Родий. Свойства и применение родия. Ювелирное применение благородного родия в изделиях
Вплоть до 20-х годов прошлого века такой драгоценный металл как родий Россия закупала за рубежом. Родий – металл, который сегодня получают путём переработки платины. Эксперты утверждают, что для получения 1 килограмма родия необходимо переработать несколько тонн платины. Проблема добычи родия в России основывалась на том, что в этой стране, где сконцентрированы немалые запасы платины и, соответственно, родия, совершенно не умели извлекать родий из тех ценных добавок, которые содержатся в самородной платине. Сегодня технологии добычи родия известны и в России. Этот драгоценный металл ценится. Каковы же его основные свойства, сферы применения, стоимость и другие аспекты – все эти вопросы мы постараемся раскрыть в статье.
Простое вещество родий представляет собой твёрдый переходный металл, имеющий серебристо-белый цвет. Родий относится к благородным металлам платиновой группы.
Это важно! Среди всех уникальных свойств родия отдельно стоит отметить то, что по стойкости он в большинстве коррозионных сред в значительно степени превосходит платину.
Родий — химический элемент, драгоценный металл с уникальными свойствами
В целом, основными химическими свойствами родия являются:
- возможность растворения металла при кипячении в царской водке, которая представляет собой смесь двух кислот: азотной и соляной;
- возможность растворения в перекиси водорода и серной кислоте;
- этот металл обладает высокой химической устойчивостью;
- родий взаимодействует с неметаллами только при температуре красного каления;
- процесс окисления родия происходит при температуре выше 600 градусов по Цельсию.
Родий – уникальный драгоценный металл, сфера применения которого – разнообразна.
Родий часто применяют в катализаторах, в частности, в каталитических фильтрах, которые являются нейтрализаторами выхлопных газов автомобилей.
Сплав родия с его «собратом» платиной является очень эффективным катализатором при производстве азотной кислоты путём окисления аммиака воздухом. Именно в этой сфере родию как металлу-катализатору нет аналогов.
Родий также является конструкционным материалом , который используют при производстве стёкол, зеркал. Здесь также родий «выступает» в паре платиной.
Драгоценный металл родий в сплавах с иридием и (или) платиной используют при производстве термопаров, которые применяются для эффективного измерения высоких температур до 2200 градусов по Цельсию.
В ювелирном деле активно используются гальванические электролиты родирования, при помощи которых опытные ювелиры добиваются исключительной износостойкости и коррозионноустойчивости покрытий своих изделий.
Удивительный слегка холодный блеск драгоценного металла родия в сочетании с различными вставками из драгоценных металлов, в частности, с фианитами и бриллиантами, приобретает исключительный вид.
Также родий в ювелирной отрасли используют в качестве лигатуры при производстве изделий из платины и (или) палладия. Родиевое покрытие ювелирных украшений позволяет добиться исключительной твёрдости изделия, что помогает защитить его от царапин и придать изделию яркий блеск.
Стоимость
Мировые цены на родий находятся в постоянной динамике. Так, например, в 1998 году стоимость 1 тройской унции родия не достигала и 1400 долларов США. Пик роста котировок родия пришёлся на конец 2008-начало 2009 года, после чего цены резко упали до отметки в 1400 долларов США, в пределах которой и происходила их последующая динамика.
Это важно! В 2009 году стоимость 1 тройской унции родия почти достигла отметки в 7000 долларов США.
Если говорить о сфере ювелирных услуг, то стоит отметить, что среди них, безусловно, заслуживает внимание такая услуга как покрытие родием ювелирных изделий из золота и серебра, или, проще говоря, родирование.
Кольцо, покрытое родием
В странах СНГ такую услугу предоставляют отдельные частные ювелирные компании. Стоимость её колеблется в пределах до 1 доллара США за 1 грамм изделия, которое необходимо покрыть родием.
Влияние на здоровье
Родиевое покрытие используется при производстве ювелирных украшений из платины и белого золота, что придаёт последним яркость и создаёт защиту от различного рода повреждений.
Процедура родирования ювелирных украшений положительно сказывается как на внешнем облике ювелирного украшения, так и на его долговечности. Эксперты ювелирной отрасли с уверенностью говорят о том, что родиевое покрытие, кроме всего прочего, выполняет также защитную функцию, которая проявляется в том, что такое покрытие уберегает ювелирное изделие от потускнения и потери цвета.
