Rhodium ist ein chemisches Element, das ein seltener, silberfarben-weiß, hart, und chemisch träges Übergang-Metall und ein Mitglied der Platin-Gruppe ist. Es hat das chemische Symbol Rh und Atomnummer 45. Es wird aus nur einem Isotop, Rh zusammengesetzt. Natürlich vorkommendes Rhodium wird als das freie Metall gefunden, das mit ähnlichen Metallen, und nie als eine chemische Zusammensetzung beeinträchtigt ist. Es ist eines der seltensten Edelmetalle, und einer der kostspieligsten (hat Gold den Spitzenpunkt von Kosten pro Unze seitdem übernommen).

Rhodium ist ein so genanntes edles Metall, das gegen die Korrosion widerstandsfähig ist, die in Platin - oder Nickel-Erze zusammen mit den anderen Mitgliedern der Platin-Gruppenmetalle gefunden ist. Es wurde 1803 von William Hyde Wollaston in einem solchem Erz entdeckt, und für genannt hat sich Farbe von einer seiner Chlor-Zusammensetzungen, erzeugt erhoben, nachdem es mit dem starken sauren Mischungswasser regia reagiert hat.

Der Hauptgebrauch des Elements (ungefähr 81 % der Weltrhodium-Produktion) ist als einer der Katalysatoren in den dreiseitigen Katalysatoren von Automobilen. Weil Rhodium-Metall gegen die Korrosion und aggressivsten Chemikalien, und wegen seiner Seltenheit träge ist, wird Rhodium gewöhnlich mit Platin oder Palladium beeinträchtigt und in mit der Korrosion widerspenstigen und Hoch-Temperaturüberzügen angewandt. Weißgold wird häufig mit einer dünnen Rhodium-Schicht gepanzert, um seinen optischen Eindruck zu verbessern, während Sterlingsilber häufig für den Trübungswiderstand gepanzertes Rhodium ist.

Rhodium-Entdecker werden in Kernreaktoren verwendet, um das Neutronfluss-Niveau zu messen.

Geschichte

Rhodium (griechischer rhodon () hat sich Bedeutung "erhoben") wurde 1803 von William Hyde Wollaston bald nach seiner Entdeckung von Palladium entdeckt. Er hat grobes bei Südamerika vermutlich erhaltenes Platin-Erz verwendet. Sein Verfahren hat das Auflösen vom Erz in Wasser regia und das Neutralisieren von der Säure mit Natriumshydroxyd (NaOH) eingeschlossen. Er hat dann das Platin als Ammonium chloroplatinate hinabgestürzt, indem er Ammoniumchlorid hinzugefügt hat. Die meisten anderen Metalle wie Kupfer, Leitung, Palladium und Rhodium wurden mit Zink hinabgestürzt. Verdünnte Stickstoffsäure hat alle außer Palladium und Rhodium aufgelöst, die in Wasser regia aufgelöst wurden, und das Rhodium durch die Hinzufügung des Natriumchlorids als hinabgestürzt wurde. Mit Vinylalkohol gewaschen, wurde das jäh hinabstürzende Rosenrot mit Zink reagiert, das das Rhodium in der ionischen Zusammensetzung versetzt hat und dadurch das Rhodium als freies Metall veröffentlicht hat.

Nach der Entdeckung hatte das seltene Element nur geringe Anwendungen zum Beispiel durch den Jahrhundertwende-Rhodium enthaltenden die Thermoelemente wurden verwendet, um Temperaturen bis zu 1800°C zu messen. Die erste Hauptanwendung elektroplattierte für den dekorativen Gebrauch und als Korrosion widerstandsfähiger Überzug. Die Einführung des drei Weges Katalysator durch Volvo 1976 hat die Nachfrage nach dem Rhodium vergrößert. Die vorherigen Katalysatoren haben Platin oder Palladium verwendet, während der drei Weg Katalysator Rhodium verwendet hat, um den Betrag von NOx im Auslassventil zu reduzieren.

