Die Ordnungszahl des chemischen Elements Rhodium beträgt 45 und sein Symbol ist der Buchstabe Rh. Es handelt sich um ein relativ seltenes Übergangsmetall, das hart, silberweiß und korrosionsbeständig ist. Es ist ein Element der Platingruppe und ein Edelmetall. Es enthält natürlicherweise nur das 103Rh-Isotop. Rhodium ist ein natürlich vorkommendes Metall und kommt typischerweise als freies Metall, in Legierungen mit anderen Metallen oder sehr selten als chemische Verbindung in Mineralien wie Bowieit und Rhodplumsit vor. Es ist eines der teuersten und seltensten Edelmetalle.
Neben anderen Metallen der Platingruppe kommt Rhodium auch in Nickel- oder Platinerzen vor. Es wurde nach der rosa Farbe einer der Chlorverbindungen benannt und 1803 von William Hyde Wollaston in einer dieser Erzlagerstätten entdeckt.
Das Element macht über 80 % des weltweit produzierten Rhodiums aus und wird hauptsächlich als einer der Katalysatoren in Drei-Wege-Katalysatoren in Automobilen verwendet. Rhodium wird typischerweise mit Platin oder Palladium legiert und in hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Beschichtungen verwendet, da das Metall gegenüber Korrosion und den meisten aggressiven Chemikalien inert ist und selten vorkommt. Eine Rhodinierung wird häufig verwendet, um das Aussehen von Weißgold zu verbessern und die Korrosion von Sterlingsilber zu verhindern.
Es wird ein zweiteiliges Silikon gemischt, dessen eine Komponente Siliziumhydrid und die andere silikonterminiertes Vinyl ist; Eine dieser Flüssigkeiten enthält einen Rhodiumkomplex. Rhodium wird gelegentlich zum Härten von Silikonen verwendet.
Rhodiumdetektoren werden zur Messung der Neutronenstrahlung in Kernreaktoren eingesetzt. Rhodium wird auch bei der Herstellung von Essigsäure und in asymmetrischen Hydrierungstechniken zur Herstellung medizinischer Vorläufer verwendet.
Geschichte von Rhodium
William Hyde Wollaston entdeckte Rhodium im Jahr 1803 (das griechische Wort für Rhodium ist „Rose“), kurz nachdem er Palladium entdeckt hatte. Er verwendete rohes Platinerz, höchstwahrscheinlich aus Südamerika. Bei seiner Methode wurde das Erz in Königswasser gelöst und mit saurem Natriumhydroxid (NaOH) neutralisiert.
Anschließend fügte er Ammoniumchlorid hinzu und präzipitierte das Platin als Ammoniumchloroplatinat.
Zink; Es fiel mit den meisten anderen Metallen aus, darunter Kupfer, Blei, Palladium und Rhodium. Alle Metalle außer Palladium und Rhodium wurden mit verdünnter Salpetersäure gelöst. Rhodium, Na3[RhCl6] ·nH2Im Gegensatz zu Palladium, das durch Zugabe von Natriumchlorid als O ausgefällt wird, ist es in Königswasser unlöslich.
Der rosarote Niederschlag wurde mit Ethanol gereinigt, bevor er mit Zink behandelt wurde, wodurch Rhodium aus der ionischen Verbindung verdrängt und als freies Metall freigesetzt wurde.
Viele Jahre lang wurde dieses seltene Element nur sparsam eingesetzt; Beispielsweise konnten Thermoelemente aus Rhodium um die Jahrhundertwende Temperaturen bis zu 1800 °C messen. Sie sind im Temperaturbereich von 1300 bis 1800 °C sehr stabil.
Als dekorative und korrosionsbeständige Beschichtung ist die Galvanisierung die erste wichtige Anwendung. Der Drei-Wege-Katalysator wurde erstmals 1976 von Volvo eingesetzt, was zu einem Anstieg der Nachfrage nach Rhodium führte. Im Drei-Wege-Katalysator wurde Rhodium anstelle des bisher verwendeten Platins oder Palladiums verwendet, um die NOx-Menge im Abgas zu reduzieren.
