Rodijs

Rodijs
45	; ; 1; 16; 18; 8; 2
	Rh; 102,90550 g/mol
	[Kr]4d85s1
	; Rodija pulveris, cilindrs no presēta rodija pulvera un kausēta rodija lodīte; ar rodiju pārklāts laulības gredzens
Oksidēšanas pakāpes	+5, +4, +3, +2, +1, 0
Elektronegativitāte	2,28
Blīvums	12 410 kg/m3
Kušanas temperatūra	2237 K (1964 °C)
Viršanas temperatūra	3968 K (3695 °C)

Rodijs ir ķīmiskais elements ar simbolu Rh un atomskaitli 45. Tas ir 9. grupas (agrāk VIII) elements. Normālos apstākļos rodijs ir smags, ļoti ciets un sudrabaini balts cēlmetāls. Tam ir laba korozijas izturība. Rodiju iegūst no dažādu metālu rūdām, kur tas ir sastopams kā piemaisījums.

Rodiju lieto sakausējumos ar platīnu un pallādiju, lai uzlabotu to mehāniskās īpašības. Galvenais rodija pielietojums (aptuveni 80 % no pasaules patēriņa) ir kā aktīvais komponents triju komponentu automobiļu katalītiskajos pārveidotājos, kur tas veicina CO, NOₓ un neizdedzināto ogļūdeņražu pārveidi mazāk kaitīgās gāzēs. Turklāt metālu plaši izmanto plānu galvanisko pārklājumu veidā rotaslietās (baltais zelts, sudrabs) un elektriskajos kontaktos, kā arī augstas temperatūras Pt-Rh termoelektriskajos termopāros, optiskajos spoguļos un homogēnajā katalīzē, piemēram, asimetriskā hidrogenēšana, etiķskābes ražošana.

Vēsture

Rodiju 1803. gadā Londonā, analizējot Dienvidamerikas izcelsmes platīna rūdu, atklāja angļu ķīmiķis Viljams Haids Volastons (William Hyde Wollaston). Pēc rūdas šķīdināšanas karaļūdenī un selektīvas metālu izgulsnēšanas viņš ieguva rožaini sarkanas nātrija heksahlororodiāta (Na₃RhCl₆) nogulsnes, no kurām, reducējot ar cinku, izolēja jaunu metālu. Par atklājumu Volastons ziņoja 1804. gada rakstā On a new metal, found in crude platina žurnālā Philosophical Transactions of the Royal Society.^[1] Elementam dots nosaukums rhodium, kas radies no sengrieķu vārda ῥόδον (rhódon, ‘roze’), jo tā sāļu šķīdumi ir rožaini sarkanā krāsā.^[2] Pēc Volastona publikācijas rodijs vairākus gadu desmitus netika sīkāk pētīts. To izmantoja galvenokārt spektroskopijas un elektroķīmijas pētījumos. Kopš 1912. gada rodiju izmanto, lai veidotu spīdīgus un ļoti izturīgus pārklājumus. 1930. gados galvaniskā rodija pārklāšana jau bija kļuvusi par vērā ņemamu dekoratīvu un korozijizturīgu apdari juvelierizstrādājumos un instrumentu detaļās.^[3]

1965. gadā Džefrijs Vilkinsons ar līdzstrādniekiem aprakstīja kompleksu [RhCl(PPh₃)₃] (“Vilkinsona katalizators”), kas kļuva par homogēnās hidrogenēšanas paraugu un strauji paplašināja rodija organometālisko ķīmiju.^[4] Radikāls pavērsiens notika 1976. gadā, kad Volvo Kalifornijas tirgum laida klajā pasaulē pirmo trīs komponentu katalītisko pārveidotāju ar lambda zondi, kur NOₓ reducēšanas posmā tieši rodijs izrādījās neaizstājams katalizators.^[5] Līdz 21. gadsimta sākumam automašīnu katalizatori jau patērēja aptuveni 80 % no visas pasaules rodija.

Reti sastopamā metāla ierobežotais piedāvājums kopā ar stingrākiem gāzu izplūdes standartu noteikumiem izraisīja ievērojamus cenu pieaugumu — 2009. gada decembrī cena īslaicīgi pārsniedza 6000 $ par unci, bet 2021. gada martā sasniedza vēsturisku maksimumu virs 29 000 $ par unci, padarot rodiju par vērtīgāko no tirgotajiem metāliem.^[6]

Atrašanās dabā

Rodijs ir ļoti reti sastopams elements. Tā koncentrācija Zemes garozā ir aptuveni 0,2 daļiņas no miljarda. Tas vienmēr ir atrodams kopā ar platīna grupas elementiem.

Izotopi

Dabā ir sastopams tikai viens rodija izotops: ¹⁰³Rh.^[7] Mākslīgi ir iegūti vēl 37 radioizotopi, kuru masas skaitlis ir no 89 līdz 126.

Fizikālās īpašības

Rodijs ir sudrabaini balts metāls. Tā kristāliskā struktūra ir malās centrēta kubiskā singonija.

Rodija atommasa ir 102,90550 g/mol, cietība pēc Mosa skalas ir 6, bet blīvums ir 12 410 kg/m³. Rodija kušanas temperatūra ir 1964 °C, bet viršanas temperatūra ir 3695 °C. Īpatnējā pretestība ir 43,3 nΩ·m (4,33×10^-8 Ωm). Standarta elektrodpotenciāls (Rh/Rh⁺²) ir +0,6 V.

Ķīmiskās īpašības

Rodijam ir raksturīga augsta ķīmiskā stabilitāte. Sapresēts rodijs nešķīst skābēs, pat ne karaļūdenī. Sarkankvēlē tas oksidējas ar gaisā esošo skābekli, veidojot rodija(III) oksīdu (Rh₂O₃), kā arī šādā stāvoklī reaģē ar hloru, veidojot rodija(III) hlorīdu (RhCl₃). Kausēts kālija hidrogēnsulfāts (KHSO₄) reaģē ar rodiju, veidojot kālija rodija alaunu (KRh(SO₄)₂·12H₂O).

Atsauces

↑ William Hyde Wollaston (1804-1-1). XVII. On a new metal, found in crude platina. doi:10.1098/rstl.1804.0019.
↑ «Rhodium». periodic-table.rsc.org (angļu). Skatīts: 2025. gada 2. jūnijā.
↑ Bharath K. Devendra, B.M. Praveen, V.S. Tripathi, D.H. Nagaraju, Mahesh Padaki, H.P. Nagaswarupa, R. Hari Krishna (2022-12). "Advanced strategies for hydrogen generation by rhodium metal catalysts coated by the electrodeposition method". Applied Surface Science Advances 12. doi:10.1016/j.apsadv.2022.100320.
↑ «Wilkinson’s catalyst». 2024-1-15 (angļu). Skatīts: 2025. gada 2. jūnijā.
↑ «30 years of Volvo’s revolutionary Lambda sensor». media.volvocars.com (angļu). Volvo Cars Global Newsroom. Skatīts: 2025. gada 2. jūnijā.
↑ «The Hunt for America’s Largest Catalytic Converter Theft Ring». bloomberg.com (angļu). Skatīts: 2025. gada 2. jūnijā.
↑ «Isotopes of the Element Rhodium» (angliski). Jefferson Lab. Skatīts: 2014. gada 17. maijā.