Rh

Rhodium


Rhodium is een zeer zeldzaam edelmetaal dat vooral als bijproduct van nikkel toch economisch te winnen is. Het ontleent zijn naam aan de rozerode kleur van de rhodiumzouten. Rhodium dient als legeringselement voor platina en palladium; het maakt deze metalen harder. Je vindt rhodium ook in de contactpunten van bougies, temperatuursensoren en sieraden. Het meeste rhodium wordt gebruikt als katalysator. In de uitlaat van auto's, maar ook in de chemische industrie.
Symbool Rh Protonen/elektronen 45
Groep 9 Isotopen 103Rh
Periode Elektronenconfiguratie [Kr] 5s2 4d7
Blok d Elektronegativiteit 1,5 (Pauling)
Bij kamertemperatuur vast Atoomstraal 134 10-12m
Dichtheid 12400 kg m-3 Relatieve atoommassa 102.905
Smeltpunt 1964 oC
(2237 K)
Soortelijke warmte J kg-1K-1
Kookpunt 3695 oC
(3968 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt W m-1K-1

Projectorspiegel

Vanwege de uitzonderlijke hardheid (krasvastheid) en de uitstekende weerspiegeling krijgen spiegels van hoogwaardige projectoren een uiterst dun laagje rhodium. Ook in reflectoren van koplampen van auto's is soms rhodium te vinden.

Printplaat mobieltje

Gerodineerd metaal is metaal voorzien van een uiterst dun laagje rhodi­um. De hoge corrosiebestendigheid van gerodineerd koper wordt benut in printplaten (onder meer voor mobiele telefoons) en andere elektrische contacten in de micro-elektronica . Ook andere zeer edele metalen worden voor dit doel gebruikt.

 

Sieraden

Als legeringselement in platina of palladium (ca. 10 %) zorgt rhodium dat de edelmetalen in sieraden een hoge hardheid hebben. En als microscopische laagje (enkele micrometers dun) kan het zilver beschermen. We spreken dan van gerodineerd zilver. Omdat rhodium zeer hard is, beschadigen de sieraden niet of nauwelijks, wat de levensduur aanzienlijk verlengt. Bovendien wordt het zilver minder snel dof. Ook in duurdere besteksoorten vind je wel gerodineerd zilver.

Katalysator uitlaatgas

In de uitlaatgaskatalysator in auto's wordt (onder andere) een legering van platina en rhodium ge­bruikt. Deze katalysator, aangebracht op een keramische drager, maakt stikstofoxiden (NOx), koolmonoxide en koolwaterstoffen onschadelijk. Door reacties als bijvoorbeeld:

2 NO + 2 CO --> N2 + 2 CO2

80 % van de totaal geproduceerde hoeveelheid rhodium wordt hiervoor gebruikt.

 

Vliegtuigbougie

De contactpunten in bougies van vliegtuigmotoren zijn vaak gemaakt uit een legering met rhodium (bijvoorbeeld platina met 10 % rhodium). Zo'n legering is behalve geleidend ook zeer hard en corro­siebe­stendig/ Daardoor zijn de bougies bijzonder betrouwbaar.

Meer toepassingen


Als element en in legeringen

  • chirurgische instrumenten (gerodineerd)
  • contactpunt /onderbreker (gerodineerd)
  • katalysator bij de salpeterzuurbereiding uit NH3 (met 90 - 95 % Pt, in de vorm van een draadnet)
  • kop voor het maken van glasvezels (Pt,Rh). In zeer harde platina/rhodium legeringen worden uiterst kleine gaatjes aangebracht. Daarmee zijn vezels te trekken met een snelheid van 20 meter per seconde vezels.
  • ontstekingsmechanisme van de gasturbine (ca. 90 % Pt; werkt bij 1.600 °C)
  • optische instrumenten
  • pyrometer (temperatuurmeting)
  • thermokoppel (sensor) voor het meten van hoge temperaturen:
  • Pt - Pt/Rh met ca. 10 % Rh: werking tot 1.600 °C en
  • Ir - Ir/Rh 60 % Rh: werking tot 2.000 °C)
  • verwarmingsdraad in speciale, hoogwaardige elektrische ovens (met Pt)
  • vulpenpunt

In verbindingen

  • katalysator bij isomerisatie en polymerisatie       RhCl3
  • katalysator bij reducties                                      RhCl[P(C6H5)3]3

Naam

De naam rhodium is afgeleid van Griekse woord rhodon voor roos. Dit vanwege de rozerode kleur van rhodiumverbindin­gen.

 

Ontdekking

Rhodium is ontdekt in 1803 door de Engelse chemicus William Hyde Wollaston (foto). Hij vond het element, net als palla­dium, in ruw platina, afkomstig uit Zuid-Amerika. Naar verluidt werd hij op het spoor van de nieuwe elementen gezet door de Franse chemicus Hippolyte-Victor Collet-Descotils. Die was ervan overtuigd dat de rozerode kleur van sommige platinazouten het gevolg was van de aanwezigheid van een onbekend metaal. Wollaston was een gewiekste zakenman die veel geld wist te verdienen met de verwerking van platinaerts. 

 

Voorkomen

Rhodium is een bijzonder zeldaam metaal. Het staat vrijwel onderaan (op plaats 78) in de ranglijst van de elementen naar voorkomen. Het aandeel in de aardkorst is een schamele 1.10-7  %.

Rhodium is aanwezig - meestal in kleine hoeveelheden - in de ertsen van platiname­talen en nikkel. Het zo­genoemde rhodiumgoud bevat wisselende hoeveelheden rhodium van  0,5 % tot 43 %. Het komt onder andere voor in Mexico.

Een rhodiumhoudend mineraal is kashiniet, (Ir,Rh)2S3.

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in Zuid-Afrika, Rusland (Siberië, Oeral) en Canada (Ontario).

Vroeger

Rhodium werd bereid door residu's bij de platinawinning op te lossen in konings­wa­ter. Hieruit scheidde men eerst palladium af, waarna het rest­product werd behandeld met zoutzuur en alcohol. Daarbij ontstond natriumrhodiumchloride (Na3RhCl6). Reductie van deze stof met water­stof resulteerde in poedervormig rhodium.

 

Tegenwoordig

Men bereidt rhodium - samen met andere platinametalen - uit de residu's verkregen bij de platinawinning of bij de elek­trolyse van nikkel. Het in koningswater onoplos­bare deel wordt gesmolten met natriumwaterstofsulfaat (NaHSO4) en opge­lost in water, waar­bij een oplossing van rhodiumsulfaat {Rh2(SO4)3} ont­staat.

Na een achtereenvolgende bewerking met natronloog en zoutzuur ontstaat H3RhCl6, dat na bewerking met natriumni­triet en ammoniumchloride (NH4)3RhCl6 oplevert. Deze verbinding wordt gesublimeerd en gereduceerd met water­stof of met hydrazine (in natronloog bij ca. 100 °C):

4 (NH4)3RhCl6 + 3 N2H4 + 24 OH- -->  4 Rh + 3 N2 + 12 NH3 + 24 Cl- + 24 H2O

Voor het vrijmaken van rhodium uit mengsels wordt meer en meer gebruik gemaakt van scheidingsmethoden als ionenwisseling en vloeistof-vloeistof-extractie.

Voor de meeste toepassingen wordt rhodium overigens niet gescheiden van de andere platinametalen, maar verwerkt tot een direct te gebruiken legering. 

Deel dit op: