¿Qué es el rodio y dónde se usa?

El rodio es un metal precioso raro y es bien conocido por los amantes de la joyería. El revestimiento con baño de rodio evita arañazos y abrasiones en artículos preciosos, lo que contribuye a la preservación del aspecto original durante mucho tiempo.

El rodio es un elemento químico N45 de la tabla periódica, que pertenece a los metales nobles del grupo del platino. El elemento fue descubierto por el inglés William Hyde Wollaston en 1803 mientras trabajaba con una solución de platino. En él, el químico descubrió una sustancia en polvo de color rosa brillante llamada rodio, que significa "rosa" en griego.

El rodio es uno de los metales más raros y caros. lo cual se debe a la complejidad de su separación del platino a escala industrial. En la naturaleza, está presente en minerales que incluyen varios platinoides en su composición a la vez. Los expertos señalan que para obtener 1 kg de este metal se requieren varias toneladas de platino nativo. Wollaston aisló el rodio de la siguiente manera: después de la síntesis de la sal sódica de hidrógeno del rodio, calcinó un polvo rojo rosado sobre una llama de hidrógeno durante mucho tiempo, como resultado de lo cual recibió solo unas pocas gotas de metal puro.

Más tarde, gracias a los esfuerzos del profesor Lebedinsky, se descubrió un nuevo método para separar el rodio. - Exposición a la solución de sales platinoides por frío. Como resultado del enfriamiento, se formó un precipitado en la solución, representado por compuestos de rodio e iridio. Este método se ha generalizado en la industria química y todavía se utiliza en la actualidad. Hoy en día, utilizando la técnica de Lebedinsky, se liberan anualmente alrededor de 30 toneladas de metal puro.

En cuanto a la apariencia del rodio, los tonos rojo-rosa son característicos solo de sus compuestos, mientras que el metal en sí se parece a la plata, aunque es inferior en brillo. Entonces, la cantidad de luz reflejada por este metal es del 80%, mientras que para la plata esta cifra es del 95%... A pesar de esto, el rodio se usa a menudo en la fabricación de espejos técnicos en lugar de plata. Esto se debe a la refractariedad del platinoide y su capacidad para trabajar con una mayor densidad de radiación electromagnética, incluido el rango infrarrojo. En otras palabras, el baño de rodio puede durar muchos años, mientras que el baño de plata en condiciones similares no durará ni un día.

La caracterización del metal estaría incompleta sin mencionar su costo. El precio del rodio puro varía constantemente y depende del volumen de producción anual. Por lo tanto, a agosto de 2016, una onza troy de rodio (31.1034768 g) costaba alrededor de $ 700, pero en los años siguientes el precio subió considerablemente. A principios de 2020, una barra de rodio de una onza tenía un precio de $ 9,000. El alto costo se explica por el hecho de que el metal no tiene su propio mineral y está contenido en minerales nativos de platino, níquel y cobre, así como en arenas auríferas como complemento.

El rodio es un metal plateado noble y duro que supera a su "progenitor" el platino en resistencia química en muchos entornos corrosivos. La fórmula electrónica de su átomo es la siguiente: Rh - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 8 5s 1. El metal se disuelve bien durante la ebullición en agua regia (una mezcla de HCl y HNO3), en un concentrado de H2SO4 (cuando se calienta) y en peróxido de hidrógeno. El punto de fusión es 1964 ° C, el punto de ebullición es 3697 ° C, la densidad del metal a 20 ° C es 12,41 g / cm3. El rodio pertenece al grupo de los metales de las tierras raras, en estado sólido tiene un color plateado con un tinte frío.

El rodio es químicamente estable, por lo que reacciona muy mal con los no metales. - solo después de alcanzar la temperatura de calor rojo. La oxidación retardada del metal es posible solo en el estado triturado y solo a 1000 ° C.

Una cualidad importante del metal es su capacidad para cambiar su color, que es especialmente valiosa en joyería. Entonces, cuando se calcina a una temperatura de 800 ° C, el rodio se cubre con una película de óxido, que desaparece cuando la temperatura sube a 1000 ° C. Se aprecia especialmente el rodio negro, indispensable en la fabricación de joyas de las configuraciones más exquisitas. Otra propiedad de un metal es su capacidad para actuar como catalizador para la mayoría de las reacciones químicas. Entonces, con la ayuda de polvo de rodio triturado, el alcohol de vino común se puede convertir en ácido acético.

La producción mundial anual de rodio es de 30 toneladas, volúmenes de producción tan pequeños que se deben al bajo contenido del elemento en el interior de la tierra y a la ausencia de sus propios minerales. Los principales depósitos del metal se encuentran en Sudáfrica, que suministra del 75 al 80% del rodio al mercado general. Los depósitos menos ricos se encuentran en Canadá, Colombia y Rusia, en países con una concentración promedio de platino nativo en el interior de la tierra.

