Ювелирное применение благородного родия в изделиях. Родий в ювелирных украшениях

Родий (лат. Rhodium ; обозначается символом Rh) - элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 45. Это самый яркий и твердый металл из всей платиновой группы.

Атомный номер - 45

Атомная масса - 102,91

Плотность, кг/м³ - 12400

Температура плавления, °С - 1966

Теплоемкость, кДж/(кг·°С) - 0,247

Электроотрицательность - 2,2

Ковалентный радиус, Å - 1,25

1-й ионизац. потенциал, эв - 7,46

История открытия родия

Элемент №45 открыт в Англии в 1803 г. замечательным ученым своего времени Уильямом Гайдом Волластоном. Изучая самородную южноамериканскую платину, Волластон обратил внимание на ярко окрашенный в розовато-красный цвет фильтрат, полученный им из раствора самородной платины в царской водке. Такую окраску раствор приобретал после осаждения платины и палладия.

Из этого раствора Волластон выделил темно-красный порошок, прокалил его в атмосфере водорода и получил тяжелый белый металл. По окраске раствора и нарекли новый элемент: ροδοεις – значит «розовый».

В 1819...1824 гг. на Урале были открыты богатейшие россыпи самородной или, как ее еще называют, «сырой» платины. Анализ этой платины, произведенный обер-бергмейстером Архиповым и обер-бергпробирером Яковлевым, указал на присутствие в ней родия. Уже в 1828 г. на Урале добыли неслыханное по тем временам количество самородной платины – более полутора тонн. Для переработки ее перевозили в Петербург, где из нее извлекали относительно чистую платину.

Родий же и другие драгоценные металлы платиновой группы в то время шли в отходы.

В начале 40-х годов, заинтересовавшись уральской платиной, профессор Казанского университета К.К. Клаус обнаружил в отходах «не малое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия», а вслед за тем открыл новый платиновый металл рутений.

Как свидетельствуют документы, к 1843 г. на Монетном дворе в Петербурге скопилось около полутора тонн отходов платинового производства. Но использовать их не умели и потому продали за границу практически за бесценок. А после прекращения переработки сырой платины в России (это случилось в 1867 г.) всю добываемую на Урале самородную платину даже без пошлины стали вывозить за границу.

Цена металла определялась лишь содержанием платины, а металлы, еще более редкие и ценные – родий, иридий и осмий, – при этом не учитывались и фактически вывозились бесплатно.

Вплоть до Октябрьской революции Россия, где добывали почти всю платину мира (90...95% мировой добычи), не очищала самородный металл и вынуждена была за огромные суммы приобретать в Европе родий и другие платиноиды, извлеченные из русской уральской платины. В старой России не было специалистов-аффинеров, свойства родия и его «собратьев» были плохо изучены, а заграничные фирмы держали в секрете способы извлечения и очистки металлов платиновой группы.

После Октябрьской революции Советское правительство сразу же приняло решительные меры для создания отечественной промышленности благородных металлов, «нашего исконного естественного богатства», как писал о них профессор Л.А. Чугаев.

Прежде всего необходимо было разработать научные основы производства платиновых металлов, а значит, хорошо изучить их физико-химические свойства. Вот почему уже в мае 1918 г. был создан и начал работать Институт по изучению платины и других благородных металлов, вошедший в 1934 г. в Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова АН СССР.

В первые же годы в институте были выполнены важные исследования по химии, аффинажу и анализу родия. А в 1925 г. из уральской платины был получен первый отечественный родий.

Заслуга в этом принадлежит прежде всего выдающемуся ученому-химику Л.А. Чугаеву и его ученикам, впоследствии известным ученым И.И. Черняеву, В.В. Лебединскому, Н.К. Пшеницыну.

Содержание родия в природе

Родий содержится в платиновых рудах, в некоторых золотых песках Южной Америки. До 43 % родия содержится в мексиканском золоте.

Получение родия

Извлечение родия и очистка его от неблагородных и благородных примесей связана с исключительно сложными, длительными и трудоемкими операциями. Это неизбежно: родий относится к числу наиболее редких элементов. К тому же он рассеян, собственных минералов не имеет. Находят его вместе с самородной платиной и осмистым иридием.

Технология выделения родия зависит прежде всего от вида и состава перерабатываемого сырья. Расскажем для примера, как извлекают родий из самородной платины.

