Sejarah Rodio, Properti, Struktur, Penggunaan, Risiko

Dia Rhodium Ini adalah logam transisi yang dimiliki kelompok paladio dan yang simbol kimianya adalah RH. Itu mulia, lembam dalam kondisi normal, sementara itu jarang dan mahal, karena itu adalah logam kedua yang kurang berlimpah di kerak bumi. Juga tidak ada mineral yang mewakili metode memperoleh yang menguntungkan untuk logam ini.

Meskipun penampilannya adalah dari logam putih perak khas, sebagian besar senyawanya memiliki kesamaan warna kemerahan, selain tampilan solusi mereka. Itulah sebabnya logam ini diberi nama 'rhodon', yang dalam bahasa Yunani berarti pink.

Mutiara Rodio Metalik. Sumber: Gambar Hi-Res Elemen ofchemical [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Namun, paduannya perak, sementara mahal, karena dicampur dengan platinum, paladium dan iridium. Karakter mulia yang tinggi menjadikannya logam yang hampir kekebalan terhadap oksidasi, serta benar -benar tahan terhadap serangan asam dan basa yang kuat; Oleh karena itu, lapisan mereka membantu melindungi benda logam, seperti perhiasan.

Selain penggunaan hiasnya, rhodium juga dapat melindungi alat yang digunakan pada suhu tinggi dan pada perangkat listrik.

Dikenal lebih populer untuk membantu memecah gas beracun dari mobil (tidak_X) Dalam konverter katalitik. Ini juga mengkatalisasi produksi senyawa organik, seperti mentol dan asam asetat.

Menariknya itu hanya ada di alam sebagai isotop ¹⁰³RH, dan senyawanya mudah untuk mengurangi logam karena karakternya yang mulia. Dari semua angka oksidasi +3 (RH³⁺) adalah yang paling stabil dan berlimpah, diikuti oleh +1 dan, di hadapan fluoride, +6 (RH⁶⁺).

Dalam keadaan logam Anda, tidak berbahaya bagi kesehatan kami, kecuali jika Anda menghirup partikel Anda yang tersebar di udara. Namun, senyawa atau garam berwarna -warni dianggap karsinogenik, selain ditetapkan kuat pada kulit.

[TOC]

Sejarah

Penemuan Rodio disertai dengan Paladium, kedua logam ditemukan oleh ilmuwan yang sama: ahli kimia Inggris William H. Wollaston, yang pada tahun 1803 sedang memeriksa mineral platinum, yang diduga dari Peru.

Saya tahu berkat hippolyte-victor collet-descots, ahli kimia Prancis, yang dalam mineral platinum adalah garam kemerahan yang warnanya mungkin karena elemen logam yang tidak diketahui. Dengan demikian, Wollaston mencerna mineral platinumnya dalam air kerajaan, dan kemudian menetralkan keasaman campuran yang dihasilkan dengan NaOH.

Dari campuran ini Wollaston, melalui reaksi curah hujan, untuk memisahkan senyawa logam; Platinum terpisah sebagai (NH₄)₂[Ptcl₆], setelah menambahkan NH₄Cl, dan logam lainnya mengurangi mereka dengan seng logam. Untuk logam spons ini mencoba membubarkannya dengan HNO₃, Meninggalkan dua logam dan dua elemen kimia baru: Paladio dan Rodio.

Namun, ketika dia menambahkan air kerajaan, dia memperhatikan bahwa logam hampir tidak tersentum, sementara membentuk endapan merah dengan NaCl: na₃[Rhcl₆] · Nh₂SALAH SATU. Dari sini namanya datang: warna merah senyawanya, ditunjuk dengan kata Yunani 'rhodon'.

Garam ini menguranginya dengan seng logam, sekali lagi, sehingga mendapatkan spons dikelilingi. Dan sejak itu teknik mendapatkan peningkatan, serta permintaan dan aplikasi teknologi, akhirnya potongan -potongan rhodium yang brilian muncul.

Properti

Penampilan fisik

Logam putih perak, tanpa praktis ada lapisan oksida pada suhu kamar. Namun, itu bukan logam yang terlalu lunak, yang berarti bahwa saat memukulnya akan retak.

Dapat melayani Anda: karbon amorf: apa itu, jenis, sifat, penggunaan

Masa molar

102.905 g/mol

Titik lebur

1964 ºC. Nilai ini lebih tinggi dari pada kobalt (1495 ºC), yang mencerminkan peningkatan tautan logam terkuat dengan turun melalui grup.