Además de la refinación, la separación de su isótopo estable del plutonio, uranio y torio, muy utilizados en la energía nuclear, se considera un método prometedor para la extracción de metales.La obtención de rodio de esta manera puede resolver el problema de la alta demanda y los volúmenes insuficientes de metal extraído en los depósitos. Teniendo en cuenta la industria nuclear desarrollada y el alto contenido de rodio en el combustible nuclear (hasta 400 g / t), el problema de la deficiencia de rodio puede resolverse y la energía nuclear se convertirá en el principal proveedor de este metal para los mercados mundiales.

El campo de aplicación del rodio es bastante amplio. El metal tiene demanda en muchas áreas de la industria química y el procesamiento, donde se utiliza como catalizador, materias primas estructurales y material de joyería.

En esta capacidad, el metal se usa en reacciones químicas, la más común de las cuales es la producción de ácido acético a partir de alcohol metílico. También se utiliza para crear filtros neutralizantes diseñados para trabajar con gases de escape de automóviles. Y las aleaciones de rodio-platino se consideran los catalizadores más eficaces en la producción de HNO3 mediante la oxidación de amoniaco utilizando aire, y todavía no se ha encontrado ninguna alternativa al rodio en esta producción.

El rodio es indispensable en la fabricación de vidrio para dispositivos de cristal líquido, para cuya producción se toma su aleación con platino. En este sentido, el consumo de metal crece de forma constante en proporción al crecimiento de la producción de aparatos modernos. El rodio se utiliza activamente en la fabricación de espejos técnicos, proyectores y otras superficies reflectantes que se utilizarán en condiciones extremas y en instalaciones láser.

Es imposible no mencionar los crisoles de platino-rodio utilizados para cultivar piedras preciosas y cristales con propiedades electro-ópticas en condiciones de laboratorio.... En combinación con iridio o platino, el metal se utiliza a menudo para la fabricación de termopares necesarios para medir temperaturas extremas (más de 2200 ° C). Cabe señalar el papel del metal en la fabricación de tubos de ensayo de laboratorio y matraces utilizados para experimentos químicos. Debido al hecho de que el rodio no interactúa con prácticamente ninguna sustancia, se puede verter cualquier formulación en dichos platos.

El rodio se usa ampliamente en la fabricación de joyas y realiza dos funciones a la vez: protectora y decorativa. Por ejemplo, la plata recubierta con una fina capa de rodio adquiere un brillo profundo, no se oscurece ni se oxida en el aire, y el oro con baño de rodio debido a la alta dureza del metal (6 unidades de la escuela de Mohs) se vuelve más duradero y resistente al desgaste. Además, el metal es necesario para obtener oro blanco, que es muy popular entre los amantes de la joyería, y sus óxidos están involucrados en la creación de oro negro, la tendencia de vanguardia en la moda de los metales preciosos.

El brillo de rodio frío, pero al mismo tiempo profundo y fascinante, combina bien con zirconia cúbica, zirconia, diamantes e inserciones de metales preciosos. Además, el metal se utiliza a menudo como ligadura en la fabricación de joyas de platino y paladio. Los productos con baño de rodio no requieren una limpieza regular y conservan su brillo original durante mucho tiempo.

Además de su función decorativa, el baño de rodio reduce significativamente la alergenicidad del oro blanco, que, en contacto constante con la piel, provoca enrojecimiento y picor. Una capa de este metal evita las desagradables consecuencias de llevar joyas, lo que es especialmente valioso para las personas que padecen enfermedades de la piel. Sin embargo, junto con una gran cantidad de ventajas, el baño de rodio todavía tiene sus desventajas: el baño de rodio requiere una renovación periódica y su sola presencia aumenta significativamente el precio de las joyas.

Además de las áreas de aplicación discutidas, el rodio se utiliza en la fabricación de monedas. Entonces, en 2009, se emitieron las primeras monedas puramente de rodio en la Casa de la Moneda de Estados Unidos, que no se utilizaron como medio de pago, sino que sirvieron como inversión. Sin embargo, un poco más tarde (en 2014), el Banco Nacional de Ruanda emitió la primera moneda de rodio con una denominación de 10 francos ruandeses, que comenzó a utilizarse como medio de pago.

En la época soviética, se creía que muchos componentes de radio estaban hechos de rodio puro. Sin embargo, esto estaba lejos de ser el caso, y el metal se usó solo para cubrir los contactos de los conectores. Para la fabricación de las piezas en sí, no era adecuado, ya que era bastante frágil y demasiado quebradizo. Pero como recubrimiento, era insustituible, debido a su buena resistencia a la corrosión y alta reflectividad de los rayos electromagnéticos. Contactos rodiados (relés reed) del tipo RES-55 (A) en las series RS 4569601, RS 4569602, RS 4569603, RS 4569604 y RS 4569605.

El siguiente video te dirá qué es el baño de rodio dorado.