عنصر رودیم

رودیم عنصری از جدول تناوبی با عدد اتمی 45 است که به گروه نهم و تناوب پنجم از این جدول تعلق دارد. این عنصر با نماد شیمیایی Rh نشان داده شده و فلزی است که در برابر خوردگی و دما بالا بسیار مقاوم است. رودیم دوام زیادی داشته و بسیار براق است. نام این عنصر برگرفته از واژه ی یونانی رودون به معنای گل رز است. رنگ این فلز در هنگام کشف به رنگ قرمز مایل به صورتی بوده و دانشمندان ظاهر بسیار زیبای آن را تحسین می کردند. اما بعدها مشخص شد که رودیم در بیشتر مواقع به رنگ سفید مایل به نقره ای است. رودیم از نظر شیمیایی بی اثر بوده و در دمای اتاق لکه دار نمی شود. به دلیل هم دوام بالای آن است که به عنوان فلزی گرانبها شناخته می شود.

تاریخچه رودیم

بعد از این که فلز پالادیوم توسط دابلیو. اچ والستون کشف شد، این دانشمند در هنگام جداسازی فلز پلاتین از سنگ معدن، تصادفی، عنصر رودیم را کشف کرد. ماده اولیه به کار رفته توسط این دانشمند، سنگ پلاتینی بود. موادی که والستون برای جداکردن پالادیوم استفاده کرد، نیتروهیدروکلریک اسید، آهن و کلرید آمونیوم بود. این دانشمند با کاهش دادن کلرید رودیم، با استفاده از هیدروژن به عنوان عامل کاهنده، رودیم به رنگ صورتی را جدا کرد. در تصفیه پلاتین و نیکل، رودیم به عنوان محصول جانبی تولید می شود. وجود این فلز در سنگ معادنی که طلا، نقره و پلاتین دارند، بعضی از مواقع مشاهده می شود.

خواص رودیم

رودیم در برخی از خواص مانند پایداری شیمیایی خوبی که دارد و کاتالیزور بودن، با فلزات کمیاب گروه پلاتین مشابه است. رودیم عنصری است که رسانای جریان برق و حرارت است. یکی دیگر از خواص مهم این فلز گرانبها، داشتن بازتاب کنندگی عالی آن است. چون رودیم هدایت الکتریکی خوبی دارد، در تماس های الکتریکی استفاده می شود. مقاومت این عنصر به حدی است که حتی در مواقع گرمایش هم دچار اکسید شدن نمی شود.

یکی از خواص رودیم، جذب اکسیژن در هنگام ذوب شدن و آزاد کردن این گاز در هنگام انجماد است. این عنصر انحلال خوبی در نیتروهیدروکلریک اسید داشته ولی در اسید نیتریک نمی تواند حل شود. نقطه ذوب رودیم 1963 درجه سانتی گراد بوده و در دمای 3695 درجه سانتی گراد می جوشد.

ایزوتوپ های رودیم

در رودیم به دست آمده به شکل طبیعی فقط یک نوع از ایزوتوپ آن به نام رودیم 103 مشاهده می شود. از میان ایزوتوپ های رودیم، رودیم 101 با نیمه عمر 3.3 سال، رودیم 102 با نیمه عمر 207 روز و رودیم 99 با نیمه عمر 16,1 روز، پایدارترین است. اما تعداد روادیوایزوتوپ هایی از این عنصر که به طور مصنوعی ساخته شده اند، 20 مورد هستند که بیشتر آن ها دارای نیمه عمری کمتر از یک ساعت هستند. از بین این رادیوایزوتوپ ها، رودیم 100 و رودیم 105، نیمه عمرهایی بیشتر دارند.

استخراج رودیم

تولید فلزات گروه پلاتین که بیشتر در آفریقای جنوبی مشاهده می شوند، تحت دو فرایند پی در پی تصفیه اولیه فلزات پایه و تصفیه تکمیلی در پالایشگاه انجام می شود. این فلز تحت مراحل اصلی چون شناورسازی، خردایش، ذوب و تبدیل نهایی تولید می شود. روندی که رودیم با آن تولید می شود شامل ابتدا فرایند رسوب دهی از سنگ معدن های PGM است. سپس به باقیمانده، بی سولفات سدیم اضافه کرده و ذوب کنند تا سولفات رودیم تولید شود. رسوب فلز رودیم از سولفات باریم با مراحل دیگری است. وقتی به این ترکیب، هیدروکسید سدیم اضافه می شود، هیدروکسید رودیم رسوب کرده که با اضافه کردن اسید کلریدریک، ترکیب H₃RhCl₆ ایجاد شود.

سپس با افزودن این ماده به نیتریت سدیم و کلرید آمونیوم، رسوب رودیم تولید می شود که با حل شدن در اسید کلریدریک و گرم شدن، فلز رودیم به شکل خالص به دست می آید.

کاربرد رودیم

از رودیم به دلیل مقاومت بسیار بالا در کوره های صنعتی به عنوان ترموکوپل و سنجش دماهای بالا استفاده می شود. در آلیاژهایی که حاوی کروم و تیتانیوم هستند با استفاده از رودیم، مقاوم تر شده و در سوزن های گرامافون، نوک های قلم، ترموکوپل، ابزارهای پزشکی و جراحی، موتورهای توربین هواپیما، رابط های الکتریکی، سیم پیچ های کوره و ... استفاده می شود. برای اندازه گرفتن سطح شار نوترون در رآکتورهای هسته ای، از رودیم به عنوان ردیاب به کار گرفته می شود. در تولید شیشه و فایبرگلاس نیز این فلز کاربرد دارد. برای این که نواقص جواهرات پنهان شده و آن ها را بتوان براق، صیقلی و ترمیم کرد، فلز رودیم استفاده می شود.