Titik lebur

3695 ºC. Itu adalah salah satu logam dengan titik leleh tertinggi.

Kepadatan

-12,41 g/ml pada suhu kamar

-10.7 g/ml pada titik leleh, yaitu, tepat saat meleleh atau meleleh

Panas fusi

26,59 kJ/mol

Panas penguapan

493 kJ/mol

Kapasitas panas molar

24.98 J/(mol · k)

Elektronegativitas

2.28 pada skala Pauling

Energi ionisasi

-Pertama: 719.7 kJ/mol (RH⁺ gas)

-Kedua: 1740 kJ/mol (RH²⁺ gas)

-Ketiga: 2997 kJ/mol (RH³⁺ gas)

Konduktivitas termal

150 w/(m · k)

Resistivitas listrik

43.3 nΩ · m hingga 0 ºC

Kekerasan Mohs

6

Urutan magnetik

Paramagnetik

Reaksi kimia

Rhodium, meskipun itu adalah logam mulia, tidak berarti itu adalah elemen inert. Ini nyaris tidak teroksidasi dalam kondisi normal; Tetapi ketika dipanaskan di atas 600 ° C, permukaannya mulai bereaksi dengan oksigen:

RH (S) +O₂(g) → RH₂SALAH SATU₃(S)

Dan hasilnya adalah logam kehilangan kecerahan perak khasnya.

Ini juga dapat bereaksi dengan gas fluor:

RH (S) +F₂(g) → rhf₆(S)

RHF₆ hitam. Jika ini dipanaskan, itu dapat diubah menjadi RHF₅, melepaskan fluoride ke lingkungan. Ketika reaksi lancar berkembang dalam kondisi kering, pembentukan RHF disukai₃ (solid merah) di atas rhf itu₆. Halogenuros lainnya: rhcl₃, Rhbr₃ dan rhi₃ Mereka dibentuk dengan cara yang sama.

Mungkin yang paling mengejutkan dari perjalanan logam adalah ketahanannya yang ekstrem terhadap serangan zat korosif: asam dan basa yang kuat. Air Regia, campuran terkonsentrasi dari asam hidroklorik dan nitrat, HCL-Hno₃, Anda dapat melarutkannya dengan kesulitan, yang menyebabkan solusi warna merah muda.

Garam cair, seperti khso₄, Mereka lebih efektif untuk melarutkannya, karena mengarah pada pembentukan kompleks rhodium operasi.

Struktur dan konfigurasi elektronik

Atom rhodium mengkristal dalam struktur kubik yang berpusat di wajah, FCC. Atom RH tetap bersatu berkat tautan logam mereka, kekuatan yang bertanggung jawab ke skala makro sifat fisik logam yang dapat disentuh. Dalam tautan ini, elektron valensi mengintervensi, yang diberikan sesuai dengan konfigurasi elektronik:

[Kr] 4d⁸ 5S¹

Oleh karena itu merupakan anomali atau pengecualian, karena diharapkan memiliki dua elektron dalam orbital 5S -nya, dan tujuh dalam orbital 4d (mematuhi diagram Moeller).

Total sembilan elektron valencia yang, bersama dengan radio atom, menentukan kaca FCC; Struktur yang tampaknya sangat stabil, karena sedikit informasi adalah bentuk alotropik lain yang mungkin di bawah tekanan atau suhu yang berbeda.

Atom RH ini, atau lebih tepatnya butiran kristalnya, dapat berinteraksi sedemikian rupa sehingga mereka membuat nanopartikel dengan morfologi yang berbeda.

Ketika nanopartikel RH ini tumbuh di atas templat (agregat polimer, misalnya), mereka memperoleh bentuk dan dimensi permukaannya; Dengan demikian, bola mesopori rhodio telah dirancang untuk menggantikan logam dalam aplikasi katalitik tertentu (yang mempercepat reaksi kimia tanpa dikonsumsi dalam prosesnya).

Angka oksidasi

Ketika ada sembilan elektron Valencia, adalah normal untuk mengasumsikan bahwa rhodium dapat "kehilangan semuanya" dalam interaksi mereka dalam suatu senyawa; yaitu, dengan asumsi keberadaan kation rh⁹⁺, dengan status oksidasi 9+ O (IX).

