O que é ródio e onde é usado?

O ródio é um metal precioso raro e muito conhecido pelos amantes de joias. O revestimento banhado a ródio evita arranhões e abrasões em peças preciosas, contribuindo para a preservação da aparência original por muito tempo.

O ródio é um elemento químico N45 da tabela periódica, que pertence aos metais nobres do grupo da platina. O elemento foi descoberto pelo inglês William Hyde Wollaston em 1803 enquanto trabalhava com uma solução de platina. Nele, o químico descobriu uma substância pulverulenta rosa brilhante chamada ródio, que significa "rosa" em grego.

O ródio é um dos metais mais raros e caros o que se deve à complexidade de sua separação da platina em escala industrial. Na natureza, está presente em minerais que incluem vários platinóides em sua composição ao mesmo tempo. Os especialistas observam que, para obter 1 kg desse metal, são necessárias várias toneladas de platina nativa. Wollaston isolou o ródio da seguinte maneira: após a síntese do sal sódico de hidrogênio do ródio, ele calcinou um pó rosa-avermelhado sobre uma chama de hidrogênio por um longo tempo, e como resultado recebeu apenas algumas gotas de metal puro.

Mais tarde, por meio dos esforços do professor Lebedinsky, um novo método de separação do ródio foi descoberto. - exposição à solução de sais de platinóide pelo frio. Como resultado do resfriamento, formou-se na solução um precipitado, representado pelos compostos de ródio e irídio. Esse método se espalhou pela indústria química e ainda é usado hoje. Hoje, pela técnica de Lebedinsky, cerca de 30 toneladas de metal puro são lançadas anualmente.

Quanto à aparência do ródio, os tons vermelho-rosa são característicos apenas por seus compostos, enquanto o metal em si se parece com a prata, embora seja inferior a ele em brilho. Então, a quantidade de luz refletida por este metal é de 80%, enquanto para a prata esse valor é de 95%... Apesar disso, o ródio é frequentemente usado na fabricação de espelhos técnicos em vez da prata. Isso se deve à refratariedade do platinoide e sua capacidade de trabalhar com uma densidade aumentada de radiação eletromagnética, incluindo a faixa do infravermelho. Em outras palavras, o banho de ródio pode durar muitos anos, enquanto o banho de prata em condições semelhantes não dura nem um dia.

A caracterização do metal ficaria incompleta sem mencionar seu custo. O preço do ródio puro varia constantemente e depende do volume de produção anual. Assim, em agosto de 2016, uma onça troy de ródio (31,1034768 g) custava cerca de US $ 700, mas nos anos subsequentes o preço subiu acentuadamente. No início de 2020, uma barra de ródio de 30 gramas custava US $ 9.000. O alto custo é explicado pelo fato de o metal não possuir mineral próprio e estar contido em minérios nativos de platina, níquel e cobre, além de areias auríferas como companheiro.

O ródio é um metal prateado nobre duro que ultrapassa seu "progenitor" platina em resistência química em muitos ambientes corrosivos. A fórmula eletrônica de seu átomo é a seguinte: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. O metal se dissolve bem durante a ebulição em água régia (uma mistura de HCl e HNO3), em um concentrado de H2SO4 (quando aquecido) e em peróxido de hidrogênio. O ponto de fusão é 1964 ° C, o ponto de ebulição é 3697 ° C, a densidade do metal a 20 ° C é 12,41 g / cm3. O ródio pertence ao grupo dos metais terrosos raros, no estado sólido apresenta uma cor prateada com tonalidade fria.

O ródio é quimicamente estável, como resultado do qual reage muito mal com não metais - somente ao atingir a temperatura de aquecimento vermelho. A oxidação retardada do metal só é possível no estado triturado e somente a 1000 ° C.

Uma qualidade importante do metal é sua capacidade de mudar sua cor, o que é especialmente valioso em joias. Assim, quando calcinado a uma temperatura de 800 ° C, o ródio fica coberto por uma película de óxido, que desaparece quando a temperatura sobe para 1000 ° C. Aprecia-se especialmente o ródio negro, indispensável na fabricação de joias das mais requintadas configurações. Outra propriedade de um metal é sua capacidade de agir como um catalisador para a maioria das reações químicas. Assim, com a ajuda do pó de ródio triturado, o álcool comum do vinho pode ser transformado em ácido acético.

A produção mundial anual de ródio é de 30 toneladas, pequenos volumes de produção devido ao baixo teor do elemento no interior da Terra e à ausência de seus próprios minerais. Os principais depósitos do metal estão localizados na África do Sul, que fornece 75-80% do ródio para o mercado em geral. Depósitos menos ricos são encontrados no Canadá, Colômbia e Rússia - em países com uma concentração média de platina nativa no interior da Terra.

