выдающемуся ученому-химику Л. А. Чугаеву и его ученикам, впоследствии известным ученым И. И. Черняеву, В. В. Лебединскому и Н. К. Пшеницыну.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РОДИЯ

По внешнему виду компактный родий – красивый серебристый металл с голубоватым оттенком. Он обладает гранецентрированной кубической решеткой, параметр элементарной ячейки а = 0,3803 нм. Плотность при 20°C 12,41 г/см3.

Температура плавления 1963 °C, кипения 3727 °C. В отличие от золота и платины родий плохо поддается механической обработке. Поэтому прокатать или протянуть его в проволоку можно лишь при 800…900°C. Проявляет свойства парамагнетика.

Отражательная способность поверхности родия 80% для видимой части спектра.

Прочие характеристики: — теплота плавления — 21,8 кДж/моль; — теплота испарения — 494 кДж/моль; — удельная теплоёмкость — 0,244 Дж/(K•моль);

— теплопроводность — 150 Вт/(м•K).

Родий в природе встречается виде устойчивого изотопа — 103Rh. Наиболее долгоживущие его изотопы с периодами полураспада: 101Rh (3,3 года), 102Rh (207 дней), 102mRh (2,9 года), 99Rh(16,1 дней).

Компактный родий исключительно устойчив к любым химическим воздействиям. Однако если взять сплав родия с цинком или кадмием и растворить его в соляной кислоте, а затем отфильтровать, то получится осадок мелкодисперсного родия, способный взрываться на воздухе.

Читайте также:  МАГНИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РОДИЯ

Родий — благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину. На компактный родий не действуют ни кислоты, ни щелочи. Лишь мелко раздробленный родий медленно растворяется в горячей царской водке или концентрированной серной кислоте.

Родий весьма устойчив и к действию галогенов: с хлором, бромом и даже фтором он реагирует лишь после продолжительного нагревания. При этом в зависимости от температуры проведения реакций получаются галогениды различного состава. В частности, с хлором образуются хлориды одно-, двух- и трехвалентного родия RhCl, RhCl2, RhCl3.

При высоких температурах родий медленно реагирует с серой, превращаясь в сульфиды RhS, RhS2, Rh2S5.

Мелкоизмельченный родий медленно окисляется только при температуре выше 600°C: 4Rh + 3O2 = 2Rh2O3.

Родий при нагревании на воздухе обладает своеобразным поведением. При температуре с 600 до 800 градусов на его поверхности образуется оксидная пленка — Rh2O3. При повышении температуры с 800 до 1000 градусов оксидная пленка на поверхности родия, снова разлагается до металла.

  • При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой: 2Rh + 6KHSO4 = 2K3Rh(SO4)3 + 3H2.
  • Гидроксид и оксид родия проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh: Rh2O3 + 12HCl = 2H3RhCl6 + 3H2O;
  • Rh(OH)3 + 6HCl = H3RhCl6 + 3H2O.
  • В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы [RhX3]3–, родий взаимодействует с хлором, например: 2Rh + 6NaCl + Cl2 = 2Na3[RhCl6].
  • При спекании реагирует с расплавами Na2O2 и BaO2: 2Rh + 3BaO2 = Rh2O3 + 3BaO.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF6, который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или NO: 2RhF6 + 3Cl2 = 2RhF3 + 6ClF.

Родий легко сплавляется с платиной, палладием, медью и другими металлами.

Соединения родия довольно редко встречаются в повседневной жизни и их воздействие на человеческий организм до конца не изучено. Несмотря на это, они являются высоко токсичными и канцерогенными веществами. Соли родия способны сильно окрашивать человеческую кожу.

Месторождения и добыча родия

Ежегодно в мире добывается менее 30 тонн родия. Главный экспортер этого металла — Южная Африка (приблизительно 80%). Промышленная добыча родия сложна, поскольку металл происходит в рудах, смешанных с другими металлами, такими как палладий, серебро, платина и золото.