Dapat melayani Anda: solusi yang dihargai

Angka oksidasi positif yang ditemukan untuk rhodium dalam senyawanya bervariasi dari +1 (RH⁺) hingga +6 (RH⁶⁺). Dari semuanya, +1 dan +3 adalah yang paling umum, bersama dengan +2 dan 0 (rodio logam, rh⁰).

Misalnya, di RH₂SALAH SATU₃ Jumlah oksidasi rhodium adalah +3, karena jika ia mengasumsikan keberadaan RH³⁺ dan karakter ionik 100%, jumlah muatan akan sama dengan nol (RH₂³⁺SALAH SATU₃^2-).

Contoh lain diwakili oleh RHF₆, di mana sekarang angka oksidasi adalah +6. Sekali lagi, hanya beban total senyawa yang akan tetap netral jika keberadaan RH diasumsikan⁶⁺ (RH⁶⁺F₆^-).

Semakin elektronegatif atom yang berinteraksi dengan rhodium, semakin besar kecenderungannya untuk menunjukkan angka oksidasi yang lebih positif; Begitulah kasus RHF₆.

Dalam kasus RH⁰, sesuai dengan atom -atom kristal FCC yang dikoordinasikan dengan molekul netral; Misalnya, CO, RH₄(BERSAMA)₁₂.

Bagaimana Rhodium diperoleh?

Ketidaknyamanan

Tidak seperti logam lainnya, tidak ada mineral yang cukup. Itulah mengapa ini merupakan produk sekunder dari produksi industri logam lain; Khususnya para bangsawan atau rekan -rekan mereka (unsur -unsur kelompok platinum), dan nikel.

Sebagian besar mineral yang digunakan sebagai bahan baku berasal dari Afrika Selatan, Kanada dan Rusia.

Proses yang diperolehnya rumit karena, meskipun lembam, rhodium berada di perusahaan logam mulia lainnya, selain memiliki kotoran yang sulit untuk dihilangkan. Oleh karena itu, beberapa reaksi kimia harus dilakukan untuk memisahkannya dari matriks mineralogi awal.

Proses

Reaktivitas kimianya yang kecil membuatnya tidak dapat diubah saat logam pertama diekstraksi; Sampai hanya para bangsawan yang tersisa (emas di antara mereka). Kemudian, logam mulia ini diperlakukan dan dicairkan di hadapan garam, seperti Nahso₄, untuk memilikinya dalam campuran cair sulfat; Dalam hal ini, RH₂(SW₄)₃.

Untuk campuran sulfat ini, yang dengan reaksi kimia yang berbeda, masing -masing logam diendapkan terpisah_X.

RH (oh)_X adalah redisuelve menambahkan hcl dan dengan demikian bentuk h₃Rhcl₆, yang masih larut dan menunjukkan warna merah muda. Lalu h₃Rhcl₆ Bereaksi dengan NH₄CL dan Nano₂ Untuk mengendapkan sebagai (NH₄)₃[RH (Tidak₂)₆].

Sekali lagi, padatan baru adalah ulang di lebih banyak HCl dan medium memanas sampai spons rhodium logam mengendap saat pembakaran kotoran.

Aplikasi

Pelapis

Bass ganda kecil dan perak yang dilapisi dengan rhodium. Sumber: Mauro Caleb (https: // www.Flickr.com/foto/mauroestscritor/8463024136)

Karakter mulia digunakan untuk menutupi potongan logam dengan lapisan yang sama. Dengan cara ini, benda -benda perak didasarkan pada rhodium untuk melindunginya dari pengoksidasi dan mengaburkan (membentuk lapisan hitam Au dan Ag₂S), selain menjadi lebih reflektif (cerah).

Lapisan seperti itu digunakan dalam pakaian perhiasan, reflektor, instrumen optik, kontak listrik dan filter x -ray dalam diagnosis kanker payudara.

Paduan

Tidak hanya itu logam mulia tetapi juga sulit. Kekerasan ini dapat berkontribusi pada paduan yang dibuatnya, terutama ketika mereka berurusan dengan paladium, platinum, dan iridium; di antaranya, orang-orang rh-pt adalah yang paling terkenal. Demikian juga, Rodio meningkatkan resistensi paduan ini pada suhu tinggi.

Dapat melayani Anda: tembaga nitrat (ii)

Misalnya, paduan rodio-platino digunakan sebagai bahan untuk memproduksi pembuluh yang dapat membentuk kaca cair; Dalam pembuatan termokun, mampu mengukur suhu tinggi (lebih dari 1000 ° C); Cruches, spruces to clean serat, gulungan oven induksi, mesin turbin pesawat, busi, dll.