Драгоценный металл родий, также как и золото, практически не склонен к появлению царапин, в связи с чем ювелирное украшение с родиевым покрытием может долго прослужить его владельцу даже в том случае, если такие ювелирные украшения будут подвергаться ежедневной носке.
Родирование имеет свои преимущества и недостатки.
В целом, ювелирные украшения с родиевым покрытием никакого вреда здоровью нанести не могут. То же можно отметить и относительно бижутерии, покрытой родием. Кроме того, родиевое покрытие может стать своеобразной «палочкой-выручалочкой» для тех людей, которые предпочитают серебряные или золотые ювелирные украшения, но подвержены аллергическим реакциям, которые проявляются при взаимодействии этих драгоценных металлов с кожей.
Это важно! Родий абсолютно гипоаллергенен.
Тем не мене, процедура родирования имеет ряд недостатков:
- Родирование – это временная мера, поскольку такое покрытие со временем исчезает, в связи с чем часто требуется проведение повторной процедуры.
- Наличие родиевого покрытия на готовом ювелирном изделии может существенно отразиться на стоимости ювелирного изделия.
Родий, в действительности, является уникальным драгоценным металлом. Его применяют и в промышленности, и в ювелирном деле, и в химической отрасли. Неповторимые свойства этого драгоценного металла, которые и обуславливают разнообразие сфер применения родия, существенно влияют на ценовую политику этого драгоценного металла.
Родиевое покрытие ювелирных украшений часто может стать спасением для ценителей ювелирного мастерства.
Родий (лат. Rhodium ; обозначается символом Rh) - элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 45. Это самый яркий и твердый металл из всей платиновой группы.
Атомный номер - 45
Атомная масса - 102,91
Плотность, кг/м³ - 12400
Температура плавления, °С - 1966
Теплоемкость, кДж/(кг·°С) - 0,247
Электроотрицательность - 2,2
Ковалентный радиус, Å - 1,25
1-й ионизац. потенциал, эв - 7,46
История открытия родияЭлемент №45 открыт в Англии в 1803 г. замечательным ученым своего времени Уильямом Гайдом Волластоном. Изучая самородную южноамериканскую платину, Волластон обратил внимание на ярко окрашенный в розовато-красный цвет фильтрат, полученный им из раствора самородной платины в царской водке. Такую окраску раствор приобретал после осаждения платины и палладия.
Из этого раствора Волластон выделил темно-красный порошок, прокалил его в атмосфере водорода и получил тяжелый белый металл. По окраске раствора и нарекли новый элемент: ροδοεις – значит «розовый».
В 1819...1824 гг. на Урале были открыты богатейшие россыпи самородной или, как ее еще называют, «сырой» платины. Анализ этой платины, произведенный обер-бергмейстером Архиповым и обер-бергпробирером Яковлевым, указал на присутствие в ней родия. Уже в 1828 г. на Урале добыли неслыханное по тем временам количество самородной платины – более полутора тонн. Для переработки ее перевозили в Петербург, где из нее извлекали относительно чистую платину.
Родий же и другие драгоценные металлы платиновой группы в то время шли в отходы.
В начале 40-х годов, заинтересовавшись уральской платиной, профессор Казанского университета К.К. Клаус обнаружил в отходах «не малое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия», а вслед за тем открыл новый платиновый металл рутений.
Как свидетельствуют документы, к 1843 г. на Монетном дворе в Петербурге скопилось около полутора тонн отходов платинового производства. Но использовать их не умели и потому продали за границу практически за бесценок. А после прекращения переработки сырой платины в России (это случилось в 1867 г.) всю добываемую на Урале самородную платину даже без пошлины стали вывозить за границу.
Цена металла определялась лишь содержанием платины, а металлы, еще более редкие и ценные – родий, иридий и осмий, – при этом не учитывались и фактически вывозились бесплатно.
Вплоть до Октябрьской революции Россия, где добывали почти всю платину мира (90...95% мировой добычи), не очищала самородный металл и вынуждена была за огромные суммы приобретать в Европе родий и другие платиноиды, извлеченные из русской уральской платины. В старой России не было специалистов-аффинеров, свойства родия и его «собратьев» были плохо изучены, а заграничные фирмы держали в секрете способы извлечения и очистки металлов платиновой группы.