Раньше, основные залежи находились в России. На Урале были найдены внушительные запасы самородной платины. Но, теперь, их уже разработали. Сегодня по запасам родия лидирует Мексика. За ней следуют Южная Африка и Колумбия. Есть содержание драгоценного металла в золотых песках США.

Получение родия

Технология выделения родия зависит прежде всего от вида и состава перерабатываемого сырья. Рассмотрим получение родия из самородной платины.

С приисков сырая платина поступает на аффинажный завод, где ее загружают в фарфоровые котлы и обрабатывают царской водкой. Процесс идет при нагревании в течение суток. В результате родий переходит в раствор.

Затем на раствор действуют хлористым аммонием, чтобы осадить и отделить платину. Оставшийся раствор упаривают: образуется осадок, который состоит из нескольких солей. В нем до 6% родия. Этот осадок растворяют в воде и еще раз тем же способом отделяют платину. А раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, по мере накопления направляют на очистку и разделение.

Далее нитритом натрия NaNO2 осаждают и отделяют от раствора осадок гидроокисей неблагородных металлов; родий при этом остается в растворе в форме Na3[Rh(NO2)6].

После этого с помощью NH4Cl из раствора на холоду выделяют родий; он уходит в виде малорастворимого комплекса (NH4)2Na[Rh(NO2)6].

Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий; другие же платиновые металлы – рутений, палладий и остатки платины – остаются в растворе.

Осадок растворяют в разбавленном едком натре и из этого раствора действием аммиака и NH4Cl снова осаждают родий – теперь уже в форме другого комплексного соединения [Rh(NH3)3(NO2)3]. Осадок отделяют и тщательно промывают раствором хлористого аммония.

Полученный садок снова загружают в котел с соляной кислотой и нагревают несколько часов. Происходит реакция: 2[Rh(NH3)3(NO2)3] + 6HCl > 2[Rh(NH3)3Cl3] +3NO2 + 3NO + 3H2O

с образованием нового комплексного соединения родия ярко-желтого цвета. Это триаминтрихлорид родия. Его тщательно промывают водой и только после этого приступают к выделению металлического родия.

Соль загружают в печь и прокаливают несколько часов при 800…900°C. Комплексное соединение разлагается и образуется порошкообразный продукт смеси родия с его окислами.

После охлаждения порошок еще раз тщательно промывают разбавленной царской водкой для удаления оставшегося незначительного количества неблагородных примесей, а затем снова загружают в печь и восстанавливают до металла, прокаливая в атмосфере водорода.

ПРИМЕНЕНИЕ РОДИЯ

Цена родия высока не только потому, что элемент драгоценный, но и потому что отраслей, где он нужен, больше чем самого металла. Однако, применяют его только там, где ему нет более дешевой и распространенной альтернативы.

Львиная доля добываемого родия потребляется автомобильной промышленностью. Отличные каталические свойства металла позволяют производить из его сплавов нейтрализаторы выхлопных газов.

Сплав родия с платиной является очень эффективным катализатором при производстве азотной кислоты путём окисления аммиака воздухом. Именно в этой сфере родию как металлу-катализатору нет аналогов.

Родий в сплавах с иридием и (или) платиной используют при производстве термопар, которые применяются для эффективного измерения высоких температур до 2200 градусов по Цельсию.

Крупный потребитель родия – стекольная промышленность. Из сплава родия с платиной (обычно 7% Rh) делают сосуды для плавления стекломассы и получения тончайших стеклянных и кварцевых нитей. Здесь родий также практически незаменим.

Поверхность родия обладает высокой отражательной способностью (80%) для видимой части спектра.

Отражательная способность родия меньше, чем у серебра (95%), но зато его стойкость к действию корродирующих газов и высоких температур намного больше. Родированные поверхности не тускнеют даже в атмосфере вольтовой дуги.

Поэтому родием покрывают рефлекторы прожекторов и технические зеркала прецизионных измерительных инструментов самого различного назначения.

Металлический родий используется для производства зеркал подвергающихся сильному нагреву (калению) для мощных лазерных систем (например фтороводородных лазеров), а так же для производства дифракционных решеток к приборам для анализа вещества (спектрометры).

