Rodio, un metal raro del grupo del platino y sus aplicaciones
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El rodio es raro metal del grupo del platino (PGM) químicamente estable a altas temperaturas, resistente acorrosióny se utiliza principalmente en la producción de convertidores catalíticos para automóviles.
Propiedades
- Símbolo atómico: Rh
- Número atómico: 45
- Categoría de elemento: metal de transición
- Densidad: 12,41 g/cm³
- Punto de fusión: 3567 °F (1964 °C)
- Punto de ebullición: 6683 °F (3695 °C)
- Dureza de Moh: 6.0
Características
El rodio es un metal duro de color plateado que es muy estable y tiene un alto punto de fusión. El rodio metálico es resistente a la corrosión y, como PGM, comparte las excepcionales propiedades catalíticas del grupo.
El metal tiene una alta reflectancia, es duro y duradero, y tiene tanto una baja resistencia eléctrica como una resistencia de contacto baja y estable.
Historia
En 1803, William Hyde Wollaston pudo aislar el paladio de otros PGM y, en consecuencia, en 1804 aisló el rodio de los productos de reacción.
Wollaston disuelto platino horas en agua regia (una mezcla de ácido nítrico y clorhídrico) antes de agregar cloruro de amonio y hierro para obtener paladio. Luego descubrió que se podía extraer rodio de las sales de cloruro que quedaban.
Wollaston aplicó agua regia y luego un proceso de reducción con gas hidrógeno para obtener rodio metálico. El metal restante mostró un tono rosado y recibió su nombre de la palabra griega 'rodon', que significa 'rosa'.
Producción
El rodio se extrae como subproducto del platino y níquel minería. Debido a su rareza y al complejo y costoso proceso requerido para aislar el metal, existen muy pocos yacimientos naturales que proporcionen fuentes económicas de rodio.
Como la mayoría de los PGM, la producción de rodio se concentra en el complejo Bushveld en Sudáfrica. El país representa más del 80 por ciento de la producción mundial de rodio, mientras que otras fuentes incluyen la cuenca Sudbury en Canadá y el Complejo Norilsk en Rusia.
Los PMG se encuentran en varios minerales, como dunita, cromita y norita.
El primer paso en la extracción de rodio del mineral es la precipitación de metales preciosos como el oro,plata, paladio y platino. El mineral restante se trata con bisulfato de sodio NaHSO4y fundido, dando como resultado sulfato de rodio (III), Rh2(ASI QUE4)3.
Luego se precipita el hidróxido de rodio usando hidróxido de sodio, mientras que se agrega ácido clorhídrico para producir H3RhCl6. Este compuesto se trata con cloruro de amonio y nitrito de sodio para formar un precipitado de rodio.
El precipitado se disuelve en ácido clorhídrico y la solución se calienta hasta que los contaminantes residuales se queman, dejando atrás el metal de rodio puro.
Según Impala Platinum, la producción mundial de rodio se limita a solo alrededor de 1 millón de onzas troy al año (o aproximadamente 28 toneladas métricas) al año, mientras que, en comparación, en 2011 se produjeron 207 toneladas métricas de paladio.
Alrededor de una cuarta parte de la producción de rodio proviene de fuentes secundarias, principalmente convertidores catalíticos reciclados, mientras que el resto se extrae del mineral. Los grandes productores de rodio incluyen Anglo Platinum, Norilsk Nickel e Impala Platinum.
Aplicaciones
Según el Servicio Geológico de EE. UU., los catalizadores para automóviles representaron el 77 % de toda la demanda de rodio en 2010. Los convertidores catalíticos de tres vías para motores de gasolina usan rodio para catalizar la reducción del óxido de nitrógeno a nitrógeno.
Aproximadamente del 5 al 7 por ciento del consumo mundial de rodio es utilizado por el sector químico. Los catalizadores de rodio y platino-rodio se utilizan en la producción de oxo-alcohol, así como para producir óxido nítrico, materia prima para fertilizantes, explosivos y ácido nítrico.
La producción de vidrio representa entre el 3 y el 6 por ciento adicional del consumo de rodio cada año. Debido a sus altos puntos de fusión, fuerza y resistencia a la corrosión, el rodio y el platino se pueden alear para formar recipientes que sostienen y dan forma al vidrio fundido. También es importante que aleaciones que contienen rodio no reaccionan ni oxidan el vidrio a altas temperaturas. Otros usos del rodio en la producción de vidrio incluyen:
- Para formar casquillos, que se utilizan para producir fibra de vidrio al extraer vidrio fundido a través de orificios (ver foto).
- En la producción de pantallas de cristal líquido (LCD) debido a las altas temperaturas requeridas para fundir las materias primas y la calidad del vidrio requerida.
- En la producción de vidrio de pantalla para pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT).
Otros usos del rodio:
- Como acabado para joyería (galvanoplastia de oro blanco)
- Como acabado para espejos.
- En instrumentos ópticos
- En conexiones eléctricas
- En aleaciones para motores de turbinas de aviones y bujías
- En reactores nucleares como detector de niveles de flujo de neutrones.
- en termopares