После Октябрьской революции Советское правительство сразу же приняло решительные меры для создания отечественной промышленности благородных металлов, «нашего исконного естественного богатства», как писал о них профессор Л.А. Чугаев.
Прежде всего необходимо было разработать научные основы производства платиновых металлов, а значит, хорошо изучить их физико-химические свойства. Вот почему уже в мае 1918 г. был создан и начал работать Институт по изучению платины и других благородных металлов, вошедший в 1934 г. в Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова АН СССР.
В первые же годы в институте были выполнены важные исследования по химии, аффинажу и анализу родия. А в 1925 г. из уральской платины был получен первый отечественный родий.
Заслуга в этом принадлежит прежде всего выдающемуся ученому-химику Л.А. Чугаеву и его ученикам, впоследствии известным ученым И.И. Черняеву, В.В. Лебединскому, Н.К. Пшеницыну.
Содержание родия в природеРодий содержится в платиновых рудах, в некоторых золотых песках Южной Америки. До 43 % родия содержится в мексиканском золоте.
Получение родияИзвлечение родия и очистка его от неблагородных и благородных примесей связана с исключительно сложными, длительными и трудоемкими операциями. Это неизбежно: родий относится к числу наиболее редких элементов. К тому же он рассеян, собственных минералов не имеет. Находят его вместе с самородной платиной и осмистым иридием.
Технология выделения родия зависит прежде всего от вида и состава перерабатываемого сырья. Расскажем для примера, как извлекают родий из самородной платины.
С приисков сырая платина поступает на аффинажный завод, где отделяют благородные металлы от неблагородных примесей и разделяют сами драгоценные металлы. Делается это так.
Сырую, платину загружают в фарфоровые котлы и обрабатывают царской водкой. Процесс идет при нагревании в течение суток. Родий, а вместе с ним почти вся платина, палладий, неблагородные металлы (железо, медь и другие), частично рутений и иридий переходят в раствор, а в осадке остаются осмистый иридий, кварц, хромистый железняк и другие минеральные примеси.
Сначала на раствор действуют хлористым аммонием, чтобы осадить и отделить платину. Оставшийся раствор упаривают: образуется осадок, который состоит из нескольких солей. В нем до 6% родия; присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина (всю ее с помощью NH 4 Cl отделить не удается) и неблагородные металлы. Этот осадок растворяют в воде и еще раз тем же способом отделяют платину. А раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, по мере накопления направляют на очистку и разделение.
Родий извлекают разными способами. Например, по способу, предложенному советским ученым В.В. Лебединским в 1932 г., вначале нитритом натрия NaNO 2 осаждают и отделяют от раствора осадок гидроокисей неблагородных металлов; родий при этом остается в растворе в форме Na 3 . После этого с помощью NH 4 Cl из раствора на холоду выделяют родий; он уходит в виде малорастворимого комплекса (NH 4) 2 Na. Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий; другие же платиновые металлы – рутений, палладий и остатки платины – остаются в растворе. Итак, родий в осадке, и нас теперь интересует уже только этот осадок. Что с ним происходит дальше?
Осадок растворяют в разбавленном едком натре и из этого раствора действием аммиака и NH 4 Cl снова осаждают родий – теперь уже в форме другого комплексного соединения . Осадок отделяют и тщательно промывают раствором хлористого аммония.
На этом очистка родия еще не закончена. Осадок снова загружают в котел с соляной кислотой и нагревают несколько часов. Происходит реакция:
2 + 6HCl → 2 +3NO 2 + 3NO + 3H 2 O
с образованием нового комплексного соединения родия ярко-желтого цвета. Это триаминтрихлорид родия. Его тщательно промывают водой и только после этого приступают к выделению металлического родия.
Соль загружают в печь и прокаливают несколько часов при 800...900°C. Комплексное соединение разлагается и образуется порошкообразный продукт смеси родия с его окислами. После охлаждения порошок еще раз тщательно промывают разбавленной царской водкой для удаления оставшегося незначительного количества неблагородных примесей, а затем снова загружают в печь и восстанавливают до металла, прокаливая в атмосфере водорода.
Вот каким долгим и сложным путем получается чистый родий.