Из драгоценного металла и фильтры жидкокристаллических мониторов. Потребность в них растет с каждым годом. Требуется все больше и больше родия на эту отрасль промышленности.

Родиевые детекторы применяются в реакторах для измерения нейтронного потока.

Существуют драгоценные минералы, кристаллы которых в искусственных условиях растут только на фильтрах из сплава платины и родия.

Родирование

Родий имеет красивый серебристо-белый оттенок, за который он очень ценится в ювелирной отрасли. Его отражательная способность очень велика, металл сверкает и переливается, его блеск великолепен. Поэтому родирование становится все более популярной процедурой в ювелирных мастерских.

Родирование – это нанесение тонкого слоя родия (0,1 – 0, 25 мкм) на поверхность ювелирных изделий. Покрытие улучшает не только внешний вид металлов, придавая поверхности платиновый блеск, но и их химические и механические свойства. Кроме того, родий не тускнеет со временем.

Достоинства родирования: — блестящий платиновый цвет;

— стойкость изделия к механическим повреждениям, царапинам и т.п.

Недостатки родирования: — нельзя чистить ювелирное украшение с применением абразивов, так как можно повредить покрытие; — после каждого ремонта изделия, его придется заново покрывать родием.

Родиевое покрытие не вечно, но срок его службы зависит от нескольких факторов, главный из которых — толщина. По опыту пользования, возобновление родиевого слоя на кольцах, серьгах, цепочках требуется раз в пять лет и реже – в зависимости от интенсивности использования изделия. Во многих случаях качественно выполненное родирование украшает металл десятилетиями.

ЦЕНА РОДИЯ НА МИРОВОМ РЫНКЕ

Известно всем, что драгоценные металлы не могут стоить дешево. А так как к этой категории относится и родий, цена за грамм металла, который к тому же является достаточно редким, тоже довольно высока.

Вплоть до ноября 2008 года стоимость родия неумолимо росла, достигнув своей шокирующей критической отметки в 10 100 долларов за тройскую унцию (около 31,5 грамма), после чего рухнула до 900 долларов.

Читайте также:  Уваровит: магические и целебные свойства, где используется, кому подходит по знаку зодиака, значение и стоимость украшений с камнем

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

На графике представлена цена родия за тройскую унцию в долларах США за последние 10 лет. Как видим, своего максимума родий достиг в 2008 году. Это и был звездный час родия: цена на него в 10 раз превысила цену на золото. С 2012 года цена драгоценного металла платиновой группы несколько стабилизировалась.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

На графике представлена цена родия за тройскую унцию в долларах США с мая 2015 год.

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

  • Золото
  • Иридий
  • Осмий
  • Палладий
  • Платина
  • Серебро

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Использование материала страницы допустимо только с письменного разрешения автора с обязательной прямой ссылкой на сайт mir-fin.ru.

Родий — самый дорогой драгоценный металл

Благородный металл беловатого серебристого цвета, который входит в платиновую группу, и есть родий. Что это за металл и где используется, интересует многих.

Сфера применения достаточно разнообразна, этот химический элемент встречается в ювелирном деле, автомобилестроении (используется в каталитических нейтрализаторах для очистки вредных выхлопных газов), стекольном производстве, электротехнической промышленности. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии и повреждениям механического характера.

Что это за металл родий?

Родий (Rh) благодаря своим свойствам считается уникальным драгметаллом. Но что это такое, знают немногие. Периодическая система химических элементов Менделеева имеет платиновую группу (платина, палладий, осмий, рутений, иридий), в которую также входит и родий.

Он принадлежит к редчайшим драгметаллам. Известен благодаря трудам ученого из Англии Волластона, который в платиновом растворе обнаружил порошок ярко-розового цвета. После проведения прокатки в атмосфере водорода из порошка возник металл бело-серебристого цвета.