Das starke, silbrige, langlebige Metall Rhodium ist stark reflektierend. Auch beim Erhitzen bildet Rhodiummetall normalerweise kein Oxid. Rhodium absorbiert erst beim Schmelzen Sauerstoff; Beim Erstarren gibt es Sauerstoff ab. Im Vergleich zu Platin hat Rhodium eine geringere Dichte und einen höheren Schmelzpunkt. Die meisten Säuren haben keinen Einfluss darauf; aber Salpetersäure macht es völlig unlöslich, während Königswasser es nur geringfügig auflöst.
Molekulare Zusammensetzung von Rhodium
Rhodium gehört zur Gruppe 9 des Periodensystems, die Elektronenkonfiguration in seinen äußersten Schalen weicht jedoch von der Norm dieser Gruppe ab. Auch die benachbarten Elemente Niob (41), Ruthenium (44) und Palladium (46) weisen diese Besonderheit auf.
Rhodium kommt typischerweise in der Oxidationsstufe +3 vor, es wurden jedoch auch Oxidationsstufen von 0 bis +7 festgestellt.
Rhodium erzeugt im Gegensatz zu Ruthenium und Osmium keine flüchtigen Sauerstoffverbindungen. Zu den derzeit bekannten stabilen Oxiden Rh2O3, Rho2, Rho2·xH2O, Na2Rho3, Sr3LiRhO6 ve Sr3NaRhO6 Dort.
Nahezu jede mögliche Oxidationsstufe von Halogenverbindungen ist bekannt. Einige Beispiele umfassen Rhodium(III)-chlorid, Rhodiumtrifluorid, Rhodiumpentafluorid und Rhodiumhexafluorid. Niedrige Oxidationsstufen sind nur dann stabil, wenn Liganden vorhanden sind.
Chlorotris(triphenylphosphin)rhodium(I), der von Wilkinson verwendete Katalysator, ist die am häufigsten verwendete Rhodium-Halogen-Verbindung. Mit diesem Katalysator werden Alkene hydroformyliert oder hydriert.
Isotope von Rhodium
Rhodium enthält in seinem natürlichen Zustand nur das 103Rh-Isotop. Radioaktive Elemente mit der längsten Halbwertszeit sind 3,3Rh, das nach 101 Jahren zerfällt, 207Rh, das nach 102 Tagen zerfällt, 2,9mRh, das nach 102 Jahren zerfällt, und 16,1Rh, das nach 99 Tagen zerfällt. Zwanzig weitere Radioisotope wurden identifiziert, deren Atomgewichte zwischen 92.926 u (93Rh) und 116.925 u (117Rh) liegen. Mit Ausnahme von 100Rh (20,8 Stunden) und 105Rh (35,36 Stunden) haben die meisten Halbwertszeiten von weniger als einer Stunde. Rhodium hat eine Reihe von Metazuständen, wobei die beiden stabilsten Zustände 102 mRh (0,141 MeV) und 101 mRh (0,157 MeV) sind, beide mit Halbwertszeiten von 4,34 Tagen bzw. etwa 2,9 Jahren (siehe Isotope von Rhodium).
Ruthenium ist das Hauptzerfallsprodukt und Elektroneneinfang ist die Hauptzerfallsmethode für Isotope unter 103 (stabiles Isotop). Palladium ist das Hauptprodukt und für Isotope größer als 103 ist Beta-Emission der Hauptzerfallsmechanismus.
Verfügbarkeit von Rhodium
Es wird angenommen, dass Rhodium, eines der seltensten Elemente in der Erdkruste, nur 0,0002 Teile pro Million (2 1010) ausmacht. Seine Preisgestaltung und kommerziellen Anwendungen werden durch seine Knappheit beeinflusst. Rhodium kommt normalerweise in Nickelmeteoriten in einer Konzentration von 1 pb vor. Tests zufolge liegt der Rhodiumgehalt in manchen Kartoffeln zwischen 0,8 und 30 ppt.