С приисков сырая платина поступает на аффинажный завод, где отделяют благородные металлы от неблагородных примесей и разделяют сами драгоценные металлы. Делается это так.

Сырую, платину загружают в фарфоровые котлы и обрабатывают царской водкой. Процесс идет при нагревании в течение суток. Родий, а вместе с ним почти вся платина, палладий, неблагородные металлы (железо, медь и другие), частично рутений и иридий переходят в раствор, а в осадке остаются осмистый иридий, кварц, хромистый железняк и другие минеральные примеси.

Сначала на раствор действуют хлористым аммонием, чтобы осадить и отделить платину. Оставшийся раствор упаривают: образуется осадок, который состоит из нескольких солей. В нем до 6% родия; присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина (всю ее с помощью NH 4 Cl отделить не удается) и неблагородные металлы. Этот осадок растворяют в воде и еще раз тем же способом отделяют платину. А раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, по мере накопления направляют на очистку и разделение.

Родий извлекают разными способами. Например, по способу, предложенному советским ученым В.В. Лебединским в 1932 г., вначале нитритом натрия NaNO 2 осаждают и отделяют от раствора осадок гидроокисей неблагородных металлов; родий при этом остается в растворе в форме Na 3 . После этого с помощью NH 4 Cl из раствора на холоду выделяют родий; он уходит в виде малорастворимого комплекса (NH 4) 2 Na. Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий; другие же платиновые металлы – рутений, палладий и остатки платины – остаются в растворе. Итак, родий в осадке, и нас теперь интересует уже только этот осадок. Что с ним происходит дальше?

Осадок растворяют в разбавленном едком натре и из этого раствора действием аммиака и NH 4 Cl снова осаждают родий – теперь уже в форме другого комплексного соединения . Осадок отделяют и тщательно промывают раствором хлористого аммония.

На этом очистка родия еще не закончена. Осадок снова загружают в котел с соляной кислотой и нагревают несколько часов. Происходит реакция:

2 + 6HCl → 2 +3NO 2 + 3NO + 3H 2 O

с образованием нового комплексного соединения родия ярко-желтого цвета. Это триаминтрихлорид родия. Его тщательно промывают водой и только после этого приступают к выделению металлического родия.

Соль загружают в печь и прокаливают несколько часов при 800...900°C. Комплексное соединение разлагается и образуется порошкообразный продукт смеси родия с его окислами. После охлаждения порошок еще раз тщательно промывают разбавленной царской водкой для удаления оставшегося незначительного количества неблагородных примесей, а затем снова загружают в печь и восстанавливают до металла, прокаливая в атмосфере водорода.

Вот каким долгим и сложным путем получается чистый родий.

Физические свойства родия

Родий - металл, серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал.

Родий - металл исключительно стойкий к действию многих веществ. Он не растворяется не только в обычных кислотах, но и в царской водке. Температура плавления родия - около двух тысяч градусов (1966°С). В жидком состоянии родий растворяет до семи процентов углерода, а при охлаждении выделяет растворенный углерод в виде графита.

Родий достаточно пластичен, и из него можно изготовить фольгу методом прокатки (хотя для этого потребуется несколько промежуточных отжигов для рекристаллизации). Этот металл отличается несколько своеобразным поведением при нагревании на воздухе. Он устойчив до температуры 800 градусов, а затем на поверхности родия появляется пленка оксида Rh2O3, который, при дальнейшем повышении температуры до 1000 градусов, снова разлагается до металла.

Химические свойства родия

Все спутники платины известны как хорошие катализаторы, особенно в состоянии большого измельчания, как говорят химики, в виде "черни".

Большинство металлов в компактном состоянии обладает специфическим, так называемым металлическим блеском и "белым", "светлым" цветом. Исключение составляют медь, золото и немногие другие цветные металлы, у которых сохраняется свой характерный для них цвет и при измельчении. Однако тонкие порошки других металлов имеют серый цвет, а тончайший порошок - черный или почти черный. Отсюда и химическое, а затем и техническое название - "чернь".

Родиевая "чернь" растворима в кислотах, в то время как родий в слитке, как уже указывалось, нерастворим даже в царской водке. Каталитическая активность родиевой "черни" настолько велика, что винный спирт быстро переходит в ее присутствии в уксусную кислоту. К тону же родиевый катализатор стоек против ядов, отравляющих катализаторы.

Родий - благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину.

Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении, а также электрохимически, анодно - в смеси перекиси водорода и серной кислоты.

Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелко измельчённый родий медленно окисляется только при температуре выше 600 °C:

4Rh + 3O 2 = 2Rh 2 O 3 .

При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия и бромоводорода. При спекании реагирует с расплавами гидросульфата калия KHSO 4 , пероксида натрия Na 2 O 2 и пероксида бария BaO 2:

2Rh + 6KHSO 4 = 2K 3 Rh(SO 4) 3 + 3H 2 ,

2Rh + 3BaO 2 = Rh 2 O 3 + 3BaO.

В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы 3- , родий взаимодействует с хлором, например:

2Rh + 6NaCl + Cl 2 = 2Na 3 .

При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH) 3:

Na 3 + 3NaOH = Rh(OH) 3 ↓ + 6NaCl.

Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh (III):

Rh 2 O 3 + 12HCl = 2H 3 RhCl 6 + 3H 2 O,

Rh(OH) 3 + 6HCl = H 3 RhCl 6 + 3H 2 O.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF 6 , который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или оксид азота (II) NO:

2RhF 6 + 3Cl 2 = 2RhF 3 + 6ClF.

В низших степенях окисления +1 и +2 родий образует комплексные соединения.

Применение родия

Если бы родий был более доступным металлом, его можно было бы применять для получения чистейшего графита, столь необходимого во многих отраслях современной техники. Родий обеззараживает воду

Биологическая роль родия и его физиологическое воздействие

Родий не играет биологической роли.

Соединения родия довольно редко встречаются в повседневной жизни и их воздействие на человеческий организм до конца не изучено. Несмотря на это, они являются высоко токсичными и канцерогенными веществами. LD 50 хлорида родия для крыс - 12,6 мг/кг. Соли родия способны сильно окрашивать человеческую кожу.

Те, кто не имеет отношения к драгоценным металлам и видит их только в ювелирных изделиях, порой недооценивают родий. Опровергнуть это мнение может один занимательный факт.

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.

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.

Элемент 45 порядка относится к редкоземельному типу металлов, а цена за 1 грамм родия в рублях пару лет назад составляла в 10 раз больше стоимости золота! И потребность в нем очень высокая.

Одна из главных классификаций химических элементов проводится по принадлежности их к классу металлов. Они составляют большую часть всех существующих элементов, но 8 из них, с особыми свойствами, относятся к драгоценным металлам. Еще пять из этих металлов известны, благодаря использованию сплавов на их основе в ювелирном деле. К ним относятся следующие представители:

платина;
золото;
серебро;
палладий;

Если первые четыре названия вызывают непосредственно визуализацию, то последний элемент известен не всем.

Добыча родия и стоимость

В природе он встречается в рассеянном виде. Существует ограниченное количество месторождений золота, платины, где родий находится в небольших количествах 1·10 −7 % от общей массы. Получают его в виде порошка или сульфатов после сложных химических реакций, проводимых с сопутствующими минералами.

Тот фактор, что в мире ежегодно добывается всего лишь 30 тонн этого материала, а потребность в нем очень высокая, определяет его стоимость. Динамика цен за 10 лет (начиная с 2008 года) очень сильно менялась, но стабилизировалась в течение последних 2 лет. Биржевые цены являются показателем общей стоимости, естественно, что стоимость материала для потребителя возрастает почти в 10 раз.

Несмотря на то, что сегодня цена на 1 грамм родия заметно упала в сравнении с прошлым десятилетием, в среднем она составляет 25-28 $ за 1 грамм или 1550-1800 рублей.

В своей истории самая высокая стоимость была зафиксирована в 2008 году, когда стоимость одного грамма составила 322 доллара США, а самая низкая в 2015 году, когда цена снизилась до 24 долларов. В последние 2 года цена изменялась в диапазоне 25-28 долларов и на конец 2017 г. составила 28 у. е. или в рублях - 1624.

Где используют родий

Ювелирное дело

Сказать, что родий красивый — значит, ничего не сказать. Всего лишь одно нанесение на поверхность даже самого неприглядного сплава, способно придать невероятно дорогой внешний вид. В некоторых случаях без родиевого покрытия просто не обойтись. Появление белого золота стало возможным благодаря появлению технология покрытия родием.