Eigenschaften

Rhodium ist ein hartes, silberfarbenes, haltbares Metall, das einen hohen reflectance hat. Rhodium-Metall bildet kein Oxyd, selbst wenn erhitzt normalerweise. Sauerstoff wird von der Atmosphäre nur am Schmelzpunkt des Rhodiums absorbiert, aber wird auf dem Festwerden veröffentlicht. Rhodium hat beide ein höherer Schmelzpunkt und niedrigere Dichte als Platin. Es wird durch die meisten Säuren nicht angegriffen: Es ist in Stickstoffsäure völlig unlöslich und löst sich ein bisschen in Wasser regia auf.

Chemische Eigenschaften

Rhodium gehört der Gruppe 9 des Periodensystems, aber hat eine atypische Konfiguration in seinen äußersten Elektronschalen im Vergleich zum Rest der Mitglieder. Das kann auch in der Nachbarschaft von Niobium (41), Ruthenium (44), und Palladium (46) beobachtet werden.

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Der allgemeine Oxydationsstaat des Rhodiums ist +3, aber Oxydationsstaaten von +0 bis +6 werden auch beobachtet.

Verschieden vom Ruthenium und Osmium bildet Rhodium keine flüchtigen Sauerstoffverbindungen. Die bekannten stabilen Oxyde schließen ein, und. Halogen-Zusammensetzungen sind in fast der vollen Reihe von möglichen Oxydationsstaaten bekannt. Rhodium (III) Chlorid, Rhodium (IV) Fluorid, Rhodium (V) Fluorid und Rhodium (VI) Fluorid ist einige Beispiele. Die niedrigeren Oxydationsstaaten sind nur stabil, wenn ligands da sind.

Die am besten bekannte Zusammensetzung des Rhodium-Halogens ist der Katalysator von Wilkinson chlorotris (triphenylphosphine) Rhodium (I). Dieser Katalysator, wird zum Beispiel, im hydroformylation oder hydrogenation von alkenes verwendet.

Isotope

Natürlich vorkommendes Rhodium wird aus nur einem Isotop, Rh zusammengesetzt. Die stabilsten Radioisotope sind Rh mit einer Halbwertzeit von 3.3 Jahren, Rh mit einer Halbwertzeit von 207 Tagen, Rh mit einer Halbwertzeit von 2.9 Jahren und Rh mit einer Halbwertzeit von 16.1 Tagen. Zwanzig andere Radioisotope sind mit Atomgewichten im Intervall von 92.926 u (Rh) zu 116.925 u (Rh) charakterisiert worden. Die meisten von diesen haben Halbwertzeiten kürzer als eine Stunde außer Rh (Halbwertzeit: 20.8 Stunden) und Rh (Halbwertzeit: 35.36 Stunden). Es gibt auch zahlreiche Meta-Staaten, das stabilste, das Rh (0.141 MeV) mit einer Halbwertzeit von ungefähr 2.9 Jahren und Rh (0.157 MeV) mit einer Halbwertzeit von 4.34 Tagen ist. (Sieh Isotope des Rhodiums).

Die primäre Zerfall-Weise vor dem einzigen stabilen Isotop, Rh, ist Elektronfestnahme und die primäre Weise, nachdem Beta-Emission ist. Das primäre Zerfall-Produkt vor Rh ist Ruthenium und das primäre Produkt, nachdem Palladium ist.

