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Was ist Rhodium?

Rhodium ist ein wertvolles Übergangsmetall, das hart ist und ein silbriges Aussehen hat. Edelmetalle sind selten und wertvoll, und Rhodium ist eines der seltensten Elemente der Erde. Es wird auch als Edelmetall bezeichnet, weil es an der Luft nicht leicht korrodiert oder oxidiert. Es wird als Katalysator für chemische Reaktionen in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt. Als Edelmetall wird es für die Herstellung von Schmuck verwendet.

 Rhodium ist ein Übergangsmetall der Periode 5 und der Gruppe 9. Es gehört zu den seltenen Edelmetallen, zu denen auch andere Elemente wie Gold, Silber und Platin gehören. Es ist in der Regel glänzend und dehnbar, d. h. es kann in verschiedene Formen gebogen werden. Rhodium wird auch als Edelmetall bezeichnet. Rhodium gehört zur Platingruppe der Edelmetalle, zu der auch Ruthenium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin gehören.

Rhodium ist korrosionsbeständig, hochtemperaturstabil und leitet Elektrizität in einem breiten Temperaturbereich. Rhodium kann in Mineralien vorkommen, die auch Platin enthalten. Der Name Rhodium leitet sich von dem griechischen Wort rhodon für Rose ab.

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Entdeckung von Rhodium

Rhodium wurde im Jahr 1803 von William Hyde Wollaston entdeckt. Es stellte sich heraus, dass Rhodium in Spuren in natürlichen Platinvorkommen zu finden ist. Wollaston löste Platin in einer sehr starken Säure namens Königswasser, einer Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure. Anschließend wurde es mit Natriumhydroxid aus der Lösung ausgefällt, wobei ein rosaroter Kristall aus Natrium und Chlor entstand.

Vorkommen und Häufigkeit von Rhodium

Rhodium ist eines der seltensten Elemente der Erde. Es macht 0,00000007 % der Erdkruste aus. Es gibt nur 5 Elemente auf der Erde, die weniger häufig vorkommen. Das sind Iridium, Krypton, Xenon, Radium und Protactinium. Rhodium ist auch im Universum ist es sehr selten und kommt in ähnlicher Häufigkeit wie auf der Erde vor. Es wurde noch nie in menschlichem Gewebe nachgewiesen und hat keine bekannte biologische Funktion. Es gibt keine größeren mineralischen Quellen für Rhodium, aber es kann in Spuren in Platin-, Kupfer- und Nickelmineralien vorkommen. Daher wurde vorgeschlagen, Rhodium aus dem Atommüll zu isolieren, da es ein Zerfallsprodukt von Uran ist. Die dabei entstehenden Rhodiumisotope sind jedoch radioaktiv und müssten mehrere Halbwertszeiten lang aufbewahrt werden, bevor sie sicher verwendet werden könnten. Zur Erinnerung: Die Zeit, die ein Element benötigt, um seine Radioaktivität zu verlieren, ist proportional zu seiner Halbwertszeit.

Eigenschaften von Rhodium

Rhodium ist ein silbernes, glänzendes Metall. Es ist bei Raumtemperatur fest. Rhodium reagiert nicht leicht mit Luft, Wasser oder den meisten anderen chemischen Verbindungen. Daher neigt es nicht dazu, auf natürliche Weise chemische Verbindungen einzugehen. Es kann in den stärksten Säuren aufgelöst werden, z. B. in einer Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure. Die dabei entstehenden Verbindungen können jedoch instabil sein. Rhodium gehört zu den 10 Elementen, die Elektrizität und Wärme am besten leiten. Für Rhodium gibt es keine biologische Bedeutung. In seiner reinen Form ist es ungiftig, kann aber als Verbindung giftig sein, da die meisten Verbindungen instabil sind.

Physikalische Eigenschaften von Rhodium

Rhodium ist bei Raumtemperatur fest und hat eine ähnliche Dichte wie andere Edelmetalle der Platingruppe wie Ruthenium und Palladium. Es schmilzt bei 1966°C, was ähnlich wie Vanadium ist. Es hat einen Siedepunkt von 3695°C, der dem von Platin entspricht.

  • Schmelzpunkt: 1963°C.
  • Siedepunkt: 3695°C.
  • Dichte von festem Rhodium: 4 g cm-3
  • Phase bei Raumtemperatur: fest

Chemische Eigenschaften

Rhodium bildet meist Verbindungen mit Sauerstoff und Halogenen. Rhodium hat eine hohe Elektronegativität, d. h., wenn es Teil einer Verbindung ist, hält es seine Elektronen fest an sich gebunden. Es ist weder in Wasser noch in den meisten starken Säuren löslich, weshalb es in der Natur meist in Erzen mit anderen Edelmetallen vorkommt.

Legierungen und Legierungselemente

Eine der Hauptverwendungen von Rhodium ist die Verwendung in Legierungen mit Platin und Palladium. Durch den Zusatz von Rhodium zu Legierungen wird das Metall härter und korrosionsbeständiger. Für diese Legierungen gibt es eine Reihe von Verwendungsmöglichkeiten, die im Folgenden beschrieben werden.

Verbindungen von Rhodium

Die am häufigsten vorkommenden Rhodiumverbindungen sind Oxide und Halogenide. Rhodiumiodid wird, wie oben beschrieben, als Katalysator für die Synthese von Essigsäure verwendet. Organische Rhodiumchloridverbindungen werden als Katalysator für die Bildung von Bindungen zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff verwendet, ein Prozess, der als Hydrierung bekannt ist. Die Hydrierung ist eine chemische Reaktion, die zur Herstellung von Arzneimitteln, zur Verfestigung von Pflanzenöl zur Herstellung von Margarine und Backfett, zur Stabilisierung von Kraftstoffen und künstlichen Süßstoffen verwendet wird.

Interessante Fakten über Rhodium

Trophäen und Auszeichnungen werden oft an Sportler, Musiker und Schauspieler für außergewöhnliche Leistungen verliehen. Die selteneren Metalle sind für die besten Leistungen reserviert. In der Musikindustrie werden Platin- und Goldmetalle an die Musiker verliehen, die die meisten Alben verkaufen. Platin ist seltener als Gold und ist daher den erfolgreichsten Musikern vorbehalten. Rhodium ist noch seltener als Platin. Im Jahr 1979 verlieh das Guinness-Buch der Rekorde Paul McCartney, einem bekannten Musiker der Beatles, eine mit Rhodium überzogene Schallplatte für den meistverkauften Songschreiber und Plattenkünstler aller Zeiten.

Die Wirtschaft steht und fällt mit dem Preis seltener Elemente, die zur Herstellung von Produkten benötigt werden, die wir täglich benutzen. Wenn das Geld in Zeiten der Depression an Wert verliert, sinken auch die Preise für seltene Elemente. Wenn die Wirtschaft boomt, steigen auch die Preise für seltene Elemente. 

Verwendungen von Rhodium

Wichtigste Verwendungszwecke von Rhodium im Allgemeinen

Rhodium begegnet uns wahrscheinlich am häufigsten in wertvollem Schmuck. Es wird zur Beschichtung von Weißgold verwendet, das wie Silber aussieht. Aber auch hochwertiger Schmuck aus Sterlingsilber wird häufig rhodiniert. Die Beschichtung schützt die Schmuckstücke vor Korrosion und verleiht ihnen einen besonderen Glanz. Vielleicht fragen Sie sich jetzt, worin sich Weißgold von Gelbgold unterscheidet. Reines Gold, Au, ist gelb und bleibt gelb, wenn geringe Mengen Kupfer und Silber hinzugefügt werden. Bei Weißgoldlegierungen wird Kupfer normalerweise durch Nickel oder Palladium ersetzt. Schmuck aus reinem Rhodium ist sehr selten, da es einen sehr hohen Schmelzpunkt und eine sehr hohe Härte aufweist und sich daher nur schwer zu Schmuckstücken verarbeiten lässt.

Wichtigste Verwendungen von Rhodium in der Wissenschaft

Katalysatoren sind Chemikalien, die chemische Reaktionen beschleunigen, ohne während der Reaktion Bindungen zu bilden. Rhodium wird von Chemikern als bevorzugter Katalysator für die Herstellung großer, industrieller Mengen wichtiger Chemikalien verwendet. Vielleicht kennen Sie Essigsäure in ihrer verdünnten Form - Essig. Sie schmeckt zwar hervorragend zum Essen, ist aber auch eine wichtige Chemikalie für die industrielle Verwendung. Essigsäure ist ein einfaches organisches Molekül, das zur Herstellung von Materialien wie Kunststoffen, Farben, Fotofilmen, medizinischen Diagnosetests und Antiseptika für Ohrinfektionen verwendet wird. Bei 30-fachem Atmosphärendruck und Temperaturen über 150 °C verbinden sich Wasser und Methanol in Gegenwart von Rhodium zu Essigsäure.

Rhodium in der Zukunft

Distickstoffoxid ist ein stabiles Molekül, das auch ein Schadstoff und ein Treibhausgas ist, das bei der Verbrennung von Benzin entsteht (Verbrennung). In Gegenwart von Rhodium zerfällt Distickstoffoxid jedoch zu reinem Stickstoff und Sauerstoff. Daher entwickeln die Forscher neue Wege, um die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursachte Verschmutzung zu verringern. Dieses Konzept ist allerdings nicht neu. Rhodium wurde erstmals vom Automobilhersteller Volvo für den Bau von Katalysatoren verwendet, um die von den Verbrennungsmotoren erzeugte Distickstoffoxid -Menge zu reduzieren