Оптика

Поверхности он придает особые характеристики: прочность, светоотражательную способность. Обладая очень прочными межмолекулярными связями, родий защищает поверхность от механических повреждений, таких как царапины, вмятины от ударов. Способность такой поверхности отражать световые лучи используется при изготовлении оптических приборов, зеркал, ЖК экранов. Высокая t плавления (1900 C) незаменима при изготовлении термопар.

Органическая химия

Родий используется в качестве катализатора в органике. В производстве при изготовлении фильтров для автомобилей, нейтрализующих выхлопные газы. Для получения азотной кислоты.

Особенности

Его блеск не входит в сравнение ни с одним из других металлов, но из него не изготавливают никаких изделий. Почему? И дело не только в высокой стоимости (1 грамм металла стоит 28 долларов), в большей степени определяется это техническими свойствами элемента, сложностями его обработки, нахождением в природе.

Родий не имеет собственных минералов, т. е. вы не встретите это металл в таком виде, как руду, золотой песок, слитки или кристаллы. Найти и извлечь его можно только как сопутствующий элемент при добыче платиновых пород, групп осмистого иридия, медно-никелевых руд.
Родий обладает кубической гранецентрированной структурной решеткой, которая определяет высокую плотность (12,41 г/см³- выше, чем у Fe) и прочность металла. Для обеспечения практичности любого металла ему нужна не только прочность, но и пластичность, в случае родонием нужной пластичности или нет. А повышенная прочность для металла сродни с такой характеристикой как хрупкость.

Технология родирования

Как говорилось выше, родий наноситься на поверхность изделий, придавая им декоративно-прочностные свойства. Технология нанесения родия в виде сульфатов называется гальваническое родирование.

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

45
	1 16 18 8 2
РОДИЙ
102,905
4d 8 5s 1

Родий

Несколько лет назад на одном из заводов существовала единственная в своем роде ступка, весившая (вместе с пестиком) около 30 кг.

Внешне ступка как ступка, но стоимость ее сравнима, пожалуй, со стоимостью целой фабрики, и чтобы эту ступку изготовить, нужно было переработать десятки тысяч тонн руды.

Эта удивительная ступка была изготовлена из очень редкого и драгоценного металла родия и служила для измельчения того же самого родия, который на этом заводе получали.

Производство и потребление родия невелики; велики, однако, ценность и значение этого элемента.

Прошлое родия

В 1819...1824 гг. на Урале были открыты богатейшие россыпи самородной или, как ее еще называют, «сырой» платины. Анализ этой платины, произведенный обер-бергмейстером Архиповым и обер-бергпробирером Яковлевым, указал на присутствие в ней родия. Уже в 1828 г. на Урале добыли неслыханное по тем временам количество самородной платины более полутора тонн. Для переработки ее перевозили в Петербург, где из нее извлекали относительно чистую платину.

Родий же и другие драгоценные металлы платиновой группы в то время шли в отходы.

Цена металла определялась лишь содержанием платины, а металлы, еще более редкие и ценные родий, иридий и осмий, при этом не учитывались и фактически вывозились бесплатно.

Розовый осадок и желтая соль

Поскольку наш рассказ о родии, осадок оставим в покое, а проследим за раствором. Сначала на него действуют хлористым аммонием, чтобы осадить и отделить платину. Оставшийся раствор упаривают: образуется осадок, который состоит из нескольких солей. В нем до 6% родия; присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина (всю ее с помощью NH 4 Cl отделить не удается) и неблагородные металлы. Этот осадок растворяют в воде и еще раз тем же способом отделяют платину. А раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, по мере накопления направляют на очистку и разделение.

Родий извлекают разными способами. Например, по способу, предложенному советским ученым В.В. Лебединским в 1932 г., вначале нитритом натрия NaNO 2 осаждают и отделяют от раствора осадок гидроокисей неблагородных металлов; родий при этом остается в растворе в форме Na 3 . После этого с помощью NH 4 Cl из раствора на холоду выделяют родий; он уходит в виде малорастворимого комплекса (NH 4) 2 Na. Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий; другие же платиновые металлы рутений, палладий и остатки платины остаются в растворе. Итак, родий в осадке, и нас теперь интересует уже только этот осадок. Что с ним происходит дальше?

Осадок растворяют в разбавленном едком натре и из этого раствора действием аммиака и NH 4 Cl снова осаждают родий теперь уже в форме другого комплексного соединения . Осадок отделяют и тщательно промывают раствором хлористого аммония.