Ereignis

Normales Bergwerk

Die Industrieförderung des Rhodiums ist kompliziert, weil das Metall in Erzen vorkommt, die mit anderen Metallen wie Palladium, Silber, Platin und Gold gemischt sind. Es wird in Platin-Erzen gefunden und als ein weißes träges Metall herausgezogen, das sehr schwierig ist durchzubrennen. Hauptquellen werden in Südafrika, in Flusssanden der Berge von Ural, und in Nordamerika, einschließlich des Kupfernickel-Sulfid-Bergwerksgebiets von Sudbury, Gebiets von Ontario gelegen. Obwohl die Menge an Sudbury sehr klein ist, macht der große Betrag von bearbeitetem Nickel-Erz Rhodium-Wiederherstellung rentabel. Der Hauptausfuhrhändler des Rhodiums ist Südafrika (> 80 %) gefolgt von Russland. Die jährliche Weltproduktion dieses Elements ist nur ungefähr 25 Tonnen, und es gibt sehr wenige Rhodium tragende Minerale. Der Preis des Rhodiums ist historisch hoch variabel. 2007 hat Rhodium etwa achtmal mehr gekostet als Gold, 450mal mehr als Silber, und 27,250mal mehr als Kupfer durch das Gewicht. Der typische historische Preis des Rhodiums ist die Unze von ungefähr $ 1,000/Troygewicht, aber in den letzten Jahren hat es zur Unze von ungefähr $ 4500/Troygewicht zugenommen. 2008 hat sich der Preis kurz über 10,000 $ pro Unze erhoben. Die wirtschaftliche Abschwächung des 3. Viertels von 2008 hat Rhodium-Preise scharf zurück unter 1,000 $ pro Unze gestoßen, aber sie sind zu 2,750 $ bis zum Anfang 2010 (zweimal der Goldpreis) zurückgeprallt.

Verwendeter Kernbrennstoff

Rhodium ist ein Spaltungsprodukt von Uran 235; deshalb enthält jedes Kilogramm von Spaltungsprodukten bedeutende Beträge der leichteren Platin-Gruppenmetalle einschließlich des Rhodiums. Verwendeter Kernbrennstoff könnte eine mögliche Quelle für das Rhodium sein. Jedoch ist die Förderung kompliziert und teuer, und die auch gegenwärtigen radioaktiven Isotope des Rhodiums würden eine Lagerung für mehrere Halbwertzeiten der verfallenden Isotope verlangen, um die Radioaktivität zu reduzieren. Das macht diese Quelle des Rhodiums unattraktiv, und keine groß angelegte Förderung ist versucht worden.

Anwendungen

Der primäre Gebrauch dieses Elements ist in Automobilen als ein Katalysator, der schädliche Emissionen vom Motor in weniger Beschmutzen-Benzin ändert.

Katalysator

2007 wurden 81 % der Weltproduktion des Rhodiums verbraucht, um dreiseitige Katalysatoren zu erzeugen. Rhodium zeigt einige Vorteile gegenüber den anderen Platin-Metallen in der Verminderung von Stickstoff-Oxyden zum Stickstoff und Sauerstoff:

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Die Wiederverwertung von Katalysatoren ist auch eine wertvolle Quelle für das Rhodium geworden. 2007 wurden 5.7 t aus dieser Quelle herausgezogen. Im Vergleich zu den 22 t, die abgebaut worden waren, ist das eine relativ hohe Wiederverwertungsrate.

Rhodium-basierte Katalysatoren werden in mehreren Industrieprozessen verwendet; namentlich, in den Kraftfahrzeugkatalysatoren und für katalytischen carbonylation des Methanols, um essigsaure Säure durch den Prozess von Monsanto zu erzeugen. Es wird auch verwendet, um Hinzufügung von hydrosilanes zu molekularen Doppelbindungen, ein in der Fertigung von bestimmten Silikon-Gummischuhen wichtiger Prozess zu katalysieren. Rhodium-Katalysatoren werden auch verwendet, um Benzol auf cyclohexane zu reduzieren.

Der Komplex eines Rhodium-Ions mit BINAP gibt einen weit verwendeten chiral Katalysator für die chiral Synthese, als in der Synthese von Menthol.

