Rhodium: den dyreste metallen i bilen

I Dmitrij Mendelejevs periodiske system finnes et element som både er et juvelskatt og en kritisk viktig industriell material. Det har nummer 45, og navnet er rhodium. Det er flere ganger dyrere enn gull og platina, det er utrolig sjeldent og har unike katalytiske egenskaper som hjelper til med å gjøre luften i byene renere. I dag er rhodium en av de mest etterspurte metallene i verden, og dens betydning fortsetter å vokse.

Hvorfor fikk elementet navnet «rhodium»?

Navnet rhodium kommer fra det greske ordet ῥόδον (rhodon), som betyr «rose». Navnet på elementet fikk det fordi en av dens første kjemiske forbindelser, klorid av rhodium, har en karakteristisk rosa-fargetone. Oppdageren av elementet, den engelske kjemikeren William Wollaston, ble imponert over fargen og bestemte seg for å bevare denne delikat forbindelsen til blomsten i navnet på metallet.

Hvorfor har rhodium ordetall 45?

Ordetall 45 betyr at det er 45 protoner i kjernen til et atom av rhodium. I periodensystemet er det plassert i niende gruppe (etter moderne klassifisering — 9) eller VIIIB gruppe i den gamle klassifiseringen, i femte perioden. Rhodium er en del av triaden «rhodium-palladium-sølv» og tilhører den såkalte lette gruppen av platinsmetaller.

Åpningshistorie: enn en metall fra platina-ør

Åpningshistorien til rhodium er lik en detektivhistorie fra det 19. århundre. I 1803, den engelske lege og selvstendige kjemikeren William Wollaston, som allerede hadde oppdaget palladium, fortsatte å studere rå platina som ble importert fra Sør-Amerika. Han merket at etter utvinning av palladium i løsning ble det igjen et mørkrosa stoff med undervurderede egenskaper.

Wollaston utvinnet det nye stoffet ved hjelp av komplekse kjemiske reaksjoner (oppløselig i tsarev vodka, sedimentasjon) og fikk et metallekstrakt av rhodium. I 1804 offentliggjorde han offisielt oppdagelsen av det nye metallet i en rapport til Det kongelige selskap. Wollaston fikk opprinnelig bare noen få gram rhodium, og ble lenge den eneste produsenten.

Unikkenhet ved rhodium: glans og holdbarhet

Utseende. Rhodium er en sølvgrå, glitrende metall med et kraftig blåaktig skjær. Det har høy reflekterende evne.

Kimisk inerthet. Dette er en av de mest korrosjonsfaste metallene. Det blir ikke oksydert i luften selv ved oppvarming til 600°C og løses ikke i syrer, inkludert tsarev vodka. Rhodium er vanskelig smeltbar (smeltingstemperatur 1963°C) og har høy mekanisk styrke.

Katalysator. Hovedbruken av rhodium er basert på dens unike evne til å akselerere kjemiske reaksjoner. Det er spesielt effektivt i nitrater av nitrogen (NOx)-neutralisering, noe som gjør det uunnværlig i bilkatalysatorer.

Hvor finnes rhodium

Rhodium er en av de mest sjeldne elementene i jordskorpen. Dets innhold i jordskorpen estimeres til 0,0000001%. Det finnes ikke i form av uavhengige mineralet, men utvinnes som et biprodukt av platina- og nikkelmineral. De viktigste forekomstene av rhodium finnes i Sør-Afrika, Russland (på Kola-halvøya og i Norilsk-regionen), Canada og Zimbabwe. Gjennomsnittsprisen på rhodium er fra 500 til 700 tusen dollar per kilo, noe som gjør det til en av de dyreste metallene i verden.

Bruk av rhodium i industrien

Bilreduksjonskatalysatorer. Omtrent 80% av det utvinnede rhodium brukes nettopp her. I tredelingskatalytiske reaksjonskatalysatorer spiller rhodium en nøkkelrolle: det omdanner giftige nitrogenoksider (NOx) til trygt nitrogen og oksygen.

Kimisk industri. Rhodium brukes som katalysator i reaksjonen mellom metanol karbonilering for produksjon av eddiksyre. Det brukes også til å få frem nitroensyre og ved hydrogenering av organiske forbindelser.

Glassindustrien og optikk. Platina-rhodiumlegeringer brukes til å lage beholdere for å koke høykvalitets optisk glass og glassfiber, fordi de er resistente mot smeltet glass og farger det ikke. Rhodiumbelag på lysmaster og speil har utrolig lysstyrke og holdbarhet.

Smijereri. Rhodiumering er prosessen med å dekke juveler laget av hvitt gull eller sølv med et tynn lag av rhodium. Dette gir smykkene en overveldende glans, beskytter dem mot ridser og forhindrer at de blir mørke. Omtrent 5-10% av rhodium brukes i smijereri.

Elektronikk. Rhodium brukes til å dekke elektriske kontakter og tilkoblinger i presisjonsmåleutstyr, fordi det er korrosjonsfast og ikke danner oksidfilm. Tykkelsen på dekningen er vanligvis 0,5–1 mikron.

Budet til rhodium: økende etterspørsel og søk etter alternativer

Framtiden til rhodium er direkte knyttet til globale miljøstandarder. Med overgangen til elektriske biler kan rollen til rhodium som katalysatorkomponent i bensindrevne motorer reduseres. Noen produsenter søker måter å erstatte rhodium med billigere metaller som palladium. Likevel støtter økende miljøkrav i utviklingsland etterspørselen. Teknologiene for gjenbruk av rhodium fra brukte katalysatorer utvikles aktivt. Rhodium fortsetter å være uunnværlig i glass- og kjemisk industri.