როდიუმი

როდიუმი (ქიმიური სიმბოლო — Rh) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის, მერვე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მერვე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, VIIIბ) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 45, ატომური მასა — 102.91, tდნ — 1964 °C, tდუღ — 3695 °C, სიმკვრივე — 12.41 გ/სმ3. მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი. შედის გარდამავალი ლითონი. არის პლატინის ჯგუფის კეთილშობილი ლითონი. ბუნებრივი როდიუმი შედგება ერთი სტაბილური იზოტოპისაგან ^{103}Rh. ღებულობენ პლატინის აფინაჟის ნახევარპროდუქტებისაგან. იყენებენ გალვანური დაფარვისათვის, თერმოწყვილებისათვის (Pt და Ir) სხვა.
ისტორია
აღმოჩენილია ინგლისში 1803 წელს უილიამ ჰაიდ უოლასტონის მიერ. (მას შემდეგ, რაც მან აღმოაჩინა პალადიუმი). იგი ნედლეულად იყენებდა პლატინის საბადოს სამხრეთ ამერიკიდან, საბადოს ხსნიდა სამეფო წყალში და მჟავას ანეიტრალებდა ნატრიუმის ჰიდროქსიდით (NaOH). შემდგომში ამონიუმის ქლორიდის (NH4Cl) დამატებით გამოილექებოდა ამონიუმქლორპლატინატი. სხვა მეტალების უმეტესობა. მათ შორის სპილენძი, ტყვია, პალადიუმი და როდიუმი ილექებოდა თუთიასთან ერთად. განზავებულ აზოტმჟავაში იხსნებოდა პალადიუმი და როდიუმი, რომელსაც შემდგომ ხსნიდნენ სამეფო წყალში და როდიუმი გამოილექებოდა ნატრიუმის ქლორიდის დამატებით Na3[RhCl6]•nH2O -ის სახით. შემდგომ ნალექს რეცხავდნენ ეთანოლით და მოვარდისფრო-წითელი ნალექი ურთიერთქმედებდა თუთიასთან, ეს უკანასკნელი იონურ ნაერთებში ჩაენაცვლებოდა როდიუმის ნაცვლად და როდიუმი გამოიყოფოდა თავისუფალი მეტალის სახით.
სახელწოდების წარმომავლობა
მოდის — ვარდი, როდიუმის (III) ტიპურ ნაერთებს აქვთ ღრმა მუქი წითელი ფერი.
ბუნებაში
დედამიწის ქერქში როდიუმი დაახლოებით არის 1×10-7 % (მასის მიხედვით). იგი ყოველთვის გვხვდება საბადოებში შერეული სხვა მეტალებთან ერთად, როგორიცაა პალადიუმი, ვერცხლი, პლატინა და ოქრო. პლატინის საბადოებიდან მას ექსტრაგირებენ თეთრი ინერტული მეტალის სახით, რომელიც ძნელად იძლევა შენადნობებს. როდიუმის ძირითადი წყარო არსებობს სამხრეთ აფრიკაში, ურალის მთის მდინარეების ქვიშაში და ჩრდილოეთ ამერიკაში. როდიუმის ძირითადი ექსპორტიორია სამხრეთ აფრიკა (> 80 %), შემდეგია რუსეთი. ამ ელემენტის წლიური წარმოება შეადგენს დაახლოებით 25 ტონას. 2007 წლის ოქტომბერში როდიუმი დაახლოებით რვაჯერ ძვირი იყო ოქროზე, 450-ჯერ ძვირი ვერცხლზე და 27.250-ჯერ ძვირი სპილენძზე (წონის მიხედვით). ბოლო წლებში კი მისი ფასი კიდევ უფრო გაიზარდა.
როდიუმს შეიცავს პლატინის მადნები, ზოგი ოქროს ქვიშა სამხრეთ ამერიკაში. 43 %-მდე როდიუმს შეიცავს მექსიკური ოქრო. ასევე არის ოსმიუმიანი ირიდიუმის ჯგუფის მინერალების იზომორფულ მინარევებში (3,3 %-მდე), სპილენძ-ნიკელის მადნებში. ოსმიუმიანი ირიდიუმის იშვიათი სახე — როდიუმიანი ნევიანსკიტი — წარმოადგენს როდიუმით ყველაზე მდიდარ მინერალს.
საბადოები
როდიუმის საბადოები მდებარეობენ სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკის, კანადის, კოლუმბიის, რუსეთის ტერიტორიაზე.
მიღება
ფიზიკური თვისებები
როდიუმი — მაგარი, მოვერცხლისფრო-თეთრი, რუხი ფერის ლითონია. აქვს ელექტრომაგნიტური სხივების ხილვადი სპექტრის ნაწილის მაღალი არეკლვის კოეფიციენტი, ამიტომ ფართოდ გამოიყენება "ზედაპირული" სარკეების დასამზადებლად.