2 + 6HCl → 2 +3NO 2 + 3NO + 3H 2 O

Вот каким долгим и сложным путем получается чистый родий.

Следует иметь в виду, что в нашем рассказе путь этот еще упрощен и укорочен: опущены второстепенные, не несущие самостоятельной «химической нагрузки» стадии. Но в действительности на всех стадиях родиевого производства нет «мелочей». Температурные режимы, концентрация реагентов, продолжительность операций, материалы аппаратуры все важно. Управление всеми процессами требует больших знаний и громадного опыта.

Сейчас родий вместе с другими платиновыми металлами добывают также из сульфидных медноникелевых руд. Содержание элемента №45 в этих рудах исчисляется миллиграммами на тонну руды. Поэтому собственно аффинажу родия предшествуют сложные технологические операции отделения основных количеств цветных металлов и получения концентрата благородных металлов. А дальше примерно так, как рассказано выше.

Родий глазами химика

По внешнему виду компактный родий красивый серебристый металл с голубоватым оттенком. Плавится он при температуре около 1960°C и обладает незначительной летучестью вплоть до температуры 2500°C. В отличие от золота и платины родий плохо поддается механической обработке. Поэтому прокатать или протянуть его в проволоку можно лишь при 800...900°C.

Элемент №45 легко образует сплавы с платиной, палладием, медью и другими металлами.

Родий относят к благородным металлам не только за эффектную внешность: как и положено металлу-«аристократу», он обладает очень высокой химической стойкостью. На компактный родий не действуют ни кислоты, ни щелочи. Лишь мелко раздробленный родий медленно растворяется в горячей царской водке или концентрированной серной кислоте. Родий весьма устойчив и к действию галогенов: с хлором, бромом и даже фтором он реагирует лишь после продолжительного нагревания. При этом в зависимости от температуры проведения реакций получаются галогениды различного состава. В частности, с хлором образуются хлориды одно-, двух- и трехвалентного родия RhCl, RhCl 2 , RhCl 3 . При высоких температурах родий медленно реагирует с серой, превращаясь в сульфиды RhS, RhS 2 , Rh 2 S 5 .

Одна из важных особенностей родия характер его взаимодействия с кислородом при высокой температуре. При нагревании родия в кислороде образуется окисел Rh 2 O 3 . Но процесс идет очень медленно. Чтобы окислить на воздухе десятые доли грамма мелкодисперсного родия, его нужно много часов непрерывно продержать в печи при температуре порядка 1000°C.

Поскольку родий находится в VIII группе периодической системы, он должен быть типичным металлом-комплексообразователем. И действительно, химия родия это химия его комплексных соединений.

Исходными соединениями для синтеза многих сотен комплексных соединений родия обычно служат его хлорокомплексы. Для их получения металлический родий предварительно спекают с перекисью бария или с перекисью натрия при 700...1000°C, а затем полученные продукты обрабатывают соляной кислотой. При этом элемент №45 переходит в раствор в виде легко гидролизующихся комплексных ионов 3 . Комплексные хлориды родия получаются также при хлорировании смеси металлического родия с поваренной солью при высокой температуре с последующим растворением полученного вещества в соляной кислоте. То же происходит и при электролитическом растворении металла в HCl.

В комплексных соединениях родий обычно трехвалентен, и молекулы их имеют октаэдрическое строение. Атом родия располагается в центре, а связанные с ним химической связью лиганды располагаются по углам октаэдра. Лигандами могут быть различные кислотные остатки и нейтральные молекулы (Сl , Br , NO 2 , CN , NH 3 , H 2 O, пиридин, амины и многие другие органические вещества). Физико-химические свойства этих соединений в значительной мере определяются природой и числом лигандов, их взаимным расположением в пространстве.

Некоторые комплексные соединения, как мы видели, находят применение в процессах извлечения и очистки самого родия.

В чем драгоценность родия?

Высокая устойчивость родия к действию агрессивных сред и повышенных температур позволяет применять его в самых различных отраслях промышленности.

Родий один из самых дорогих металлов, тем не менее спрос на него опережает производство. Естественно, что в такой ситуации родий поступает лишь туда, где его нельзя заменить никакими другими металлами.

Важнейший потребитель родия химическая промышленность. Из сплава платины с родием изготавливают катализаторные сетки, на которых при температуре 800...900°C происходит окисление аммиака в окислы азота главная стадия процесса получения азотной кислоты. Присадка 5...10% родия намного повышает прочность сетки, и потери платины в процессе производства уменьшаются в полтора два раза. Более того, эта присадка увеличивает каталитическую активность. Производство азотной кислоты на платинородиевых сетках сейчас исчисляется десятками миллионов тонн в год и требует ежегодно нескольких сот килограммов родия.

Другой крупный потребитель родия стекольная промышленность. Из сплава родия с платиной (обычно 7% Rh) делают сосуды для плавления стекломассы и получения тончайших стеклянных и кварцевых нитей. И в этом случае родий резко повышает химическую и механическую стойкость платины и вдобавок значительно повышает температуру ее плавления. Здесь родий также практически незаменим.

Сплавы платины с 1...3% родия идут на изготовление лабораторной химической посуды, от которой требуются высокая химическая и термическая стойкость и способность не менять свой вес даже при длительном прокаливании. Такой посудой пользуются при самых ответственных и точных аналитических исследованиях.

Стабильность термоэлектрических свойств и большая тугоплавкость давно сделали родий исключительно важным материалом для термопар в технике измерения высоких температур. Например, термопара из платинородиевой проволоки (1...40% Rh) позволяет измерять температуру до 1800°C.

Поверхность родия обладает высокой отражательной способностью (80%) для видимой части спектра. Отражательная способность родия меньше, чем у серебра (95%), но зато его стойкость к действию корродирующих газов и высоких температур намного больше. Родированные поверхности не тускнеют даже в атмосфере вольтовой дуги. Поэтому родием покрывают рефлекторы прожекторов и технические зеркала прецизионных измерительных инструментов самого различного назначения. Особый блеск и красоту родиевые покрытия придают ювелирным изделиям. Однако большая техническая ценность родия, трудность его получения и скудость его запасов в природе ограничивают использование этого металла для изготовления предметов роскоши.

Заканчивая рассказ о родии, хотим подчеркнуть, что свойства этого элемента очень редкого и очень ценного изучены далеко не полностью. Познание этих свойств продолжается и, надо думать, дальнейшие исследования родия дадут науке много интересного, а промышленности полезного.

Возможности и потребности

Месторождения родия в нашей стране находятся на Урале и в Заполярье, а за рубежом наиболее крупные в Южно-Африканской республике. Канаде и Колумбии. За последние 20 лет потребность в родии выросла в 10...13 раз и продолжает расти ежегодно примерно на 20%.

Запасы и цены

Мировые запасы родия (без СССР) оцениваются всего лишь в несколько тонн, а ежегодная добыча исчисляется сотнями килограммов. Стоит родий в несколько раз дороже золота. На мировом рынке грамм родия стоит около 9 долларов.

Взрывчатый родий

Компактный родий исключительно устойчив к любым химическим воздействиям. Однако если взять сплав родия с цинком или кадмием и растворить его в соляной кислоте, а затем отфильтровать, то получится осадок мелкодисперсного родия, способный взрываться на воздухе.

Вплоть до 20-х годов прошлого века такой драгоценный металл как родий Россия закупала за рубежом. Родий – металл, который сегодня получают путём переработки платины. Эксперты утверждают, что для получения 1 килограмма родия необходимо переработать несколько тонн платины. Проблема добычи родия в России основывалась на том, что в этой стране, где сконцентрированы немалые запасы платины и, соответственно, родия, совершенно не умели извлекать родий из тех ценных добавок, которые содержатся в самородной платине. Сегодня технологии добычи родия известны и в России. Этот драгоценный металл ценится. Каковы же его основные свойства, сферы применения, стоимость и другие аспекты – все эти вопросы мы постараемся раскрыть в статье.

Простое вещество родий представляет собой твёрдый переходный металл, имеющий серебристо-белый цвет. Родий относится к благородным металлам платиновой группы.

Это важно! Среди всех уникальных свойств родия отдельно стоит отметить то, что по стойкости он в большинстве коррозионных сред в значительно степени превосходит платину.

Родий — химический элемент, драгоценный металл с уникальными свойствами

В целом, основными химическими свойствами родия являются:

возможность растворения металла при кипячении в царской водке, которая представляет собой смесь двух кислот: азотной и соляной;
возможность растворения в перекиси водорода и серной кислоте;
этот металл обладает высокой химической устойчивостью;
родий взаимодействует с неметаллами только при температуре красного каления;
процесс окисления родия происходит при температуре выше 600 градусов по Цельсию.

Родий – уникальный драгоценный металл, сфера применения которого – разнообразна.

Родий часто применяют в катализаторах, в частности, в каталитических фильтрах, которые являются нейтрализаторами выхлопных газов автомобилей.

Сплав родия с его «собратом» платиной является очень эффективным катализатором при производстве азотной кислоты путём окисления аммиака воздухом. Именно в этой сфере родию как металлу-катализатору нет аналогов.

Родий также является конструкционным материалом , который используют при производстве стёкол, зеркал. Здесь также родий «выступает» в паре платиной.

Драгоценный металл родий в сплавах с иридием и (или) платиной используют при производстве термопаров, которые применяются для эффективного измерения высоких температур до 2200 градусов по Цельсию.

В ювелирном деле активно используются гальванические электролиты родирования, при помощи которых опытные ювелиры добиваются исключительной износостойкости и коррозионноустойчивости покрытий своих изделий.

Удивительный слегка холодный блеск драгоценного металла родия в сочетании с различными вставками из драгоценных металлов, в частности, с фианитами и бриллиантами, приобретает исключительный вид.

Также родий в ювелирной отрасли используют в качестве лигатуры при производстве изделий из платины и (или) палладия. Родиевое покрытие ювелирных украшений позволяет добиться исключительной твёрдости изделия, что помогает защитить его от царапин и придать изделию яркий блеск.

Стоимость

Мировые цены на родий находятся в постоянной динамике. Так, например, в 1998 году стоимость 1 тройской унции родия не достигала и 1400 долларов США. Пик роста котировок родия пришёлся на конец 2008-начало 2009 года, после чего цены резко упали до отметки в 1400 долларов США, в пределах которой и происходила их последующая динамика.

Это важно! В 2009 году стоимость 1 тройской унции родия почти достигла отметки в 7000 долларов США.

Если говорить о сфере ювелирных услуг, то стоит отметить, что среди них, безусловно, заслуживает внимание такая услуга как покрытие родием ювелирных изделий из золота и серебра, или, проще говоря, родирование.

Кольцо, покрытое родием

В странах СНГ такую услугу предоставляют отдельные частные ювелирные компании. Стоимость её колеблется в пределах до 1 доллара США за 1 грамм изделия, которое необходимо покрыть родием.

Влияние на здоровье

Родиевое покрытие используется при производстве ювелирных украшений из платины и белого золота, что придаёт последним яркость и создаёт защиту от различного рода повреждений.

Процедура родирования ювелирных украшений положительно сказывается как на внешнем облике ювелирного украшения, так и на его долговечности. Эксперты ювелирной отрасли с уверенностью говорят о том, что родиевое покрытие, кроме всего прочего, выполняет также защитную функцию, которая проявляется в том, что такое покрытие уберегает ювелирное изделие от потускнения и потери цвета.

Драгоценный металл родий, также как и золото, практически не склонен к появлению царапин, в связи с чем ювелирное украшение с родиевым покрытием может долго прослужить его владельцу даже в том случае, если такие ювелирные украшения будут подвергаться ежедневной носке.

Родирование имеет свои преимущества и недостатки.

В целом, ювелирные украшения с родиевым покрытием никакого вреда здоровью нанести не могут. То же можно отметить и относительно бижутерии, покрытой родием. Кроме того, родиевое покрытие может стать своеобразной «палочкой-выручалочкой» для тех людей, которые предпочитают серебряные или золотые ювелирные украшения, но подвержены аллергическим реакциям, которые проявляются при взаимодействии этих драгоценных металлов с кожей.

Это важно! Родий абсолютно гипоаллергенен.

Тем не мене, процедура родирования имеет ряд недостатков:

Родирование – это временная мера, поскольку такое покрытие со временем исчезает, в связи с чем часто требуется проведение повторной процедуры.
Наличие родиевого покрытия на готовом ювелирном изделии может существенно отразиться на стоимости ювелирного изделия.

Родий, в действительности, является уникальным драгоценным металлом. Его применяют и в промышленности, и в ювелирном деле, и в химической отрасли. Неповторимые свойства этого драгоценного металла, которые и обуславливают разнообразие сфер применения родия, существенно влияют на ценовую политику этого драгоценного металла.

Родиевое покрытие ювелирных украшений часто может стать спасением для ценителей ювелирного мастерства.