Rhodium ist ein schwer industriell zu gewinnendes Metall, da es nur sehr wenige rhodiumhaltige Mineralien gibt und Erze häufig mit anderen Metallen wie Palladium, Silber, Platin und Gold kombiniert werden. Wenn Platin gefunden wird, wird es als weißes, inertes Metall, das schwer aufzulösen ist, aus Erzen abgebaut. Seine Hauptquellen sind Südafrika, das Uralgebirge in Russland und der Kupfer-Nickelsulfid-Bergbausektor in Nordamerika, insbesondere die Region Sudbury, Ontario. Trotz Sudburys sehr geringem Rhodiumgehalt ist die Rhodiumrückgewinnung aufgrund der großen Menge an verarbeitetem Nickelerz wirtschaftlich.
Rhodium wird hauptsächlich von Südafrika exportiert (fast 2010 % im Jahr 80), gefolgt von Russland.
Jährlich werden weltweit 30 Tonnen produziert. Die Preise für Rhodium sind unglaublich volatil. Rhodium war 2007 gewichtsmäßig fast achtmal teurer als Gold, 450-mal teurer als Silber und 27.250-mal teurer als Kupfer. Im Jahr 2008 überstiegen die Kosten vorübergehend 10.000 US-Dollar pro Unze (350.000 US-Dollar pro Kilogramm). Im dritten Quartal 2008 fielen die Rhodiumpreise dramatisch auf unter 1.000 US-Dollar pro Unze (35.000 US-Dollar pro Kilogramm). Anfang 2010 stiegen die Preise auf 2.750 US-Dollar (97.000 US-Dollar pro Kilogramm), mehr als das Doppelte des Goldpreises, fielen aber Ende 2013 wieder unter 1.000 US-Dollar.
Die meisten Metalle erlitten Preisrückgänge aufgrund des Überangebots und extrem niedriger Ölpreise aufgrund politischer und finanzieller Probleme. In den Jahren 2014 und 2015 stagnierten die Volkswirtschaften Chinas, Indiens und anderer Entwicklungsländer. China produzierte im Jahr 2014 insgesamt 23.722.890 Autos, Motorräder ausgenommen. [Weitere Informationen erforderlich] Infolgedessen lag der Rhodiumpreis Ende November 2015 bei 31,1 US-Dollar pro Feinunze (740,00 Gramm).
Besitzer von Rhodium, einem Metall mit stark schwankenden Marktpreisen, sind zeitweise in einer sehr vorteilhaften Position, da der Abbau von rhodiumhaltigeren Erzen auch den Abbau von Erzen erfordert, die andere häufiger vorkommende Edelmetalle enthalten, vor allem Platin und Palladium, was überteuert ist Es wird Angebot schaffen und den Preis anderer Metalle senken.
Der Markt ist hinsichtlich des Rhodiumangebots oft völlig eingeschränkt, was die Preise in die Höhe treibt. Dies liegt daran, dass es wirtschaftlich nicht rentabel ist, diese anderen Metalle einfach zu extrahieren, um Rhodium zu gewinnen.
Aus vielen Gründen kann es in Zukunft sehr schwierig sein, sich von dieser Versorgungsengpässe zu erholen, unter anderem weil die Hersteller jahrelang nicht wissen, wie viel Rhodium (und andere Edelmetalle) tatsächlich in Katalysatoren verwendet werden, weil sie Emissions-Cheat-Software verwenden. Rhodium kommt vor allem in recycelten Katalysatoren aus ausrangierten Altfahrzeugen vor. Anfang November 2020 lag der Spotpreis für Rhodium bei 14.700 US-Dollar pro Feinunze. In Metals Daily stieg der Preis für Rhodium Anfang März 2021 auf 29.400 US-Dollar pro Feinunze.
Quelle: Wikipedia
Günceleme: 17/05/2023 20:42