Физические свойства родияРодий - металл, серебристо-серого цвета. Имеет высокий коэффициент отражения электромагнитных лучей видимой части спектра, поэтому широко используется для изготовления «поверхностных» зеркал.
Родий - металл исключительно стойкий к действию многих веществ. Он не растворяется не только в обычных кислотах, но и в царской водке. Температура плавления родия - около двух тысяч градусов (1966°С). В жидком состоянии родий растворяет до семи процентов углерода, а при охлаждении выделяет растворенный углерод в виде графита.
Родий достаточно пластичен, и из него можно изготовить фольгу методом прокатки (хотя для этого потребуется несколько промежуточных отжигов для рекристаллизации). Этот металл отличается несколько своеобразным поведением при нагревании на воздухе. Он устойчив до температуры 800 градусов, а затем на поверхности родия появляется пленка оксида Rh2O3, который, при дальнейшем повышении температуры до 1000 градусов, снова разлагается до металла.
Химические свойства родияВсе спутники платины известны как хорошие катализаторы, особенно в состоянии большого измельчания, как говорят химики, в виде "черни".
Большинство металлов в компактном состоянии обладает специфическим, так называемым металлическим блеском и "белым", "светлым" цветом. Исключение составляют медь, золото и немногие другие цветные металлы, у которых сохраняется свой характерный для них цвет и при измельчении. Однако тонкие порошки других металлов имеют серый цвет, а тончайший порошок - черный или почти черный. Отсюда и химическое, а затем и техническое название - "чернь".
Родиевая "чернь" растворима в кислотах, в то время как родий в слитке, как уже указывалось, нерастворим даже в царской водке. Каталитическая активность родиевой "черни" настолько велика, что винный спирт быстро переходит в ее присутствии в уксусную кислоту. К тону же родиевый катализатор стоек против ядов, отравляющих катализаторы.
Родий - благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину.
Металлический родий растворяется в царской водке при кипячении, а также электрохимически, анодно - в смеси перекиси водорода и серной кислоты.
Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелко измельчённый родий медленно окисляется только при температуре выше 600 °C:
4Rh + 3O 2 = 2Rh 2 O 3 .
При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия и бромоводорода. При спекании реагирует с расплавами гидросульфата калия KHSO 4 , пероксида натрия Na 2 O 2 и пероксида бария BaO 2:
2Rh + 6KHSO 4 = 2K 3 Rh(SO 4) 3 + 3H 2 ,
2Rh + 3BaO 2 = Rh 2 O 3 + 3BaO.
В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы 3- , родий взаимодействует с хлором, например:
2Rh + 6NaCl + Cl 2 = 2Na 3 .
При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH) 3:
Na 3 + 3NaOH = Rh(OH) 3 ↓ + 6NaCl.
Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh (III):
Rh 2 O 3 + 12HCl = 2H 3 RhCl 6 + 3H 2 O,
Rh(OH) 3 + 6HCl = H 3 RhCl 6 + 3H 2 O.
Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF 6 , который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или оксид азота (II) NO:
2RhF 6 + 3Cl 2 = 2RhF 3 + 6ClF.
В низших степенях окисления +1 и +2 родий образует комплексные соединения.
Применение родияЕсли бы родий был более доступным металлом, его можно было бы применять для получения чистейшего графита, столь необходимого во многих отраслях современной техники. Родий обеззараживает воду
Биологическая роль родия и его физиологическое воздействиеРодий не играет биологической роли.
Соединения родия довольно редко встречаются в повседневной жизни и их воздействие на человеческий организм до конца не изучено. Несмотря на это, они являются высоко токсичными и канцерогенными веществами. LD 50 хлорида родия для крыс - 12,6 мг/кг. Соли родия способны сильно окрашивать человеческую кожу.
Приобретая украшения из драгоценных металлов или простую бижутерию, нужно обязательно поинтересоваться у продавца - насколько изделие устойчиво к механическим повреждениям, и как правильно за ним ухаживать. Ведь даже мелкие царапины, потёртости или потемневшие поверхности сильно портят внешний вид серёжек, колец, цепочек.
В настоящее время избежать подобных проблем помогает нанесение на ювелирное изделие родиевого покрытия. Что особенного в этом процессе, зачем драгоценные металлы обрабатывают родием, какой при этом будет конечная стоимость украшения? Ответы на эти вопросы помогут сделать правильный выбор, особенно если речь идёт о дорогостоящем ювелирном изделии.