История родия

Местом, где был обнаружен столь уникальный металл, является Урал. Именно здесь в начале XIX века были выявлены залежи самородной платины, которые по истечении нескольких лет достигли двух тонн. Платина отправлялась в Санкт-Петербург на переработку, а благородный родий (поскольку о нем еще ничего не было известно) выступал в качестве отходов.

Сопровождающие платину металлы (родий, палладий, иридий, осмий), находящиеся в залежах Уральских гор, только в сороковых годах XIX столетия были обнаружены профессором Клаусом Карлом Карловичем. В тот же период им был открыт и рутений – в те годы никому не известный драгметалл, который входит в платиновую группу в настоящее время.

Интересно! До начала ХХ столетия Россией добывалось примерно 95 процентов мирового запаса Pt. Но редкие драгметаллы этой группы не использовались, поэтому родий и другие продавались практически даром за границу. Свойства этого редкого металла и сегодня так и остались изученными не полностью.

В начале XX века был открыт Институт, где занимались изучением не только платины, но и прочих драгметаллов. Родий в то время очень тщательно исследовался и в Советском Союзе впервые он был получен в 1925 году.

Сегодня Rh, так же как и другие платиноиды, металлы, принадлежащие к платиновой группе, добываются из «сырой» платины или методом очистки от примесей (при аффинаже) золота.

Почему ценится родий?

Родий популярен благодаря особым свойствам. К ним относятся:

  • значительная температура плавки металла (более 1960 градусов);
  • стойкость к влиянию внешних факторов.

Обладание такими характеристиками сделало применение родия довольно распространенным. Он применяется во многих отраслях промышленности.

Стекольная

Является крупным потребителем этого металла. Сплав родия и платины применяют для выпуска емкостей, предназначенных для плавления стекольной массы. И также благородный родий используют для получения тончайших нитей – кварцевых и стеклянных. Поверхность этого драгметалла имеет высокую отражательную способность.

По сравнению с аргентумом она ниже, но устойчивость родия к воздействию коррозии выше и выдерживает он более высокие температуры. Даже находясь в атмосфере вольтовой дуги, родированные поверхности не тускнеют, что позволяет покрывать прожекторные рефлекторы и зеркала различного технического назначения этим металлом.

Одной из сфер применения металлического Rh является изготовление зеркал для лазерных систем огромной мощности.

Ювелирная

Родий, как и платина, палладий, нашел свое применение в ювелирном деле. Благодаря высокой температуре плавления, цвету и блеску, а также достаточной твердости, родий в цене.

Как известно, показатель крепости равен 6, а у золота и серебра всего лишь 2,5. Но несмотря на все преимущества, этот благородный металл довольно хрупкий, что делает невозможным его применение в качестве базового при изготовлении украшений.

Родий в ювелирных изделиях выступает только в виде защитного и декоративного покрытия.

Химическая

В ней металл используется вместе с платиной при производстве термостойкой химической посуды, обладающей повышенной прочностью, различных приборов, прочего. Родиевые детекторы используются в ядерных реакторах для измерения нейтронных потоков.

Электротехническая

В ней родиевое покрытие наносится на разъемы, контакты, также металл применяется для изготовления фильтров для ЖК-мониторов, температурных датчиков.

Запасы родия в мире не так уж велики и состоят из нескольких десятков тонн. Стоимость родия в несколько раз превышает цену золота, но это не только не уменьшает спрос на него, а с каждым годом он все больше возрастает.

Родирование

РОДИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Обычно таким слоем покрывают изделия из платины и белого золота, что придает яркости и защищает. Но поскольку в природе белого золота не существует, под этим названием скрывается с добавлением лигатуры – серебра, платины, никеля. Цвет сплава все равно имеет желтоватый оттенок, что не совсем сочетается с названием металла. Для достижения красивого белого цвета изделия и родируют.

Если украшение было в эксплуатации, для нанесения защиты его отдают в специализированную ювелирную мастерскую. Там на него наносят гальваническое покрытие. Процесс состоит из таких этапов:

  1. Полировка, шлифование украшения для придания ровной поверхности.
  2. Промывание при помощи ультразвука.
  3. Обезжиривание (применяется раствор щелочи и серной кислоты).
  4. Размещение изделия в ванной (гальванической), содержащей специальный раствор, через который пропускается ток, что и приводит к выделению Rh и постепенному покрытию поверхности.

