โรเดียมคืออะไรและใช้ที่ไหน?

โรเดียมเป็นโลหะมีค่าที่หายากและเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่คนรักเครื่องประดับ การเคลือบด้วยโรเดียมช่วยป้องกันรอยขีดข่วนและรอยถลอกบนสิ่งของล้ำค่า ช่วยรักษารูปลักษณ์ดั้งเดิมไว้เป็นเวลานาน

โรเดียมเป็นองค์ประกอบทางเคมี N45 จากตารางธาตุซึ่งเป็นของโลหะมีตระกูลของกลุ่มแพลตตินั่ม องค์ประกอบนี้ถูกค้นพบโดย William Hyde Wollaston ชาวอังกฤษในปี 1803 ขณะทำงานกับสารละลายแพลตตินัม ในนั้น นักเคมีได้ค้นพบสารแป้งสีชมพูสดใสที่เรียกว่าโรเดียม ซึ่งแปลว่า "กุหลาบ" ในภาษากรีก

โรเดียมเป็นโลหะที่หายากและมีราคาแพงที่สุดชนิดหนึ่ง ซึ่งเกิดจากความซับซ้อนของการแยกตัวออกจากแพลตตินัมในระดับอุตสาหกรรม ในธรรมชาติมีอยู่ในแร่ธาตุที่รวม platinoids หลายตัวในองค์ประกอบในคราวเดียว ผู้เชี่ยวชาญสังเกตว่าเพื่อให้ได้โลหะนี้ 1 กก. ต้องใช้แพลตตินัมพื้นเมืองหลายตัน Wollaston แยกโรเดียมด้วยวิธีต่อไปนี้: หลังจากการสังเคราะห์เกลือโซเดียมไฮโดรเจนของโรเดียม เขาเผาผงสีชมพูแดงบนเปลวไฟไฮโดรเจนเป็นเวลานาน อันเป็นผลมาจากการที่เขาได้รับโลหะบริสุทธิ์เพียงไม่กี่หยด

ต่อมาด้วยความพยายามของศาสตราจารย์ Lebedinsky ได้ค้นพบวิธีการใหม่ในการแยกโรเดียม - สัมผัสกับสารละลายของเกลือแพลตตินอยด์ด้วยความเย็น จากการทำความเย็นทำให้เกิดการตกตะกอนในสารละลายซึ่งแสดงด้วยสารประกอบของโรเดียมและอิริเดียม วิธีนี้แพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีและยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน วันนี้โดยใช้เทคนิค Lebedinsky โลหะบริสุทธิ์ประมาณ 30 ตันถูกปล่อยออกมาทุกปี

สำหรับลักษณะของโรเดียมนั้น เฉดสีแดงชมพูมีลักษณะเฉพาะสำหรับสารประกอบของมันเท่านั้น ในขณะที่โลหะเองก็ดูคล้ายกับสีเงิน แม้ว่าจะมีความสว่างน้อยกว่าก็ตาม ดังนั้น, ปริมาณแสงที่สะท้อนจากโลหะนี้คือ 80% ในขณะที่สีเงินตัวเลขนี้คือ 95%... อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ โรเดียมมักใช้ในการผลิตกระจกทางเทคนิคแทนเงิน ทั้งนี้เนื่องมาจากการหักเหของแสงของแพลทินัมและความสามารถในการทำงานที่ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึงช่วงอินฟราเรด กล่าวอีกนัยหนึ่งการชุบโรเดียมสามารถอยู่ได้นานหลายปี ในขณะที่การชุบเงินภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกันจะไม่คงอยู่แม้แต่วันเดียว

ลักษณะของโลหะจะไม่สมบูรณ์โดยไม่ต้องกล่าวถึงราคา ราคาของโรเดียมบริสุทธิ์จะแปรผันตลอดเวลาและขึ้นอยู่กับปริมาณการผลิตประจำปี ดังนั้น ณ เดือนสิงหาคม 2559 ทรอยออนซ์โรเดียม (31.1034768 กรัม) มีราคาประมาณ $ 700 แต่ในปีต่อ ๆ มาราคาก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในช่วงต้นปี 2020 แท่งโรเดียมหนึ่งออนซ์มีราคาอยู่ที่ 9,000 ดอลลาร์ ค่าใช้จ่ายสูงเกิดจากการที่โลหะไม่มีแร่ธาตุเป็นของตัวเองและมีอยู่ในแร่ทองคำขาว นิกเกิลและทองแดง เช่นเดียวกับในทรายที่มีทองคำเป็นส่วนประกอบ