როდიუმის იზოტოპები
ბუნებრივი როდიუმი შედგები იზოტოპისაგან 103Rh. ყველაზე გრძელვადიანი იზოტოპებია
ქიმიური თვისებები
იხ. ასევე: როდიუმის ქლორიდი
როდიუმი — კეთილშობილი ლითონია, ქიმიური მდგრადობით უმეტეს კოროზიულ გარემოში პლატინაზე უფრო მედეგია.
ლითონური როდიუმი იხსნება მდუღარე სამეფო წყალში, ასევე ელექტროქიმიურად, ანოდურად — წყალბადის ზეჟანგისა და გოგირდმჟავის ნარევში.
როდიუმი ხასიათდება მაღალი ქიმიური მედეგობით. არალითონებთან ის მხოლოდ ურთიერთქმედებს წითლად გახურებისას. მწვრილად დაქუცმაცებული როდიუმი ნელა იჟანგება მხოლოდ 600 °C:
4Rh + 3O2 = 2Rh2O3.
გაცხელებისას როდიუმი ნელ-ნელა ურთიერთქმედებს კონცენტრირებულ გოგირმჟავასთან, ნატრიუმის ჰიპოქლორიტთან და ბრომწყალბადთან. შედუღებისას რეაგირებს კალიუმის ჰიდროსულფადის შენადნობებთან KHSO4, ნატრიუმის პეროქსიდთან Na2O2 და ბარიუმის პეროქსიდთან BaO2:
2Rh + 6KHSO4 = 2K3Rh(SO4)3 + 3H2↑,
2Rh + 3BaO2 = Rh2O3 + 3BaO.
ტუტე ლითონების ქლორიდებთან, როდესაც არის კომპლექსური ნაერთების [RhX3]3− წარმოქმნის შესაძლებლობა, როდიუმი რეაგირებს ქლორთან მაგალითად:
2Rh + 6NaCl + Cl2 = 2Na3[RhCl6].
როდიუმ (III)-ის მარილების წყალხსნარებისა და კომპლექსების ურთიერთქმედებით ტუტეებთან წარმოიქმნება როდიუმის ჰიდროქსიდის ნალექი Rh(OH)3:
Na3[RhCl6] + 3NaOH = Rh(OH)3↓ + 6NaCl.
როდიუმის ჰიდროქსიდი და როდიუმის ოქსიდი(III) ავლენენ ფუძე თვისებებს და ურთიერთქმედებენ მჟავეებთან Rh (III)-ის კომპლექსების წარმოქმნით:
Rh2O3 + 12HCl = 2H3RhCl6 + 3H2O,
Rh(OH)3 + 6HCl = H3RhCl6 + 3H2O.
როდიუმი ჟანგვის უმაღლეს ხარისხს +6 ავლენს ჰექსაფტორიდში RhF6, რომელიც წარმოიქმნება როდიუმის პირდაპირი დაწვით ფთორში. ნაერთი არამდგრადია. წყლის ორთქლის არარსებობის შემთხვევაში ჰექსაფტორიდი ჟანგავს ქლორს და აზოტის ოქსიდს (II) NO:
2RhF6 + 3Cl2 = 2RhF3 + 6ClF.
დაბალი ჟანგვის ხარისხით +1 და +2 როდიუმი წარმოქმნის კომპლექსურ ნაერთებს.
როდიუმის სულფატი წარმოქმნის 2 მოდიფიკაციას:
როდიუმის კომპლექსური ნაერთები
როდიუმისათვის, როგორც სხვა გარდამავალი ელემენტისათვის დამახასიათებელია კომპლექსების და ორმაგი მარილების წარმოქმნა.
გამოყენება
კატალიზატორები
როდიუმი გამოიყენება კატალიზატორებში, მათ შორის ავტომობილების გამონაბოლქვი აირების კატალიტიკურ ფილტრ-ნეიტრალიზატორებში.
როდიუმის შენადნობი პლატინასთან — ძალიან ეფექტიანი კატალიზატორია ამიაკის ჰაერით ჟანგვით აზოტმჟავის წარმოებისას, და აქამდე მის გამოყენებას არ აქვს ალტერნატივა.
კონსტრუქციული მასალა
მინის წარმოებაში (პლატინა-როდიუმი-ფილერის შენადნობი მინის ძაფების ბოჭკოსათვის, თხევადკრისტალური ეკრანების წარმოებაში). თხევადკრისტალური მოწყობილობების გამოყენების გაზრდასთან ერთად იზრდება როდიუმის მოხმარებაც (2005 წ. მინის წარმოებაში გამოყენებული იქნა 1,55 ტონა, 2003 წ. — 0,81 ტონა).
ლითონური როდიუმი გამოიყენება ძლიერი გახურების სარკეების დასამზადებლად ძლიერ ლაზერულ სისტემებში(მაგალითად ფტორწყალბადის ლაზერები), ასევე დიფრაქციული მესერების დასამზადებლად ნივთიერების ანალიზის ხელსაწყოებში (სპექტროსკოპები).
პლატინა-როდიუმის შენადნობები გამოიყენება ლაბორატორიულ კვლევებში და ზოგიერთი ძვირფასი ქვის და ელექტროოპტიკური კრისტალების შესაქმნელად.
თერმოწყვილები
პლატინა-როდიუმის და სხვ. თერმოწყვილები გამოიყენება როგორც ძალიან ეფექტიანი და გრძელვადიანი მაღალი (2200 °C-მდე) ტემპერატურების გამზომი და ჰპოვეს ფართო გამოყენება ასევე როდიუმისა და ირიდიუმის შენადნობებმა (მაგალითად 40\60).
საკონტაქტო წყვილების მასალები
როდიუმის და მისი შენადნობების ელექტროეროზიის მიმართ მაღალი მედეგობის გამო გამოიყენებიან როგორც კონტაქტების მასალები (მოსრიალე კონტაქტები, შესაერთებელი, ბუდეები, პორტები).
საიუველირო საქმე
კოროზიამედეგი და ცვეთამედეგი საფარების მისაღებად გამოიყენება როდირების გალვანური ელექტროლიტები (უპირატესად სულფატური, სულფამატური და ფოსფატური).
როდიუმის ცივი თეთრი ფერი და ბრჭყვიალება კარგად შეეხამება ბრილიანტებს, ფიანეტებს და სხვა ჩანართებს. ასევე როდიუმს ამატებენ როგორც მალეგირებელ, განმამტკიცებელ დანამატს პლატინაში და პალადიუმში. საიუველირო ნაკეთობებზე როდიუმის დატანებით მცირდება ცვეთა და იზრდება ნაკეთობის სიმაგრე, ის იცავს ნაკაწრებისაგან, და აძლევს კაშკაშა ბრჭყვიალებას.
ღირებულება
2006 წ. თებერვალში როდიუმის ღირებულებამ მიაღწია რეკორდულ ნიშნულს 3500 დოლ. უნციაზე http://www.kitco.com/charts/rhodium.html-ის მიხედვით. 2008 წ. იანვარში როდიუმზე ახალი რეკორდი დამყარდა და უნციაზე — 7000 დოლარი შეადგინა. პიკის შემდეგ 10 100 დოლარი უნციაზე, როდიუმის ფასი დავარდა 900 დოლარამდე უნციაზე, ეს 2008 წლის ნოემბერში გამოწვეული იყო კრიზისით. 2009 წ. 19 ნოემბერს ლითონის ფასმა აიწია 2600 დოლარამდე უნციაზე. სუფთა როდიუმის ძალიან მაღალი ღირებულების, მასზე დიდი მოთხოვნილების და მისი მცირე მოცულობით მოპოვების გამო, აქტუალური ხდება როდიუმის მწვავე დეფიციტის ამოცანის გადაწყვეტა. რადგანაც ხდება მისი სტაბილური იზოტოპის გამოყოფა ბირთვული საწვავის (ურანი, პლუტონიუმი, თორიუმი) დაყოფის ფრაგმენტებიდან, სადაც ის გროვდება მნიშვნელოვანი რაოდენობით (130—180 გრამამდე ტონა ფრაგმენტებზე). ამიტომ მსხვილ ინდუსტრიულ განვითარებულ ქვეყნებში განვითარებული ატომური ენერგეტისკის გამო, რეაქტორული როდიუმის მოპოვება რამდენიმეჯერ აღემატებოდეს იქნება მადნებიდან მოპოვებულ როდიუმს. ამას გარდა, საჭიროა კვლევები რეაქტორის მუშაობის რეჟიმების საკითხზე, როდესაც როდიუმის რაოდენობა ფრაგმენტების მასასთან შეფარდრბით პროცენტულად მეტი იქმენა, ასე რომ ატომური მრეწველობა შეიძლება გახდეს როდიუმის ძირითად მომპოვებლად მსოფლიო ბაზარზე.
ბიოლოგიური როლი და ფიზიოლოგიური ზემოქმედება
როდიუმი არ თამაშობს არავითარ ბიოლოგიურ როლს.
როდიუმის ნაერთები ძალიან იშვიათად გვხვდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში და მათი ზემოქმედება ადამიანის ორგანიზმზე ბოლომდე არ არის შესწავლილი. ამის მიუხედავად, ისინი ძლიერტოქსიკურნი და კანცეროგენურნი არიან. LD50 როდიუმის ქლორიდი ვირთხების საწინააღმდეგოდ — 12,6 მგრ/კგ. როდიუმის მარილები ძლიერ ღებავენ ადამიანის კანს.
იხილეთ აგრეთვე
კეთილშობილი ლითონები
რესურსები ინტერნეტში
როდიუმი chemistry.ge-ზე
როდიუმი Webelements-ზე
როდიუმი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
სქოლიო