Родијум — разлика између измена
Ред 134: | Ред 134: | ||
== Добијање == |
== Добијање == |
||
[[Датотека:Rhodium foil and wire.jpg|лево|thumb|250п|Фолија и жица од родијума]] |
[[Датотека:Rhodium foil and wire.jpg|лево|thumb|250п|Фолија и жица од родијума]] |
||
Добијање металног родијума је као и добијање других платинских метала веома захтевно. То се односи првенствено на сличност с њима и слабу реактивност те групе елемената, због чега се они изузетно тешко одвајају један од других. Полазна сировина за добијање родијума је |
Добијање металног родијума је као и добијање других платинских метала веома захтевно. То се односи првенствено на сличност с њима и слабу реактивност те групе елемената, због чега се они изузетно тешко одвајају један од других. Полазна сировина за добијање родијума је анодни муљ који се таложи као споредни производи при [[електролиза|електролизи]] у производњи бакра и [[никл]]а. Најпре се муљ раствара у царској води. Прво се раствара злато, [[платина]] и [[паладијум]], док [[рутенијум]], [[осмијум]], родијум и иридијум као и сребро у виду [[сребро хлорид]]а преостаје нерастворено. Сребро хлорид се загрејавањем са [[олово карбонат]]ом и нитратном киселином преводи у растворљиви [[сребро нитрат]] и тако уклања. |
||
Да би се родијум одвојио од других елемената, нерастворљиви остатак се топи заједно са [[натријум бисулфат]]ом. Настаје [[родијум сулфат]] (-{Rh<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>}-) који је растворљив у води, који се може исталожити с водом. Растворени родијум се најпре таложи са [[натријум хидроксид]]ом у виду родијум-хидроксида -{Rh(OH)<sub>3</sub>}-. Следеће фазе процеса производње су растварање у хлороводичној киселини чиме настаје -{H<sub>3</sub><nowiki>[</nowiki>RhCl<sub>6</sub><nowiki>]</nowiki>}- те таложење са [[натријум нитрит]]ом и [[амонијум хлорид]]ом у облику -{(NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub><nowiki>[</nowiki>Rh(NO<sub>2</sub>)<sub>6</sub><nowiki>]</nowiki>}-. Да би се дошло до елементарног родијума, то једињење се [[мацерат|мацерира]] хлороводоничном киселином чиме настаје растворљиви комплекс -{(NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub><nowiki>[</nowiki>RhCl<sub>6</sub><nowiki>]</nowiki>}-. Након што се испаравањем уклони вода, помоћу водоника се може редуковати до прашкастог родијума. |
|||
:<math>\mathrm{2\ {(NH_4)}_{3}{[RhCl_6] + 3 \ H_2} \longrightarrow} </math> |
: <math>\mathrm{2\ {(NH_4)}_{3}{[RhCl_6] + 3 \ H_2} \longrightarrow} </math> |
||
::<math>\mathrm{ 2\ Rh + 6\ NH_4^+ + 6\ Cl^-+ 6\ HCl}</math> |
:: <math>\mathrm{ 2\ Rh + 6\ NH_4^+ + 6\ Cl^-+ 6\ HCl}</math> |
||
:<small> |
: <small>Реакција амонијум-хексахлорородата са водомиком даје родијум</small> |
||
Изотопи родијума настају као споредни производи при цепању језгра [[уранијум]]а <sup>235</sup>-{U}- те се могу екстраховати из потрошених горивих елемената. Због [[радиоактивност]]и до данас не постоји нити једна комерцијална употреба тако добијеног родијума.<ref name="ullmann"/> |
|||
Izotopi родијумa nastaju kao sporedni proizvodi pri cijepanju jezgra [[uranijum]]a <sup>235</sup>U te se mogu ekstrahirati iz potrošenih gorivih elemenata. Zbog [[radioaktivnost]]i do danas ne postoji niti jedna komercijalna upotreba tako dobijenog родијумa.<ref name="ullmann"/> |
|||
Родијум се производи у врло ограниченом обиму, тако да је светска производња у 2005. износила само 23,5 тоне. Од укупне производње око 83,2% се односи на [[Јужноафричка Република|Јужноафричку Републику]]. Други највећи произвођач је била [[Русија]] (11,9%) након које следе [[Канада]] и [[Зимбабве]]. |
|||
Родијум se proizvodi u vrlo ograničenom obimu, tako da je svjetska proizvodnja u 2005. iznosila samo 23,5 tone. Od ukupne proizvodnje oko 83,2% se odnosi na [[Južnoafrička Republika|Južnoafričku Republiku]]. Drugi najveći proizvođač je bila [[Rusija]] (11,9%) nakon koje slijede [[Kanada]] i [[Zimbabve]]. |
|||
== Референце == |
== Референце == |
Верзија на датум 16. јануар 2021. у 05:49
Општа својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Име, симбол | родијум, Rh | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Изглед | сребрнасто бео металичан | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