Katalis

Konverter katalitik mobil. Sumber: Ballista [CC BY-SA 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/]]

Rhodium dapat mengkatalisasi reaksi baik sebagai logam murni atau terkoordinasi dengan ligan organik (organ). Jenis katalis tergantung pada reaksi spesifik yang dimaksudkan untuk mempercepat, selain faktor -faktor lain.

Misalnya, dalam bentuk logamnya dapat mengkatalisasi pengurangan nitrogen oksida, tidak_X, Ke gas lingkungan oksigen dan nitrogen:

2 tidak_X → x o₂ + N₂

Reaksi ini terus terjadi setiap hari: dalam konverter katalitik kendaraan dan sepeda motor. Berkat pengurangan ini, gas tidak_X Mereka tidak mencemari kota ke tingkat yang lebih buruk. Untuk tujuan ini, nanopartikel rhodium mesopori telah digunakan, yang selanjutnya meningkatkan dekomposisi gas tidak_X.

Senyawa [rhcl (pph₃)₃], dikenal sebagai Wilkinson Catalyst, digunakan untuk hidrogenar (tambahkan h₂) dan hydroformilar (tambahkan co dan h₂) Alkena, untuk membentuk genap dan aldehida, masing -masing.

Katalis Rhodium dirangkum untuk hidrogenar, karbonilary (tambahkan CO) dan hidroformilar. Hasilnya adalah bahwa banyak produk bergantung padanya, seperti halnya Mentol, senyawa kimia penting dalam karet mengunyah; Selain asam nitrat, sikloheksana, asam asetat, organsilicios, antara lain.

Risiko

Rhodium untuk menjadi logam mulia, bahkan jika itu menyelinap ke dalam tubuh kita, atom RH -nya tidak bisa (sejauh yang Anda tahu) untuk dimetabolisme. Karena itu, mereka tidak mewakili risiko kesehatan apa pun; Kecuali mereka terlalu banyak atom RH yang tersebar di udara, yang bisa berakhir di paru -paru dan tulang.

Faktanya, dalam proses pelapisan rhodium pada perhiasan atau perhiasan perak, perhiasan terpapar "awan" atom ini; alasan mengapa mereka menderita ketidaknyamanan dalam sistem pernapasan mereka. Mengenai risiko padatannya yang terbagi halus, ini bahkan tidak mudah terbakar; kecuali saat terbakar di hadapan₂.

Senyawa rhodium diklasifikasikan sebagai toksik dan karsinogen, yang warnanya sangat pewarna kulit. Di sini perbedaan jelas lainnya diamati dalam bagaimana sifat -sifat kation logam bervariasi dibandingkan dengan logam yang sesuai.

Dan akhirnya, dalam masalah ekologis, rendahnya kelimpahan rhodium dan kurangnya asimilasi oleh tanaman menjadikannya elemen yang tidak berbahaya jika terjadi tumpahan atau limbah; Selama rhodium logam.

Referensi

1. Lars Öhrström. (12 November 2008). Rhodium. Kimia dalam elemennya. Dipulihkan dari: ChemistryWorld.com
2. Wikipedia. (2019). Rhodium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Rhodium. Database pubchem. CID = 23948. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
4. S. Bal. (1958). Struktur rhodium. Laboratorium Penelitian Johnson Matthey. Platinum Metal Rev., (2), 21, 61-63
5. Jiang, b. et al. (2017). Nanopartikel rhodium logam mesopori. Nat. Komunikasi. 8, 15581 doi: 10.1038/ncomms15581
6. Chelation. (27 Juni 2018). Paparan Rhodium. Dipulihkan dari: ChelationCommunity.com
7. Bell Terence. (25 Juni 2019). Rhodium, logam kelompok platinum langka, dan aplikasinya. Pulih dari: keseimbangan.com
8. Stanley e. Livingstone. (1973). Kimia Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium dan Platinum. S.DAN. Livingstone. Pergamon Press.
9. Institut Teknologi Tokyo. (21 Juni 2017). Katalis berbasis rhodium untuk membuat organosilikon menggunakan lebih sedikit harga logam. Pulih dari: Phys.org
10. Pilgaard Michael. (10 Mei 2017). Rhodium: Reaksi Kimia. Pulih dari: pilgaardelegs.com
11. Kata. Doug Stewart. (2019). Fakta Elemen Rhodium. Pulih dari: chemicool.com