Толщина защитного покрытия зависит от длительности процесса и мощности электрического разряда.

Плюсами такого покрытия считаются:

  • Увеличение срока использования украшения.
  • Родий не вреден для здоровья. Наоборот, важную роль родиевое покрытие на драгоценных украшениях играет для людей с аллергией на серебро или золото, поскольку препятствует ее появлению.

Черное родирование

Довольно необычным считается применение черного родирования. Многие ювелиры используют черный родий для придания украшениям состаренного вида или камням яркости и оригинальности в современных изделиях винтажного стиля.

На цвет металла, а соответственно и на покрытия, влияет такой компонент, как солевой раствор. Именно он и определяет конечный цвет родиевого напыления и оттенок кольца, цепочки, кулона, прочего.

Покупая драгоценности, необходимо уточнять, содержат ли они покрытие из родия. Хоть это и повышает стоимость, но при этом оно будет защищено и прослужит гораздо дольше.

Уход за родированными изделиями

Родирование подразумевает нанесение на ювелирное украшение тонкого защитного слоя из благородного металла, который со временем или под воздействием абразивных веществ стирается.

Для предотвращения такой ситуации избегайте попадания на украшение подобных веществ или снимайте изделие во время их использования. Уход за родированными изделиями напоминает уход за украшениями из серебра.

Основные правила следующие:

  • Не допускается чистка украшений зубной пастой или порошком.
  • Избегать попадания веществ, содержащих аммиак.
  • После нанесения на кожу средств, содержащих спирт, украшение надевать после полного их впитывания.
  • Во время чистки применять специальную салфетку для полировки поверхности и теплую воду.
  • Перед сном или во время посещения бани, сауны украшение предпочтительно снимать.

Если придерживаться этих правил, внешний вид изделия будет в хорошем состоянии. При малейших повреждениях следует обратиться в ювелирную мастерскую для восстановления украшения и нанесения повторного покрытия.

Родий

Родий (химический символ — Rh; лат. Rhodium) — элемент девятой группы (в старой системе — побочной подгруппы восьмой группы) пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер — 45. Простое вещество родий — твёрдый переходный металл серебристо-белого цвета. Благородный металл платиновой группы.

Открыт в Англии в 1803 году Уильямом Гайдом Волластоном в ходе работ с самородной платиной. Подробнее историю открытия см. в статье палладий.

Происхождение названия

От др.-греч. ῥόδον — роза, типичные соединения родия (III) имеют глубокий тёмно-красный цвет. Его можно увидеть, растворив металл в царской водке.

Содержание в природе

Родий очень редкий и рассеянный элемент. В природе встречается только изотоп 103Rh. Среднее содержание родия в земной коре 1⋅10−7 % по массе, в каменных метеоритах 4,8⋅10−5 %. Содержание родия повышено в ультраосновных изверженных породах. Собственных минералов не имеет. Содержится в некоторых золотых песках Южной Америки.

Читайте также:  ЛОНДОН-ТОПАЗ & небесно-голубые камни + outfit

Содержится в никелевых и платиновых рудах в виде простого соединения. До 43 % родия приходится на мексиканские золотые месторождения. Также содержится в изоморфной примеси минералов группы осмистого иридия (до 3,3 %), в медноникелевых рудах.

Редкая разновидность осмистого иридия — родиевый невьянскит — самый богатый родием минерал (до 11,3 %).

Месторождения

Ежегодно в мире добывается менее 30 тонн родия. Месторождения родия находятся на территории ЮАР, Канады, Колумбии, России.

Родий извлекают из самородной платины. Сырую самородную платину помещают в фарфоровые котлы, после чего обрабатывают царской водкой при нагревании в течение суток.