У периодноме систему | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомски број (Z) | 45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Група, периода | група 9, периода 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Блок | [[d-блок]] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рел. ат. маса (Ar) | 102,90550(2)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ел. конфигурација | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
по љускама | 2, 8, 18, 16, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Физичка својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тачка топљења | 2237 K (1964 °C, 3567 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тачка кључања | 3968 K (3695 °C, 6683 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Густина при с.т. | 12,41 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
течно ст., на т.т. | 10,7 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлота фузије | 26,59 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлота испаравања | 493 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мол. топл. капацитет | 24,98 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Напон паре
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомска својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електронегативност | 2,28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Енергије јонизације | 1: 719,7 kJ/mol 2: 1740 kJ/mol 3: 2997 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомски радијус | 134 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ковалентни радијус | 142±7 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Остало | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кристална структура | постраничноцентр. кубична (FCC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Брзина звука танак штап | 4700 m/s (на 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топл. ширење | 8,2 µm/(m·K) (на 25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топл. водљивост | 150 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електроотпорност | 43,3 nΩ·m (на 0 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнетни распоред | парамагнетичан[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнетна сусцептибилност (χmol) | +111,0·10−6 cm3/mol (298 K)[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Јангов модул | 380 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул смицања | 150 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул стишљивости | 275 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Поасонов коефицијент | 0,26 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мосова тврдоћа | 6,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викерсова тврдоћа | 1100–8000 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Бринелова тврдоћа | 980–1350 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS број | 7440-16-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Историја | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Откриће и прва изолација | Вилијам Хајд Воластон (1804) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Главни изотопи | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Родијум (Rh, грч. rhodium) метал је VIIIB групе са атомским бројем 45. Има 34 изотопа чије се атомске масе налазе измађу 94—112. Постојан је само изотоп 103 који представља 100% природног састава изотопа родијума.[4] Родијум је добио име по грчкој речи rhodon што значи ружа. Откривен је 1803. године од стране В.Х. Воластона у Лондону. У земљиној кори је заступљен у веома малој количини од 10−4 ppm (енгл. parts per million). Добија се из неких руда бакра и никла у којима се налази око 0,1% родијума.[5]
У чистом облику је сјајан, сребрносив метал. Не реагује са водом, ваздухом и киселинама, али реагује са јаким базама. У чистом облику се не користи због његове веома високе цене. Цена родијума је око 6100 америчких долара за 1 фину унцу.[6]
Историја
Један корисник управо ради на овом чланку. Молимо остале кориснике да му допусте да заврши са радом. Ако имате коментаре и питања у вези са чланком, користите страницу за разговор.
