Как выглядит родий металл

Родий: ценней, чем золото

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.

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».

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.

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 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.

Читайте также:  Докажите опытным путем что железный купорос содержит примесь сульфата железа

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

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.

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.

Источник

Что это такое родий и где применяется?

включайся в дискуссию

Поделись с друзьями

Родий является редким драгоценным металлом и хорошо известен любителям ювелирных украшений. Родиевое напыление предотвращает появление царапин и потёртостей на драгоценных изделиях, способствуя сохранению первоначального облика на протяжении длительного времени.

Что это такое?

Родий – это химический элемент N45 из периодической таблицы Менделеева, относящийся к благородным металлам платиновой группы. Элемент был открыт англичанином Уильямом Гайдом Волластоном в 1803 году при работе с платиновым раствором. В нём химик обнаружил ярко-розовое порошкообразное вещество, получившее название родий, что в переводе с греческого означает «роза».

Родий является одним из самых редких и дорогих металлов, что обусловлено сложностью его выделения из платины в промышленном масштабе. В природе он присутствует в минералах, включающих в свой состав сразу несколько платиноидов. Специалисты отмечают, что для получения 1 кг этого металла требуется несколько тонн самородной платины. Волластон выделял родий так: после синтеза натриеводородистой соли родия он продолжительное время прокаливал над водородным пламенем розово-красный порошок, в результате чего получал всего несколько капель чистого металла.

Позже стараниями профессора Лебединского был открыт новый способ выделения родия – воздействие на раствор солей платиноидов холодом. В результате охлаждения в растворе выпадал осадок, представленный соединениями родия и иридия. Этот способ получил широкое распространение в химической промышленности и используется до сих пор. На сегодняшний день при помощи методики Лебединского ежегодно высвобождают порядка 30 т чистого металла.

Процедура, направленная на отделение платины и получение максимально чистого родия, получила название аффинаж.

Что касается внешнего вида родия, то красно-розовые оттенки характерны лишь для его соединений, при этом сам металл выглядит похожим на серебро, хотя и уступает ему в яркости блеска. Так, количество света, отражаемого этим металлом, составляет 80%, при том что у серебра данный показатель равен 95%. Несмотря на это, при изготовлении технических зеркал вместо серебра часто используют именно родий. Это обусловлено тугоплавкостью платиноида и его способностью работать при повышенной плотности электромагнитного излучения, включая инфракрасный диапазон. Иными словами, родиевое покрытие может служить много лет, в то время как серебряное напыление при аналогичных условиях не продержится и суток.

Читайте также:  Если гортензии не хватает железа что делать

Характеристика металла была бы неполной без упоминания о его стоимости. Цена чистого родия постоянно варьируется и зависит от ежегодного объёма добычи. Так, на август 2016 г. тройская унция родия (31,1034768 г) стоила порядка 700 долларов, однако в последующие годы цена резко возросла. В начале 2020 года стоимость родиевого слитка весом в одну унцию составила 9000$. Дороговизна объясняется тем, что металл не имеет своего минерала и содержится в самородной платине, руде никеля и меди, а также в золотоносных песках в роли компаньона.

Однако самое большое содержание родия отмечается в разновидности осмистого иридия – родиевом невьянските, который включает около 11,3% чистого драгметалла.

Состав и свойства

Родий представляет собой твёрдый благородный серебристый металл, превосходящий своего «прародителя» платину по химической устойчивости во многих коррозионных средах. Электронная формула его атома выглядит следующим образом: Rh – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. Металл хорошо растворяется в процессе кипячения в царской водке (смесь HCl и HNO3), в концентрате H2SO4 (при нагреве) и в перекиси водорода. Температура плавления составляет 1964°C, кипения – 3697°C, плотность металла при 20°C равна 12,41 г /см3. Родий принадлежит к группе редкоземельных металлов, в твёрдом состоянии имеет серебристый цвет с холодным оттенком.

Родий химически устойчив, в результате чего с неметаллами реагирует очень плохо – исключительно по достижении температуры красного каления. Замедленное окисление металла возможно только в измельчённом состоянии и только при 1000°C.

Благодаря высокой пластичности, которая появляется при нагреве до 850-900 градусов, происходит превращение металла в тонкую проволоку, из которой после нескольких отжигов и прокатки получают тончайшую фольгу.

Важным качеством металла считается его способность изменять свой оттенок, что особенно ценно в ювелирном деле. Так, при прокаливании при температуре 800°C родий покрывается оксидной плёнкой, исчезающей при увеличении температуры до 1000°C. Особенно ценится черный родий, который незаменим при изготовлении ювелирных украшений самых изысканных конфигураций. Ещё одним свойством металла является его способность выступать катализатором большинства химических реакций. Так, при помощи измельчённого родиевого порошка обычный винный спирт можно превратить в уксусную кислоту.

Месторождения и добыча

Ежегодный мировой объём добычи родия составляет 30 т. Столь малые объёмы добычи обусловлены низким содержанием элемента в земных недрах и отсутствием собственных минералов. Главные месторождения металла располагаются в Южно-Африканской Республике, которая поставляет на общий рынок 75-80% родия. Менее богатые месторождения находятся в Канаде, Колумбии и России – в странах со средней концентрацией самородной платины в земных недрах.