Dekorativer Gebrauch

Rhodium findet Gebrauch in Schmucksachen und für Dekorationen. Es wird auf Weißgold und Platin elektroplattiert, um ihm eine reflektierende weiße Oberfläche zu geben. Das ist als Rhodium bekannt, das im Schmucksachen-Geschäft blinkt. Es kann auch in Überzug-Sterlingsilber verwendet werden, um gegen die Trübung zu schützen, die Silbersulfid vom atmosphärischen Wasserstoffsulfid (HS) erzeugter (AgS) ist. Feste (reine) Rhodium-Schmucksachen sind sehr selten, weil das Metall sowohl hohen Schmelzpunkt als auch schlechte Geschmeidigkeit hat (solche Schmucksachen sehr hart machend, um zu fabrizieren), aber nicht wegen seines hohen Preises. Zusätzlich versichern seine hohen Kosten, dass der grösste Teil seines Schmucksachen-Gebrauchs in der Form von winzigen Beträgen von Puder (allgemein genannter Rhodium-Schwamm) aufgelöst in die Galvanik von Lösungen ist.

Rhodium ist auch für besondere Auszeichnungen verwendet worden oder Reichtum zu symbolisieren, wenn allgemeiner verwendete Metalle wie Silber, Gold oder Platin ungenügend gehalten werden. 1979 hat das Guinness-Buch von Weltaufzeichnungen Paul McCartney eine Rhodium-gepanzerte Scheibe gegeben, um der Erfolgssongschreiber aller Zeiten der Geschichte zu sein und Künstler zu registrieren.

Anderer Gebrauch

Rhodium wird als ein Legierungsagent verwendet, um den Korrosionswiderstand von Platin und Palladium zu härten und zu verbessern. Diese Legierung wird im Brennofen windings, bushings für Glasfaser-Produktion, Thermoelement-Elemente, Elektroden für Flugzeugszündkerzen und Laborschmelztiegel verwendet. Anderer Gebrauch schließt ein:

• Ein elektrisches Kontakt-Material wegen seines niedrigen elektrischen Widerstands, niedrigen und stabilen Kontakt-Widerstands und hohen Korrosionswiderstands.
• Gepanzertes Rhodium, das durch die Galvanik oder Eindampfung gemacht ist, ist äußerst hart und wird für optische Instrumente verwendet.
• Es wird auch als ein Filter in mammography Systemen wegen der charakteristischen Röntgenstrahlen verwendet, die es erzeugt.
• Rhodium-Neutronentdecker werden in Verbrennen-Technikkernreaktoren verwendet, um Neutronfluss-Niveaus - eine Methode zu messen, die verlangt, dass ein Digitalfilter das aktuelle Neutronfluss-Niveau bestimmt, weil es drei erzeugte Signale gibt: Unmittelbar, ein paar Sekunden später, und eine Minute später, wird jeder mit seinem eigenen Signalpegel und allen drei in den Rhodium-Entdecker-Signalen verbunden. Die drei Kernreaktoren von Palo Verde hat jeder 305 Rhodium-Neutronentdecker, 61 Entdecker auf jedem von 5 vertikalen Niveaus, ein genaues 3. "Bild" der Reaktionsfähigkeit zur Verfügung stellend und feiner Einstimmung erlaubend, den Kernbrennstoff am wirtschaftlichsten zu verbrennen.

Vorsichtsmaßnahmen

Ein edles metallenes, reines Rhodium zu sein, ist träge. Jedoch können chemische Komplexe des Rhodiums reaktiv sein. Die tödliche Mitteldosis (LD) für Ratten ist 198 Mg des Rhodium-Chlorids pro Kilogramm des Körpergewichts. Rhodium-Zusammensetzungen können menschliche Haut stark beschmutzen. Wie die anderen edlen Metalle, von denen alle zu träge sind, um als chemische Zusammensetzungen in der Natur vorzukommen, wie man gefunden worden ist, hat Rhodium nicht gespielt, oder verdächtigt, jede biologische Rolle zu spielen. Wenn verwendet, in der elementaren Form aber nicht als Zusammensetzungen ist das Metall harmlos.

Siehe auch

• Waren der 2000er Jahre steigen

Links

• WebElements.com - Rhodium
• Aktueller Rhodium-Preis
• Rhodium technisch und Sicherheitsdaten
• Los Alamos National Laboratory - Rhodium