Хвала на стрпљењу. Када радови буду завршени, овај шаблон ће бити уклоњен. Напомене
|
Родијум је открио Вилијам Хајд Воластон 1803. u uzorku rude sirove platine iz Južne Amerike. U istoj rudi, Wollaston i Smithson Tennant otkrili su još tri druga platinska metala: paladijum, osmijum i iridijum. Prvo su rudu otopili u "carskoj vodi" (Aqua regia). Razdvojio se rastvorljivi dio i crni nerastvorljvi ostatak, u kojem je Tennant pronašao osmij i iridij. Wollaston je uspio iz rastvora carske vode istaložiti родијум te neke druge sastojke sa cinkom u prahu.
Nakon odvajanja bakra i olova razblaženom азотном kiselinom te ponovnim rastvaranjem u carskoj vodi i dodavanju natrijум hlorida nastao je Na3[RhCl6] · n H2O, da bi nakon isparavanja tekućine preostala ružičasto-crvena so. Iz nje je Wollaston ekstrakcijom sa etanolom i redukcijom sa cinkom uspio dobiti elementarni родијум. Izabrao je ime po starogrčkoj riječi ῥόδεος rhodeos ("ružičasto-crven"), pošto mnogi spojevi родијумa pokazuju upravo tu boju.[7]
Od 1820. među prvim načinima upotrebe novih metala bila je izrada vrhova naliv-pera, za šta se upotrebljavala legura родијумa i kalaja. Međutim, ona je kasnije zamijenjena tvrđim legurama osmija i iridija.[7]
Особине
Физичке
Родијум је сребрено-светли, тешко топиви, тврди племенити метал. Родијум је доста тврђи од злата или платине, али и поред тога се лако извлачи у жице и може се ковати. По многим особинама може се упоредити са другим платинским елементима. Тако на пример тачка топљења родијума износи 1966 °C што је између оне код платине (1772 °C) и рутенијума (2334 °C). Густина елемента од 12,41 g/cm3 такође се може поредити са „суседним” елементима из периодног система рутенијумом и паладијумом. Родијум има највишу проводљивост топлоте и електричне струје од свих платинских метала. На температури испод 0,9 K родијум постаје суперпроводник.[8]
Родијум се кристализује попут кобалта и иридијума у кугластом кубичном кристалном систему (тип бакра) са просторном групом Fm3m (бр. 225) и са параметром решетке a = 380,4 pm као и четири формулске јединице по елементарној ћелији.[9]
Хемијске
Као типични племенити метал, родијум је веома хемијски инертан. Након иридијума је најмање реактивни платински метал. Он реагује са кисеоником и хлором тек при температури од 600 до 700 °C градећи родијум(III) оксид одсносно родијум(III) хлорид. Такође са најреактивнијим халогеном флуором реагује тек при високој температури дајући родијум(VI) флуорид. Минералне киселине не нападају овај метал. Једини изузетак чини фино иситњени родијум, који се врло споро раствара у царској води и концентрованој сумпорној киселини.
Метал реагује са неким истопљеним солима те се на тај начин може одвојити из смесе. Соли, са којима је то могуће, су натријум хидрогенсулфат, калијум дисулфат, цијанид и натријум карбонат. Кисеоник се раствара у течном родијуму. При његовом хлађењу и очвршћивању, кисеоник се из њега поновно ослобађа.
Изотопи
Позната су укупно 33 изотопа као и 20 нуклеарних изомера родијума.[10] Природни родијум се у потпуности састоји из једног изотопа 103Rh те стога спада међу 22 позната једноизотопна елемента. Вештачки изотопи са најдужим временом полураспада су 101Rh који се распада на 101Ru за 3,3 године (t1/2) путем електронског захвата. Незнатним делом његов распад иде преко метастабилног језгра изомерним прелазом у 102Rh.[10] Краткоживуће језгро изотопа 105Rh са временом полураспада од 35,88 сати нашло је примену у медицини као трејсер.