Родий: основные сведения
В соответствии с информацией из википедии, родий является элементом побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов, составленной Д. И. Менделеевым, с атомным номером - 45
. А также там указано, что родий (греч. «роза») - это твёрдый переходной металл серебристо-белого цвета, который относится к благородным из металлоплатиновой группы. В природе встречается очень редко. Собственных минералов не имеет, но в редкой разновидности осмистового иридия - его содержание доходит до 11,3%.
В виде простого соединения содержится в никелевых и платиновых рудах, а также в некоторых золотых песках Южной Америки. Ежегодная добыча родия не превышает 30 тонн.
Основные месторождения находятся на территории:
- ЮАР (поставки родия на мировой рынок из этой страны составляют 75−80%);
- Канады;
- Колумбии;
- России.
Свойства родия для ювелирного применения
Родий - это самый твёрдый, самый дорогой драгоценный металл с совершенным по красоте холодным блеском . Таковы наиболее известные характеристики уникального природного элемента. До его открытия в 1803 году англичанином Уильямом Гайдом, родий попросту отправляли в отходы после извлечения платины.
Для ювелирного применения особое значение имеют следующие физические свойства родия:
- температура плавления - 1964 °C (у чистого золота - 1064 °C, серебра - 961 °C);
- твёрдость - 6 (по шкале Мооса). Серебро и золото имеют показатель твёрдости равный 2,5;
- блеск - холодный, белого цвета, лучший в сравнении с золотом, но хуже, чем у серебра. Со временем не тускнеет.
Уникальным химическим свойством родия является его стойкость к агрессивным коррозионным средам (кислоты, хлор, сера, фтор). Причём по этому показателю он значительно превосходит платину. Окислительные процессы в металле происходят, когда температура достигает значения, выше 600 °C. При нагревании родий становится пластичным.
Несмотря на то что он обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям и изнашиванию - это хрупкий металл, поэтому его нельзя использовать, как базовый материал для ювелирных изделий.
Ювелирное применение родия
Спрос на родий очень высокий, а отраслей, где он востребован гораздо больше, чем самого драгоценного элемента. В основном редкий металл применяется в тех сферах, где не находят других более дешёвых или способных его заменить вариантов. Например, в промышленном секторе при изготовлении зеркал измерительной техники, термопар датчиков температуры, получении азотной кислоты и многого другого.
В ювелирной отрасли элемент № 45 востребован для производства специальных фильтров , без которых невозможно выращивание в искусственных условиях кристаллов некоторых драгоценных самоцветов.
Кроме того, в настоящее время для придания ювелирным изделиям сияющего блеска, который сохраняется долгие годы, опытные ювелиры наносят на них тонкий слой родия. Украшения прошедшие такую обработку, называют родированными. При этом каждое из них имеет соответствующую маркировку.
Родиевое покрытие ювелирных изделий
Родиевое покрытие - это слой родия толщиной от 0.1 до 25 мкм, нанесённый на кольца, серьги, колье из серебра, золота, платины. Такую обработку можно провести и для более дешёвых сплавов, которые используют в бижутерии. Процедуру покрытия ювелирного изделия проводят гальваническим методом. Нанесение родиевого слоя требует от ювелиров внимания и точного соблюдения требований технологического процесса.
Техника родирования: достоинства и недостатки родированных украшений
Родиевое покрытие применяется с целью предупреждения быстрого износа ювелирного изделия , а также для придания ему платинового блеска и долговечности.
Правильнее всего родировать украшение сразу после его изготовления, так как на поверхности новых изделий ещё нет каких-либо повреждений. Слой родия в этом случае ложится ровно, без изъянов.
Изделие, которое уже носили можно отдать в специализированную ювелирную мастерскую для родирования. Его проводят следующим образом:
- Изделие полируют или шлифуют, чтобы получить идеально ровную поверхность для нанесения тончайшего слоя родия.
- Затем проводят тщательное промывание и обезжиривание украшения.
- Подготовленное изделие помещают в гальваническую ванну со специальным раствором.
Воздействие электрического тока, пропускаемого через раствор, приводит к выделению родия. При этом изделие постепенно покрывается тонким слоем драгоценного металла, толщина которого зависит от длительности процесса и интенсивности разряда тока.