Além do refino, a separação de seu isótopo estável do plutônio, urânio e tório, amplamente utilizados na energia nuclear, é considerada um método promissor para a extração de metais.A obtenção de ródio dessa forma pode resolver o problema de alta demanda e volumes insuficientes de metal extraído nos depósitos. Levando em consideração a indústria nuclear desenvolvida e o alto teor de ródio no combustível nuclear (até 400 g / t), o problema da deficiência de ródio pode ser resolvido, e a energia nuclear se tornará a principal fornecedora desse metal para os mercados mundiais.

O campo de aplicação do ródio é bastante amplo. O metal é procurado em muitas áreas da indústria química e de processamento, onde é usado como catalisador, matéria-prima estrutural e material de joalheria.

Nessa função, o metal é utilizado em reações químicas, sendo a mais comum a produção de ácido acético a partir do álcool metílico. Ele também é usado para criar filtros neutralizantes projetados para trabalhar com gases de escapamento de automóveis. E as ligas de ródio-platina são consideradas os catalisadores mais eficazes na produção de HNO3 pela oxidação da amônia com ar, e nenhuma alternativa ao ródio foi encontrada nessa produção.

O ródio é indispensável na fabricação de vidros para dispositivos de cristal líquido, de cuja produção é obtida sua liga com a platina. Nesse sentido, o consumo de metal está crescendo continuamente em proporção ao crescimento da produção de aparelhos modernos. O ródio é usado ativamente na fabricação de espelhos técnicos, projetores e outras superfícies reflexivas que serão usadas em condições extremas e em instalações de laser.

É impossível não mencionar os cadinhos de platina-ródio usados ​​para cultivar pedras preciosas e cristais com propriedades eletro-ópticas em condições de laboratório.... Em combinação com irídio ou platina, o metal é freqüentemente usado para a fabricação de termopares necessários para medir temperaturas extremas (acima de 2200 ° C). Deve-se destacar o papel do metal no processo de fabricação de tubos de ensaio de laboratório e frascos utilizados para experimentos químicos. Devido ao fato de que o ródio não interage com praticamente nenhuma substância, qualquer formulação pode ser colocada em tais pratos.

O ródio é amplamente utilizado na fabricação de joias, desempenhando duas funções ao mesmo tempo - proteção e decoração. Por exemplo, a prata revestida com uma fina camada de ródio adquire um brilho profundo, não escurece nem oxida ao ar, e o ouro banhado a ródio devido à alta dureza do metal (6 unidades da escola de Mohs) torna-se mais durável e resistente ao desgaste. Além disso, o metal é necessário para a obtenção do ouro branco, muito popular entre os amantes de joias, e seus óxidos estão envolvidos na criação do ouro negro - tendência da vanguarda na moda dos metais preciosos.

Frio, mas ao mesmo tempo profundo e hipnotizante, o brilho do ródio combina bem com zircônia cúbica, zircônia, diamantes e inserções de metais preciosos. Além disso, o metal é frequentemente usado como ligadura na fabricação de joias de platina e paládio. Os produtos banhados a ródio não requerem limpeza regular e mantêm o brilho original por muito tempo.

Além de sua função decorativa, o banho de ródio reduz significativamente a alergenicidade do ouro branco, que, em contato constante com a pele, causa vermelhidão e coceira. Uma camada desse metal evita as consequências desagradáveis ​​do uso de joias, o que é especialmente valioso para pessoas que sofrem de doenças de pele. Porém, junto com um grande número de vantagens, o banho de ródio ainda tem suas desvantagens: o banho de ródio requer renovação periódica e sua presença aumenta significativamente o preço das joias.

Além das áreas de aplicação discutidas, o ródio é usado na fabricação de moedas. Assim, em 2009, foram emitidas na Casa da Moeda as primeiras moedas puramente ródio, que não foram utilizadas como meio de pagamento, mas sim como investimento. Porém, um pouco mais tarde (em 2014), o Banco Nacional do Ruanda emitiu a primeira moeda de ródio com o valor de 10 francos ruandeses, que passou a ser utilizada como meio de pagamento.

Nos tempos soviéticos, acreditava-se que muitos componentes do rádio eram feitos de ródio puro. Porém, isso estava longe de ser o caso, e o metal era usado apenas para cobrir os contatos dos conectores. Para o fabrico das próprias peças, não era adequado, uma vez que era bastante frágil e excessivamente quebradiço. Mas, como revestimento, era insubstituível, devido à sua boa resistência à corrosão e alta refletividade dos raios eletromagnéticos. Contatos banhados a ródio (relés reed) do tipo RES-55 (A) nas séries RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 e RS 4569605.

O vídeo a seguir mostrará o que é o banho de ouro de ródio.