Помимо аффинажа, перспективным способом добычи металла считается выделение его стабильного изотопа из плутония, урана и тория, широко используемых в атомной энергетике. Получение родия таким способом способно решить проблему высокого спроса и недостаточных объёмов металла, добываемого на месторождениях. Принимая во внимание развитую атомную промышленность и высокое содержание родия в ядерном топливе (до 400 г/т), проблема дефицита родия может быть решена, а атомная энергетика станет главным поставщиком этого металла на мировые рынки.

Где используется?

Область применения родия достаточно широка. Металл востребован во многих сферах химической промышленности и обработки, где применяется в роли катализатора, конструкционного сырья и ювелирного материала.

Катализатор

В этом качестве металл используют в химических реакциях, самой распространённой из которых является получение уксусной кислоты из метилового спирта. Его также применяют при создании фильтров-нейтрализаторов, предназначенных для работы с отработанными автомобильными газами. А родиево-платиновые сплавы считаются самыми эффективными катализаторами при производстве HNO3 методом окисления аммиака посредством воздуха и в данном производстве альтернативы родию пока не найдено.

На сегодняшний день до 81% существующих катализаторов имеют родиевую основу.

Конструкционный материал

Родий незаменим при изготовлении стекла жидкокристаллических устройств, для производства которого берут его сплав с платиной. В этой связи потребление металла неуклонно растёт пропорционально росту производства современных гаджетов. Родий активно применяют при изготовлении технических зеркал, прожекторов и других отражающих поверхностей, которые будут эксплуатироваться в экстремальных условиях и лазерных установках.

Читайте также:  Как почистить золото порошком мистик от гринвей

Нельзя не упомянуть и платино-родиевые тигли, используемые для выращивания драгоценных камней и кристаллов с электрооптическими свойствами в условиях лабораторий. В сочетании с иридием либо платиной металл нередко используют для изготовления термопар, необходимых для замеров запредельных температур (свыше 2200°C). Нельзя не отметить роль металла в процессе изготовления лабораторных пробирок и колб, используемых для химических опытов. Благодаря тому, что родий не взаимодействует практически ни с какими веществами, в такую посуду можно наливать какие угодно составы.

Ювелирное дело

Родий широко используется при изготовлении ювелирных изделий, выполняя сразу две функции – защитную и декоративную. Например, серебро, покрытое тонким родиевым слоем, приобретает глубокий блеск, не темнеет и не окисляется на воздухе, а родированное золото благодаря высокой твёрдости металла (6 ед. по шк. Мооса) становится более прочным и износоустойчивым. Кроме того, металл нужен для получения белого золота, пользующегося большой популярностью среди любителей ювелирных украшений, а его оксиды участвуют в создании черного золота – авангардного направления в моде драгметаллов.

Холодный, но вместе с тем глубокий и завораживающий родийный блеск прекрасно сочетается с фианитами, циркониями, бриллиантами и вставками из драгметаллов. Кроме того, металл нередко используют как лигатуру при изготовлении платиновых и палладиевых украшений. Покрытые родиевым напылением изделия не нуждаются в регулярных чистках и долгое время сохраняют первоначальный блеск.

Помимо декоративной функции, родирование значительно снижает аллергенность белого золота, которое при постоянном контакте с кожей вызывает покраснение и зуд. Слой этого металла предотвращает неприятные последствия ношения украшений, что особенно ценно для людей, страдающих кожными заболеваниями. Однако наряду с большим количеством преимуществ, минусы у родирования всё же есть: родиевое напыление требует периодического обновления, а само его присутствие значительно увеличивает цену ювелирного изделия.

Помимо рассмотренных областей применения, родий используют при изготовлении монет. Так, в 2009 году на Монетном дворе США были выпущены первые чисто родиевые монеты, которые не использовались в качестве платёжных средств, а служили объектом инвестиций. Однако немногим позже (в 2014 году) Национальным банком Руанды была выпущена первая родиевая монета номиналом 10 руандийских франков, которая стала использоваться в роли платёжного средства.

Ещё одной сферой применения этого благородного металла является атомная промышленность. Родиевые детекторы успешно используются в качестве измерителей нейтронных потоков в ядерных реакторах.

В каких радиодеталях содержится?

В советское время бытовало мнение, что многие радиодетали были изготовлены из чистого родия. Однако это было далеко не так, и металл использовался лишь для покрытия контактов коннекторов. Для изготовления самих деталей он не годился, так как был достаточно хрупким и чрезмерно ломким. Зато в качестве покрытия он был незаменим, что обусловлено его хорошей устойчивостью к коррозии и высоким коэффициентом отражения электромагнитных лучей. Родиевое покрытие имели контакты (герконовые реле) типа РЭС-55 (А) в сериях РС 4569601, РС 4569602, РС 4569603, РС 4569604 и РС 4569605.

О том, что такое родирование золота, расскажет следующее видео.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл и камни