В результате обработки ювелирный материал не потускнеет со временем и не потеряет цвет. Например, золотая цепочка с родиевым покрытием не портится даже при ежедневном ношении, а родированное серебряное колечко дольше сохраняет блеск. К тому же такое изделие обладает гипоаллергенными свойствами. Это особенно важно для людей, склонных к проявлению аллергии на золотые или серебряные украшения.
Недостатками родиевого покрытия можно считать его подверженность влиянию таких объективных факторов, как время и частое ношение ювелирного изделия. То есть, родиевый слой может стереться или потрескаться. В таких случаях понадобится провести повторное родирование, что, конечно, предполагает дополнительные материальные траты. Так, в среднем, цена покрытия родием ювелирного изделия составляет 500−1000 рублей .
Маркировка родиевого покрытия
Наиболее часто слоем родия покрывают украшения из платины, белого золота (585, 750, 375 проб), а также серебра (925 пробы). При этом под белым золотом подразумевается сплав золота с каким-либо металлом белого цвета - серебром, никелем, палладием . Чем выше его проба, тем ярче проявляется желтизна, которую ювелиры облагораживают нанесением слоя родия. После этого ювелирное изделие приобретает наиболее выигрышный цвет и блеск.
В настоящее время родиевому покрытию можно придать разные оттенки - белый, розовый, жёлтый с золотистым отливом, чёрный. Родирование чёрного цвета ювелиры используют для того, чтобы придать изделию слегка состаренный вид. Этот фон является оптимальным для усиления блеска сапфиров и бриллиантов. А также родием принято покрывать места закрепки драгоценных камней.
Иногда на сплавы для бижутерии c основой из латуни наносят родиевое покрытие. Однако, это значительно увеличивает конечную стоимость изделия.
Все ювелирные украшения с родиевым покрытием имеют специальную маркировку:
- родированное серебряное украшение - rhodium silver jewelry;
- золото, покрытое чёрным родием - black rhodium gold;
- белое золото 375 пробы - rhodium plated white gold (9 karat).
Цена ювелирного изделия с родиевым покрытием будет высокой для украшений из дорогих металлов. Стоимость родированного изделия из дешёвых материалов значительно ниже и составляет всего 1500−2000 рублей .
Заключение
Ювелирные украшения с родиевым покрытием намного дольше сохраняют презентабельность внешнего вида и не требуют какого-либо специального ухода. Вполне достаточно протирать такое изделие бархатным лоскутом и соблюдать условия хранения.
Те, кто не имеет отношения к драгоценным металлам и видит их только в ювелирных изделиях, порой недооценивают родий. Опровергнуть это мнение может один занимательный факт.
Когда-то на фабрике по переработке родия существовала уникальная ступка для измельчения драгоценного металла. На вид она была обыкновенной, разве что весила 30 кг. Однако её цена оказалась соизмерима со стоимостью… всего завода. А всё потому, что материалом для ступки стал очень редкий благородный металл – родий.
Что такое родий?
В периодической системе Д.И. Менделеева он известен как 45 элемент, который в реальности является одним из самых редких на Земле драгоценных металлов.
Родий был открыт в 1803 году известным английским учёным Уильямом Гайдом Волластоном. В самородном растворе платины исследователь обнаружил ярко-розовый порошок. После прокатки в атмосфере водорода красноватый порошок превратился в тяжёлый металл белого цвета, внешне напоминающий алюминий.
За особый оттенок он получил название ροδον, что в переводе с греческого означает «роза».
История родия
Количество родия в платине измеряется в долях процента, и долгое время драгоценный металл был практически недосягаем.
В 1819-1824 годах на Урале обнаружили богатейшие россыпи так называемой сырой (то есть самородной) платины. Уже через несколько лет после этого её количество составляло около двух тонн. Для дальнейшей обработки платину отправляли в Петербург, а родий и другие сопровождающие её металлы – в отходы.
Только в 40-х годах XIX века профессор Казанского университета К.К. Клаус заинтересовался уральскими месторождениями и нашёл в них «не малое количество родия, иридия, осмия и палладия». Тогда же учёный открыл ранее неизвестный металл платиновой группы – рутений.
Несмотря на то, что до начала XX века в России добывалось около 95 % мировых запасов платины, применение сопутствующим ей редким металлам так и не нашли, и продавали родий за рубеж, можно сказать, за бесценок.
В 1918 году в нашей стране открылся Институт по изучению платины и других благородных металлов, где проводились важнейшие исследования родия. И уже в 1925 году редчайший металл был впервые получен в СССР.
До сих пор его, как и остальные металлы платиновой группы, получают из «сырой» платины или в процессе аффинажа золота. Однако даже в наше время свойства этого невероятно редкого элемента до конца не изучены.
Почему ценится родий?
Высокая температура плавления (1960 градусов) и устойчивость к внешним воздействиям сделали его популярным во многих сферах промышленности, в том числе химической, стекольной и ювелирной.
Мировые запасы родия составляют всего несколько десятков тонн. Несмотря на то, что стоимость родия в несколько раз выше, чем золота, спрос на него возрастает с каждым годом.
По сравнению с другими металлами платиновой группы родий более яркий и твёрдый – пластичным он становится только при нагревании.
Родий не окисляется на воздухе, ему не страшна влажная среда, влияние кислот, серы, хлора, фтора и других агрессивных сред. Благодаря высокой прочности, родий более долговечен, чем другие металлы. Его отражающая способность – около 80%. Конечно, она ниже, чем у серебра, но стойкость к коррозии и температурному воздействию у родия намного выше.
Именно поэтому его используют в качестве защитно-декоративного покрытия украшений из золота и серебра.
Родирование
Родирование – это нанесение тонкого слоя родия (0,1 – 0, 25 мкм) на поверхность ювелирных изделий. Покрытие улучшает не только внешний вид металлов, придавая поверхности платиновый блеск, но и их химические и механические свойства. Кроме того, родий не тускнеет со временем.
На ювелирные украшения металл наносится с помощью электрохимической реакции. Нанесение гальванического покрытия требует особого внимания, точности соблюдения самого технологического процесса и подготовки к нему.
Изделие проходит несколько этапов: ультразвуковую мойку, обезжиривание в растворах щелочи и серной кислоты, промывку и обработку в парогенераторе. На завершающем этапе поверхность обрабатывается специальным маркером под воздействием электрического тока либо полностью окунается в гальваническую ванну.
Родий – металл с белым блеском, поэтому особенно выгодно покрытие смотрится на украшениях из белого золота и серебра. В изделиях из красного золота с помощью декоративного покрытия достигается сочетание в одном украшении сразу нескольких оттенков металла без использования спайки разных сплавов.
Традиционно родием покрываются места закрепки ювелирных камней (например, бриллиантов или сапфиров), чтобы подчеркнуть блеск ювелирных вставок.
Чёрное родирование
Ювелирами часто используется чёрное родиевое покрытие, которое придаёт украшениям чуть состаренный или, напротив, свежий современный вид, а камни на таком «фоне» выглядят более яркими и выразительными. От чего же зависит цвет родия?
Если внимательно прочитать состав на упаковках родия различного оттенка, вы заметите, что все они отличаются лишь одним компонентом – раствором солей. От него-то из зависит цвет будущего покрытия. В остальном же родий различных цветов абсолютно идентичен, а значит, сохраняет все те же свойства, что и привычный нам светлый металл.
Уход за родированными изделиями
Прежде всего необходимо помнить, что родирование – это всего лишь покрытие, тонкий защитный слой на поверхности украшения. Поэтому забудьте про порошки, наждачную бумагу и другие абразивные вещества, применяя которые, вы рискуете испортить изделие.
В том случае, если родаж повредился, самое лучшее – обратиться к специалисту, который в короткие сроки восстановит декоративное покрытие. Если такой возможности нет, используйте те же методы, что и для очистки серебра.
По мнению большинства наших современников, профессор Лебединский – это человек, доходчиво спевший о предательских настроениях среди лодочников. Мировая научная общественность знает другого профессора Лебединского – замечательного ученого прошлого века, автора метода получения родия из рудного остатка.
Дело в том, что в природе родий находится в минералах, богатых сразу несколькими платиноидами . Выделение родия, особенно в промышленных масштабах, представляет собой трудноразрешимую проблему.
Уильям Волластон, первооткрыватель родия, достаточно легко синтезировал натриеводородистую соль родия – а после долго калил розово-красный порошок в струе водородного пламени, чтобы получить несколько капель чистого металла.