Распрострањеност
Родијум је, заједно са рутенијумом и иридијумом, а после ренијума, један од најређих нерадиоактивних метала у континенталном делу Земљине коре. Његов удео на Земљи износи приближно 1 ppb (један грам на 1.000 тона).[11] У природи, родијум се може јављати и у самородном облику, па је због тога признат и као минерал. Међу најважније типске локалитете родијума убрају се округ Стилвотер у Монтани те залив Гудњуз на Аљасци. На тим локалитетима, родијум прати, између осталих, друге платинске метале и злато.[12]
Поред елементарног родијума, познати су и неки његови минерали као што су бовијет, генкинит или мијасит. Међутим, и они су као и елементарни родијум веома ретки те за његово добијање не играју важнију улогу. Најважнија налазишта елемента налазе се у сулфидним никл-бакарним рудама, којих највише има у Јужноафричкој Републици, Канади (Садбери) и Сибиру. У депозитима злата у Мексику такође се јавља родијум у значајнијим количинама. При преради ових руда, родијум се таложи заједно са другим платинским металима те се на крају обраде мора издвојити из њих.
Добијање
Добијање металног родијума је као и добијање других платинских метала веома захтевно. То се односи првенствено на сличност с њима и слабу реактивност те групе елемената, због чега се они изузетно тешко одвајају један од других. Полазна сировина за добијање родијума је анодни муљ који се таложи као споредни производи при електролизи у производњи бакра и никла. Најпре се муљ раствара у царској води. Прво се раствара злато, платина и паладијум, док рутенијум, осмијум, родијум и иридијум као и сребро у виду сребро хлорида преостаје нерастворено. Сребро хлорид се загрејавањем са олово карбонатом и нитратном киселином преводи у растворљиви сребро нитрат и тако уклања.
Да би се родијум одвојио од других елемената, нерастворљиви остатак се топи заједно са натријум бисулфатом. Настаје родијум сулфат (Rh2(SO4)3) који је растворљив у води, који се може исталожити с водом. Растворени родијум се најпре таложи са натријум хидроксидом у виду родијум-хидроксида Rh(OH)3. Следеће фазе процеса производње су растварање у хлороводичној киселини чиме настаје H3[RhCl6] те таложење са натријум нитритом и амонијум хлоридом у облику (NH4)3[Rh(NO2)6]. Да би се дошло до елементарног родијума, то једињење се мацерира хлороводоничном киселином чиме настаје растворљиви комплекс (NH4)3[RhCl6]. Након што се испаравањем уклони вода, помоћу водоника се може редуковати до прашкастог родијума.
-
- Реакција амонијум-хексахлорородата са водомиком даје родијум
Изотопи родијума настају као споредни производи при цепању језгра уранијума 235U те се могу екстраховати из потрошених горивих елемената. Због радиоактивности до данас не постоји нити једна комерцијална употреба тако добијеног родијума.[8]
Родијум се производи у врло ограниченом обиму, тако да је светска производња у 2005. износила само 23,5 тоне. Од укупне производње око 83,2% се односи на Јужноафричку Републику. Други највећи произвођач је била Русија (11,9%) након које следе Канада и Зимбабве.
Референце
- ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ Lide, D. R., ур. (2005). „Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga.
- ^ „Price History Charts”. Архивирано из оригинала 15. 09. 2010. г. Приступљено 20. 06. 2010.
- ^ а б W. P. Griffith (2003). „Bicentenary of Four Platinum Group Metals, Part I Rhodium und Palladium”. Platinum Metals Review. 47 (4): 175—183.
- ^ а б Hermann Renner; et al. (2001). „Platinum Group Metals and Compounds”. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a21_075.
- ^ K. Schubert: Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente. u: Acta Crystallographica, 1974, B30, str. 193–204.
- ^ а б G. Audi; O. Bersillon; J. Blachot; A. H. Wapstra (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties” (pdf). Nuclear Physics. A 729: 3—128.
- ^ David R. Lide (2003). „Properties of the Elements and Inorganic Compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (84 изд.). Boca Raton, Florida: CRC Press.
- ^ Anthony; et al. (1990). „Rhodium”. Handbook of Mineralogy (pdf) (1 изд.). стр. 101.
Спољашње везе
- Rhodium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Rhodium Technical and Safety Data
- CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards