Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Rhodium:het zeldzaamste en duurste edelmetaal op aarde

Hoewel rhodium in zijn pure, vaste vorm zelden als sieraad wordt gezien, is deze ring gemaakt als een trouwring van massief, ongelegeerd rhodium. Paul Kiesow/Wikimedia Commons (CC door SA 4.0)

Op kerstavond in 1800 kocht de Engelse wetenschapper William Hyde Wollaston een stuk vrijwel puur platina-erts, in het geheim gekocht en gesmokkeld vanuit de Spaanse kolonie Nueva Granada (Colombia, vandaag) voor £ 795 ($ 1.051,99 in 1800 – ter waarde van $ 23.206,23 vandaag). P>

Hij had hoge verwachtingen en geloofde dat hij een nieuw chemisch proces kon creëren dat van het vaste erts een kneedbaar platina zou maken. Het monster had zijn eigen geheimen:een nieuw, zeldzaam metaal dat voorheen onbekend was bij de wetenschap.

Tegenwoordig is het het meest waardevolle edelmetaal ter wereld:rhodium , een scheikundig element met het symbool Rh en atoomnummer 45.

Inhoud
  1. Rhodiummetaal:een onverwachte ontdekking
  2. Wat is rhodium?
  3. Rhodium is meestal niet schadelijk (tenzij je een juwelier bent)
  4. Rhodium houdt onze lucht schoner en sieraden helderder
  5. Het is niet het gemakkelijkste metaal om mee te werken

Rhodiummetaal:een onverwachte ontdekking

Met zijn stuk gesmokkeld platina-erts deed Wollaston in een paar jaar wat eerdere wetenschappers niet konden:hij bereikte een chemisch proces dat platina isoleerde en het kneedbaar maakte.

Terwijl de wetenschapper het platina-erts oploste in zijn tuinlaboratorium in de achtertuin, produceerde hij zowel een oplosbaar als een niet-oplosbaar residu. Nadat hij de oplosbare oplossing had neergeslagen, merkte hij dat er roodachtige zouten achterbleven.

Rode zouten zijn niet typerend voor platina en Wollaston vermoedde dat er iets anders in het monster aanwezig was. In 1803 en 1804 kondigde Wollaston aan dat hij met het monster platina-erts twee andere edelmetalen ontdekte. De ene noemde hij palladium, en de andere rhodium.

William Hyde Wollaston (1766-1828) was een pionier van de poedermetallurgie die rhodium en palladium ontdekte . SSPL/Getty Images

Wat is rhodium?

Rhodium is een ultraglanzend, corrosiebestendig metaal dat nuttig is geworden in veel industrieën, waaronder de auto-, sieraden-, chemische en elektrische sector. Volgens Shaun Peterson, supervisor van het Gemological Institute of America (GIA) op het gebied van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van de kunst van de vervaardiging van sieraden, is het de schaarste aan rhodium en het gebruik ervan dat het zo waardevol maakt.

"De zeldzaamheid ervan en de grote wereldwijde vraag als gevolg van het gebruik in de autoproductie zorgen ervoor dat de prijs van rhodium aanzienlijk stijgt", zegt Peterson. Nieuwe regelgeving voor schonere emissies in de auto-industrie, vooral in China en Europa, zal hoogstwaarschijnlijk verantwoordelijk zijn voor de stijging van de rhodiumprijzen.

Tegenwoordig bedraagt ​​de prijs van rhodium $14.000 per ounce. Vergelijk dat eens met platina voor $959/ounce, palladium voor $1.866/ounce of goud voor $1.783/ounce.

Rhodium wordt nooit in zijn puurste vorm gevonden. In plaats daarvan wordt het bijna altijd verzameld als een minuscuul bijproduct van de raffinage van platina, koper en nikkel.

Als je op zoek wilt gaan naar rhodium, kun je beter een vliegtuig nemen naar Zuid-Afrika, de grootste producent van rhodium dankzij de enorme platinamijnactiviteiten van het land. Je kunt het ook vinden in rivierzanden van Noord- en Zuid-Amerika, of in de koper-nikkelsulfide-ertsen in Ontario, Canada.

Een roos (metaal) met een andere naam

Wollaston noemde een van de nieuwe metalen rhodium – geworteld in het Griekse woord voor roos, ‘rhodon " — vanwege de roodachtige zouten die waren opgelost in de aqua regia. (Aqua regia is een geeloranje, rokende vloeistof, zo genoemd door alchemisten omdat het de edele metalen goud en platina kan oplossen.)

"Rhodium maakt deel uit van de groep platinametalen, die wordt beschouwd als een van de edele metalen", zegt Peterson.

Andere platinametalen

Er zijn zes metalen uit de platinagroep (PGM's):

  • rhodium
  • platina
  • palladium (ontdekt door Wollaston slechts een jaar vóór zijn ontdekking van rhodium)
  • ruthenium
  • iridium
  • osmium.

Ze hebben vergelijkbare kenmerken en worden meestal samen in de natuur aangetroffen. Net als goud en zilver zijn het ook edele metalen. "Enkele van de belangrijkste kenmerken die edele metalen gemeen hebben, zijn aantrekkingskracht, verwerkbaarheid, duurzaamheid en zeldzaamheid", merkt Peterson op.

Rhodium is meestal niet schadelijk (tenzij je een juwelier bent)

Het chemische element rhodium na verwerking als poeder, als geperste cilinder en als omgesmolten pellet . Wikimedia Commons

Mensen winnen al sinds de jaren dertig rhodium als bijproduct van platina, nadat grote sedimenten van platina-erts waren gevonden in Transvaal in Zuid-Afrika. Sinds die tijd is er nooit concreet bewijs geweest van schade aan mensen, vooral omdat het zeer onwaarschijnlijk is dat een mens direct in contact komt met een aanzienlijke hoeveelheid rhodium.

Uit tests op planten blijkt dat rhodium het minst giftige lid van PGM's is, maar omdat er in de natuur zo weinig rhodium aanwezig is, zijn er geen tests op mensen uitgevoerd.

Wanneer rhodium wordt ingeademd, kan het echter gevaarlijk zijn, zegt Peterson, vooral bij het maken van sieraden. "Tijdens het rhodium-platingproces komen er dampen vrij die schadelijk kunnen zijn. Vanwege dit gezondheidsrisico worden er bij het plateren van sieraden veiligheidsmethoden gebruikt om inademing te voorkomen."

Rhodium houdt onze lucht schoner en sieraden helderder

Wat hebben jij, auto's, sieraden en kauwgom gemeen? Blijkt een beetje rhodium.

Van het beschikbare rhodium wordt 80 procent gebruikt in katalysatoren in auto's om de uitlaatemissies te zuiveren. Rhodium is uitzonderlijk goed in het afbreken van lachgasmoleculen (ook wel NOx-emissies genoemd), het bruinachtige, giftige gas dat wordt afgegeven door auto's, vrachtwagens, boten, elektriciteitscentrales en turbines, en vele andere overtreders die op fossiele brandstoffen rijden.

Hoewel de impact van de NOx-uitstoot onherstelbare schade aan ons lichaam en de ozonlaag veroorzaakt, zou het zonder rhodium nog veel erger zijn.

Rhodium is ook een essentiële katalysator voor het maken van salpeterzuur-, azijnzuur- of waterstofreacties, evenals een katalysator voor het maken van menthol – de muntachtige smaak in kauwgom. Omdat het bestand is tegen corrosie en gemakkelijk elektrische stroom geleidt, wordt rhodium gebruikt als coating voor optische vezels en optische spiegels, koplampreflectoren en elektrische materialen.

Het is waarschijnlijk dat mensen rhodium rechtstreeks tegenkomen in glanzende, glanzende sieraden. "Juweliers willen rhodium gebruiken bij het maken van sieraden, omdat het helder, zilverwit van kleur en erg hard is, waardoor de sieraden kras- en corrosiebestendiger worden", zegt Peterson. "Het is ook hypoallergeen, wat mensen kan helpen die mogelijk allergisch zijn voor bepaalde metaallegeringen voor sieraden."

Rhodium bevat geen spoor van nikkel, dus zelfs de meest gevoelige sieradendragers kunnen erop vertrouwen dat hun pols veilig is met een gerhodineerde armband.

Het is niet het gemakkelijkste metaal om mee te werken

Rhodium is extreem hard en heeft een zeer hoog smeltpunt van 3.565 graden F, oftewel 1.963 graden C. Vanwege het hogere smeltpunt is het voor juweliers moeilijker te manipuleren dan andere metalen.

"Rhodium op zichzelf is te hard voor algemene doeleinden van het maken van sieraden", zegt Peterson. "Het meest voorkomende gebruik van rhodium is als beplating over andere metaallegeringen, hetzij om te helpen beschermen tegen allergieën, hetzij om de kleur van het sieraad te verbeteren."

De glans, glans en duurzaamheid zijn duidelijke pluspunten van dit zeldzame metaal, maar omdat het zo moeilijk is om mee te werken, is de beplating dun en slijt deze snel.

"Het nadeel", zegt Peterson, "is dat de rhodiumlaag slechts een dunne laag coating op sieraden is. Dit betekent dat na verloop van tijd de rhodiumlaag zal verminderen als gevolg van slijtage." Sieradenmakers geven er de voorkeur aan om rhodium te gebruiken op stukken die minder aan wrijving en slijtage onderhevig zijn, zoals oorbellen of halskettingen, en zij raden aan om de stukken elke één tot twee jaar opnieuw te plateren.

Omdat je zo weinig rhodium nodig hebt om een ​​sieraad te plateren, is het relatief betaalbaar. Je kunt online gerhodineerde sieraden vinden tussen de €300 en €5000, maar het prijsverschil heeft meer te maken met de ontwerper, het basismetaal en de toevoeging van edelstenen dan met het rhodium zelf.

Dankzij Wollastons ontdekking van rhodium, meer dan 200 jaar geleden, kunnen we het kostbaarste en duurste metaal van onze planeet dragen en aandrijven.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Dat is interessant

In de niet-oplosbare materialen die achterbleven na het oplossen van het platina-erts ontdekte Wollastons minder bekende partner, Smithson Tennant, nog twee PGM's:osmium en iridium.




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wetenschappers gebruiken bladgloed om het veranderende klimaat te begrijpen
  2. Wat gebeurt er met cellen als gevolg van een natriumonbalans?
  3. Meerdere stressoren kunnen interactief leiden tot verslechtering van aquatische ecosystemen
  4. Ecologie: definitie, soorten, belang en voorbeelden
  5. Veerkracht van tropische bossen tegen seizoensgebonden droogte, gekoppeld aan de beschikbaarheid van voedingsstoffen
  6. Studie verbindt de BMI van het ontbindende lichaam met omringende bodemmicroben
  7. Hoe de cellen van planten, dieren en eencellige organismen te vergelijken
  8. De weggelopen paarden in Londen herinneren ons eraan dat dieren ook werkers zijn
  9. Eerste melding van wondbehandeling door een wild dier met een pijnstillende plant

Wetenschap