Профессор В. В. Лебединский противопоставил традиции прокаливания силу холода. Охлаждая сложный раствор солей платиноидов, он добился выпадения в осадок смеси соединений родия и иридия. Сегодня методом Лебединского ежегодно высвобождается из сопутствующих пород около 30-ти тонн чистого родия.
Родий – значит розовый?
«Родон» по-гречески значит «роза». Судя по названию, родий должен быть подобен расцветающему цветку. Однако красные тона присущи лишь соединениям родия; сам же металл неокрашен, а его блеск схож с блеском – хотя и не столь ярок.Полированный родий отражает около 80% света, падающего на его поверхность – в то время как серебро поглощает лишь 5%, а 95% светового потока – возвращает. Тем не менее, многие технические зеркала покрывают родием, а не серебром. Причина в том, что платиноид тугоплавок и способен работать в условиях чрезвычайно высокой плотности электромагнитного излучения – в том числе и инфракрасного диапазона. Там, где из-за перегрева серебро не выдерживает и суток, родиевое покрытие служит годами.
Львиная доля добываемого родия потребляется автомобильной промышленностью. Отличные каталические свойства металла позволяют производить из его сплавов нейтрализаторы выхлопных газов. Значительная часть родия уходит на изготовление катализаторов для химической индустрии. Сплав родия с платиной вот уже несколько десятилетий является незаменимым инструментом производства азотной кислоты.
Родий нужен везде!
Твердость, прочность и износоустойчивость сплава платины и родия пришлись по вкусу стеклоделам. Через платино-родиевые фильеры тянется оптическое волокно, техническая стеклонить, плоское стекло для мониторов.Ученые заказывают платино-родиевые емкости для выращивания кристаллов. Дифракционные решетки современных спектрометров также изготавливаются из сплава благородных металлов. Электроника, для которой губительны искровые разряды, использует родий для покрытия особо ответственных контактов. Термопары из родия и иридия служат в высокотемпературных – до 2200°С – термометрах.
Родиевое покрытие предохраняет различные материалы от коррозии.
Ювелирное родирование
Первыми родирование начали применять техники. Ювелирная отрасль долгое время не находила нужным использовать уникальные свойства родия. Однако повышение популярности ювелирного серебра и высокий спрос на белое золото заставило мастеров искать методы предотвращения абразивного износа изделий и повышения эстетического потенциала изделий.Серебро, помимо прочего, склонно к потускнению, а доступные способы очистки изделий не всегда позволяют сохранить художественную выразительность благородных металлов. Белое золото заметно желтит, что мешает восприятию красоты .
Гальваническое нанесение родиевого покрытия решает проблему. Украшения из родированного серебра выглядят на редкость аристократично. Присущая ювелирному серебру не самой высокой пробы легкая оцвеченность, возникающая из-за введения меди в состав лигатуры, нивелируется родием.
Кроме того, родий, нанесенный на серебро, исключает возможность возникновения окисной пленки на металле. Родированные изделия не нуждаются в чистке, в течение длительного времени сохраняют парадный блеск, прекрасно очищаются мягкими моющими средствами.
Долговечность родиевого покрытия
Родиевое покрытие не вечно, но срок его службы зависит от нескольких факторов. Первый – толщина. Родирование, проводимое исключительно в декоративных целях, может быть связано с нанесением на изделие слоя платиноида толщиной в одну десятитысячную миллиметра! Подобное воздействие применяется для упрочнения верхнего слоя изделия (твердость и прочность родия сравнима с параметрами стали).Столь тонкий слой родия почти не меняет цвета изделия и поэтому широко применяется при изготовлении ювелирной продукции из цветных – зачастую весьма хрупких – .
Непрозрачный слой родия может достигать толщины в 25 тысячных миллиметра. Именно так родируют изделия, предназначенные для каждодневной носки. Обручальное кольцо, покрытое слоем родия в 25 микрон, сохраняет свои внешние достоинства в течение не менее чем десяти лет!
По опыту пользования, возобновление родиевого слоя на кольцах, серьгах, цепочках требуется раз в пять лет и реже – в зависимости от интенсивности использования изделия. Во многих случаях качественно выполненное родирование украшает металл десятилетиями.