โรเดียมเป็นโลหะสีเงินชั้นสูงที่มีความแข็งซึ่งเหนือกว่าแพลตตินั่ม "ต้นกำเนิด" ในด้านความทนทานต่อสารเคมีในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนได้หลายชนิด สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมมีดังนี้: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1 โลหะละลายได้ดีในระหว่างการเดือดใน aqua regia (ส่วนผสมของ HCl และ HNO3) ในความเข้มข้นของ H2SO4 (เมื่อถูกความร้อน) และในไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ จุดหลอมเหลวคือ 1964 ° C จุดเดือด 3697 ° C ความหนาแน่นของโลหะที่ 20 ° C คือ 12.41 g / cm3 โรเดียมอยู่ในกลุ่มของโลหะหายากในสถานะของแข็งจะมีสีเงินและโทนเย็น

โรเดียมมีความคงตัวทางเคมีซึ่งเป็นผลมาจากการทำปฏิกิริยากับอโลหะได้ไม่ดี - เมื่อถึงอุณหภูมิความร้อนสีแดงเท่านั้น การเกิดออกซิเดชันของโลหะล่าช้าเป็นไปได้เฉพาะในสถานะบดและที่ 1,000 ° C เท่านั้น

โลหะที่มีคุณภาพที่สำคัญคือความสามารถในการเปลี่ยนสีซึ่งมีค่ามากในเครื่องประดับ ดังนั้นเมื่อเผาที่อุณหภูมิ 800 ° C โรเดียมจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ซึ่งจะหายไปเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 1,000 ° C โรเดียมสีดำได้รับการชื่นชมเป็นพิเศษซึ่งเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตเครื่องประดับที่มีรูปแบบประณีตที่สุด คุณสมบัติอีกประการของโลหะคือความสามารถในการทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของผงโรเดียมที่บดแล้วแอลกอฮอล์ไวน์ธรรมดาสามารถเปลี่ยนเป็นกรดอะซิติกได้

การผลิตโรเดียมทั่วโลกประจำปีคือ 30 ตัน ปริมาณการผลิตขนาดเล็กดังกล่าวเกิดจากองค์ประกอบภายในของโลกต่ำและไม่มีแร่ธาตุในตัวเอง แหล่งแร่หลักของโลหะตั้งอยู่ในแอฟริกาใต้ ซึ่งจำหน่ายโรเดียม 75-80% สู่ตลาดทั่วไป พบเงินฝากที่อุดมสมบูรณ์น้อยกว่าในแคนาดา โคลัมเบีย และรัสเซีย - ในประเทศที่มีความเข้มข้นเฉลี่ยของแพลตตินั่มพื้นเมืองในการตกแต่งภายในของโลก

นอกเหนือจากการกลั่นแล้ว การแยกไอโซโทปที่เสถียรออกจากพลูโทเนียม ยูเรเนียม และทอเรียม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในพลังงานนิวเคลียร์ถือเป็นวิธีการสกัดโลหะที่น่าสนใจการรับโรเดียมด้วยวิธีนี้สามารถแก้ปัญหาความต้องการสูงและปริมาณโลหะที่ขุดได้ไม่เพียงพอที่แหล่งสะสม โดยคำนึงถึงอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ที่พัฒนาแล้วและปริมาณโรเดียมสูงในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (มากถึง 400 g / t) ปัญหาการขาดโรเดียมสามารถแก้ไขได้และพลังงานนิวเคลียร์จะกลายเป็นซัพพลายเออร์หลักของโลหะนี้สู่ตลาดโลก

ขอบเขตการใช้โรเดียมค่อนข้างกว้าง โลหะเป็นที่ต้องการในหลายพื้นที่ของอุตสาหกรรมเคมีและการแปรรูป ซึ่งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา วัตถุดิบโครงสร้าง และวัสดุเครื่องประดับ

ในความสามารถนี้ โลหะถูกใช้ในปฏิกิริยาเคมี ซึ่งพบได้บ่อยที่สุดคือการผลิตกรดอะซิติกจากเมทิลแอลกอฮอล์ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อสร้างตัวกรองการทำให้เป็นกลางซึ่งออกแบบมาเพื่อทำงานกับก๊าซไอเสียจากรถยนต์ และโลหะผสมโรเดียม-แพลตตินั่มถือเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิต HNO3 โดยการออกซิเดชันของแอมโมเนียโดยใช้อากาศ และยังไม่พบทางเลือกอื่นสำหรับโรเดียมในการผลิตนี้

โรเดียมเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตแก้วสำหรับอุปกรณ์คริสตัลเหลวสำหรับการผลิตโลหะผสมกับแพลตตินั่ม ในเรื่องนี้การบริโภคโลหะมีการเติบโตอย่างต่อเนื่องตามสัดส่วนการเติบโตของการผลิตอุปกรณ์ที่ทันสมัย โรเดียมถูกใช้อย่างแข็งขันในการผลิตกระจกทางเทคนิค โปรเจ็กเตอร์ และพื้นผิวสะท้อนแสงอื่นๆ ซึ่งจะใช้ในสภาวะที่รุนแรงและในการติดตั้งด้วยเลเซอร์

เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่พูดถึงถ้วยทดลองทองคำขาว-โรเดียมที่ใช้ในการปลูกอัญมณีและคริสตัลที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าออปติกในห้องปฏิบัติการ... เมื่อใช้ร่วมกับอิริเดียมหรือแพลตตินั่ม โลหะมักใช้สำหรับการผลิตเทอร์โมคัปเปิลที่จำเป็นสำหรับการวัดอุณหภูมิที่สูงมาก (มากกว่า 2200 ° C) ควรสังเกตบทบาทของโลหะในกระบวนการผลิตหลอดทดลองในห้องปฏิบัติการและขวดที่ใช้สำหรับการทดลองทางเคมี เนื่องจากโรเดียมไม่มีปฏิกิริยากับสารใด ๆ ในทางปฏิบัติจึงสามารถเทสูตรใด ๆ ลงในจานดังกล่าวได้

โรเดียมใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำเครื่องประดับ โดยทำหน้าที่สองอย่างพร้อมกัน - ป้องกันและตกแต่ง ตัวอย่างเช่น, เงินที่เคลือบด้วยโรเดียมชั้นบาง ๆ จะได้รับความเงางามลึกไม่มืดลงหรือออกซิไดซ์ในอากาศ และทองชุบโรเดียมเนื่องจากความแข็งสูงของโลหะ (6 หน่วยของโรงเรียน Mohs) มีความทนทานและทนต่อการสึกหรอมากขึ้น นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีโลหะเพื่อให้ได้ทองคำขาว ซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่ผู้ชื่นชอบเครื่องประดับ และออกไซด์ของโลหะนั้นมีส่วนเกี่ยวข้องในการสร้างทองคำดำ ซึ่งเป็นเทรนด์เปรี้ยวจี๊ดในแฟชั่นของโลหะมีค่า

เย็นแต่ในขณะเดียวกันความเงางามที่ลุ่มลึกและชวนให้หลงใหลเข้ากันได้ดีกับคิวบิกเซอร์โคเนีย เซอร์โคเนีย เพชร และเม็ดมีดโลหะล้ำค่า นอกจากนี้ โลหะมักถูกใช้เป็นตัวมัดในการผลิตเครื่องประดับแพลตตินั่มและแพลเลเดียม ผลิตภัณฑ์ชุบโรเดียมไม่ต้องทำความสะอาดเป็นประจำและคงความเงางามดั้งเดิมไว้ได้นาน

นอกจากคุณสมบัติการตกแต่งแล้ว การชุบโรเดียมยังช่วยลดการแพ้ของทองคำขาวได้อย่างมาก ซึ่งเมื่อสัมผัสกับผิวหนังอย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิดรอยแดงและอาการคัน ชั้นของโลหะนี้ป้องกันผลกระทบอันไม่พึงประสงค์จากการสวมใส่เครื่องประดับ ซึ่งมีค่ามากสำหรับผู้ที่เป็นโรคผิวหนังโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม นอกจากข้อดีหลายประการแล้ว การชุบโรเดียมยังมีข้อเสียอยู่: การชุบโรเดียมจำเป็นต้องต่ออายุเป็นระยะ และการมีอยู่ของมันทำให้ราคาของเครื่องประดับเพิ่มขึ้นอย่างมาก

นอกเหนือจากการใช้งานที่กล่าวถึงแล้ว โรเดียมยังใช้ในการผลิตเหรียญอีกด้วย ดังนั้นในปี 2009 โรงกษาปณ์ของสหรัฐฯ จะออกเหรียญโรเดียมล้วนๆ เหรียญแรก ซึ่งไม่ได้ใช้เป็นวิธีการชำระเงิน แต่เป็นการลงทุน อย่างไรก็ตาม ไม่นานหลังจากนั้น (ในปี 2014) ธนาคารแห่งชาติของรวันดาได้ออกเหรียญโรเดียมเหรียญแรกด้วยเงิน 10 ฟรังก์รวันดา ซึ่งเริ่มถูกนำมาใช้เป็นวิธีการชำระเงิน

ในสมัยโซเวียต เชื่อกันว่าส่วนประกอบวิทยุจำนวนมากทำจากโรเดียมบริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อยู่ไกลจากกรณี และโลหะถูกใช้เพื่อปิดหน้าสัมผัสของตัวเชื่อมต่อเท่านั้น สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเอง ไม่เหมาะ เพราะมันค่อนข้างบอบบางและเปราะบางเกินไป แต่สำหรับการเคลือบ มันไม่สามารถถูกแทนที่ได้ เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการสะท้อนแสงสูงของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หน้าสัมผัสเคลือบโรเดียม (รีเลย์กก) ของประเภท RES-55 (A) ในซีรี่ส์ RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 และ RS 4569605

วิดีโอต่อไปนี้จะบอกคุณว่าการชุบทองคำโรเดียมคืออะไร