Родий, почти вся платина, палладий, неблагородные металлы (железо, медь и другие), частично рутений и иридий переходят в раствор, а в осадке остаётся осмистый иридий, кварц, хромистый железняк и другие примеси.

Последующим добавлением в раствор хлорида аммония выделяют гексахлороплатинат(IV) аммония (NH4)2PtCl6.

Оставшийся раствор упаривают, в осадке остаётся до 6 % родия, присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина (всю её с помощью NH4Cl отделить не удаётся) и неблагородные металлы. Этот осадок растворяют в воде и ещё раз тем же способом отделяют платину. Раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, направляют на очистку и разделение.

Родий извлекают разными способами. Известен способ, предложенный советским учёным В. В. Лебединским в 1932 году. Вначале на раствор действуют нитритом натрия NaNO2. Таким образом осаждают и отделяют от раствора гидроокиси неблагородных металлов.

Родий сохраняется в растворе в форме Na3[Rh(NO2)6]. После этого действием NH4Cl на раствор на холоде выделяют родий в виде малорастворимого комплекса (NH4)2Na[Rh(NO2)6]. Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий.

Другие платиновые металлы — рутений, палладий и остатки платины — остаются в растворе.

На осадок действуют разбавленным едким натром, что позволяет растворить его. Из полученного раствора действием аммиака и NH4Cl снова осаждают родий.

Осаждение происходит за счёт образования малорастворимого комплексного соединения [Rh(NH3)3(NO2)3]. Отделенный осадок тщательно промывают раствором хлористого аммония.

После этого осадок обрабатывают соляной кислотой, нагревая его в ней в течение нескольких часов. Протекает реакция:

 2[Rh(NH3)3(NO2)3] + 6HCl → 2[Rh(NH3)3Cl3] + 3NO2 + 3NO + 3H2O

с образованием триаминтрихлорида родия ярко-жёлтого цвета. Осадок тщательно промывают водой, переводя в состояние, пригодное для выделения металлического родия. Прокаливание полученного соединения проводят в течение нескольких часов при 800—900 °C.

Итогом процесса является порошкообразный продукт смеси родия с его окислами.

Порошок охлаждают, промывают разбавленной царской водкой с целью удаления оставшегося незначительного количества неблагородных примесей, после чего при высокой температуре восстанавливают до металла в среде водорода.

Физические свойства

Родиевая фольга и проволока

Родий — твёрдый металл серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал.

Изотопы родия

Основная статья: Изотопы родия

Природный родий состоит из изотопа 103Rh. Наиболее долгоживущие изотопы

ИзотопПериод полураспада
101Rh 3,3 года
102Rh 207 дней
102mRh 2,9 года
99Rh 16,1 дней

Химические свойства

Родий — благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину. Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении, в расплаве КНSO4, в концентрированной серной кислоте при нагревании, а также электрохимически, анодно — в смеси перекиси водорода и серной кислоты.

Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелко измельчённый родий медленно окисляется только при температуре выше 600 °C:

 4Rh + 3O2 → 2Rh2O3

При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия и бромоводорода. При спекании реагирует с расплавами гидросульфата калия KHSO4, пероксида натрия Na2O2 и пероксида бария BaO2:

 2Rh + 6KHSO4 → 2K3[Rh(SO4)3] + 3H2 2Rh + 3BaO2 → Rh2O3 + 3BaO

В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы [RhX6]3−, родий взаимодействует с хлором, например:

 2Rh + 6NaCl + 3Cl2 → 2Na3[RhCl6]

При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH)3:

 2Na3[RhCl6] + 3NaOH → Rh(OH)3↓ + 6NaCl

Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh (III):

 Rh2O3 + 12HCl → 2H3[RhCl6] + 3H2O

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF6, который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор:

 2RhF6 + 3Cl2 → 2RhF3 + 6ClF

В низших степенях окисления +1 и +2 родий образует комплексные соединения.

  • Родий применяется в катализаторах (до 81 % всего производства), в том числе в каталитических фильтрах-нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей.
  • Применяется как катализатор в различных реакциях, например, при получении уксусной кислоты из метилового спирта.
  • Сплав родия с платиной — очень эффективный катализатор для производства азотной кислоты окислением аммиака воздухом, и до сих пор его применению нет альтернативы.
  • При производстве стекла (сплав платина-родий — фильеры для стеклонитей, для жидкокристаллических экранов). В связи с ростом производства жидкокристаллических устройств потребление родия быстро растёт (в 2005 в производстве стекла было использовано 1,55 тонны родия, в 2003 — 0,81 тонны).
  • Металлический родий используется для производства зеркал, подвергающихся сильному нагреву (калению) для мощных лазерных систем (например, фтороводородных лазеров), а также для производства дифракционных решёток к приборам для анализа вещества (спектрометры).
  • Тигли из платино-родиевых сплавов используются в лабораторных исследованиях и для выращивания некоторых драгоценных камней и электрооптических кристаллов.
  • Термопары платина-родий и др., для очень эффективного и долговечного измерения высоких (до 2200 °C) температур нашли широкое применение сплавы родия с иридием (например, ИР 4060).

Благодаря высокой стойкости к электроэрозии родий и его сплавы применяются в качестве материала для контактов (герконы, разъёмы, скользящие контакты).

Ювелирное дело

Используются гальванические электролиты родирования (преимущественно сульфатные, сульфаматные и фосфатные) для получения износостойких и коррозионноустойчивых покрытий.

Холодный белый блеск родия хорошо сочетается с бриллиантами, фианитами и др. вставками. Родием также покрывают изделия из серебра, что предотвращает их потемнение. Нанесение на ювелирное изделие достаточно толстого родиевого покрытия уменьшает износ и увеличивает твёрдость поверхности изделия, защищая от царапин.

В 2009 году частный монетный двор США впервые в мире выпустил монету из чистого родия. Из-за крайне высокой температуры плавления данного металла американским монетным двором был разработан особый процесс производства монет из родия. Монеты из родия были выпущены не как платёжное средство, а в качестве объекта инвестирования средств.

В 2014 году Национальный банк Руанды впервые в мире выпустил монету из чистого родия, как платёжное средство. Монета была выпущена достоинством 10 руандийских франков.

Родиевые детекторы применяются в реакторах для измерения нейтронного потока.

Цены

В феврале 2006 цены на родий достигли рекордного значения 3500 долл. за тройскую унцию. В январе 2008 года цены на родий установили новый рекорд — 7000 долл. за унцию. После пика в 10100 долл. за унцию цена на родий упала до 900 долл. на конец ноября 2008 в связи с кризисом в автомобилестроении. 19 ноября 2009 года цена металла поднялась до 2600 долларов за унцию.

В связи с очень высокими ценами на чистый родий и при значительном спросе и малом объёме добываемого родия встаёт актуальная задача для решения острого дефицита родия, выделение его стабильного изотопа из осколков деления ядерного топлива (урана, плутония, тория), где он накапливается в значительных количествах (до 130—180 граммов на тонну осколков), и учитывая развитую атомную энергетику в крупнейших индустриальных странах, объём добычи реакторного родия в несколько раз превысит его добычу из руд. Кроме того, необходимы исследования также и по вопросу режимов работы реакторов, при которых количество родия в процентном отношении к массе осколков будет выше, и таким образом атомная промышленность может стать основным поставщиком родия на мировой рынок.

По состоянию на сентябрь 2015 года средняя цена на родий составляет 756,67 долл. за унцию.

Наименьшая цена за последние годы на родий наблюдалась в августе 2016 года и составляла 625 долл. за унцию, после чего цена на металл стабильно растёт. В конце августа 2019 года цена достигла 4590 долларов за унцию.

Родий не играет биологической роли.

Соединения родия довольно редко встречаются в повседневной жизни и их воздействие на человеческий организм до конца не изучено. Несмотря на это, они являются высокотоксичными и канцерогенными веществами. LD50 хлорида родия для крыс — 12,6 мг/кг. Соли родия способны сильно окрашивать человеческую кожу.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector