معلومات وحقائق عن عنصر الروديوم

معلومات وحقائق عن عنصر الروديوم والذي يتميز بأنه عنصر معدني لونه أبيض- فضي، ويتميز بأنه عنصر عاكس لدرجة كبيرة، كما أنه مقاوم للصدأ. يُعتبر أكثر العناصر ندرةً وأعلاها قيمة بالعالم –أكثر من الذهب والفضة- , الاسم مشتق من الاسم اليوناني "رودون-Rhodon” والذي يعني الوردة, بناءً على اللون الأحمر لأملاحه.

حقائق عن العنصر:

العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 45
الرمز الذري (في جدول العناصر الحديث):Rh
الوزن الذري (متوسط كتلة الذَّرة): 102.90550
الكثافة: 12.41غم/سم3
الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلب
درجة الذوبان: 3.567 درجة فهرنهات (1.964 درجة سيلسيوس)
درجة الغليان: 6.683 درجة فهرنهات (3.695 درجة سيلسيوس)
عدد النظائر (ذرات نفس العنصر لكن بعدد مختلف من النيوترونات): 24 عنصر، نصف أعمارهم معروف, واحد مستقر
النظائر الأكثر شيوعًا: نظير مستقرRh-103

الخصائص:

الروديوم هو واحد من ستة عناصر معدنية في مجموعة البلاتين (بلاتين, بلاديوم, روديوم, أوزميوم, إريديوم, روثينيوم). يُصنَّف أيضًا كعنصر نبيل, هذا يعني أنه لا يتفاعل بسهولة مع الأكسجين. يعمل أيضًا كمادة مُحفِّزة مذهلة ومقاومة للتآكل والأكسدة. بعض الخصائص المميزة لمجموعة البلاتين تتضمن درجات ذوبان عالية، غير سُميّة ومقاومة للتآكل والأكسدة, وفقًا لـChemistry Libretexts
يعد الروديوم الأكثر ندرةً في مجموعة البلاتين؛ يتواجد بنسبة جزء واحد فقط من أصل 200 مليون في قشرة الأرض, وفقًا لـ Chemistry Libretexts
لديه كثافة أقل ودرجة ذوبان أعلى من البلاتين، كما أنه لا يتأثر بالهواء والماء إلى درجة حرارة 1.112 فهرنهات (600 درجة سيلسيوس) وفقًا لـLenntch

اكتشافه:

اكتُشِفَ عنصر الروديوم عام 1803 بواسطة عالم الكيمياء الإنجليزي ويليام هايد والستون-William Hyde Wollaston بعد فترة قصيرة من اكتشافه لعنصر البلاديوم. استخرج والستون الروديوم من قطعة البلاتين الخام والتي حصل عليها من جنوب أمريكا الجنوبية. يوجد الروديوم غالبًا مع رواسب البلاتين ويتم الحصول عليه عن طريق تكرير وتعدين البلاتين.

في البداية، نُبِّهَ والستون إلى احتمالية وجود عنصر جديد في خام البلاتين بواسطة الكيميائي الفرنسي هيبوليت فيكتور كوليت ديسكوتيلس-Hippolyte-Victor Collet-Descotils, والذي اعتقد أن سبب اللون الأحمر لبعض أملاح البلاتين يرجع إلى وجود معدن غير مكتشف. وبعد سلسلة من التفاعلات الكيمائية تمكن والستون من إزالة البلاتين والبلاديوم من عينة من البلاتين الخام, وبقي مسحوق لونه أحمر داكن, والذي تحوَّل لكلوريد صوديوم الروديوم وفقًا لـ Jefferson Lab
الاستخدامات:

الاستخدام الأساسي للروديوم هو في المحولات المحفزة والتي يتم تصميمها لتنقية وتنظيف انبعاثات السيارات –عادة مع البلاتين و/أو البلاديوم– وذلك عن طريق تقليل كمية أكسيد النيتروجين الموجود في عوادم السيارات. بدون محفزات الروديوم فإن الهواء في مدننا سيكون أسوأ بكثير نتيجة عوادم السيارات.

يُعتبر الروديوم عنصرًا لامعًا ومقاومًا لفقدان البريق؛ فيستخدم في إنهاء صناعة المجوهرات, وفي أضواء الكشافات والمرايا. يتم وضعه في قوالب أيضًا مع البلاتين من أجل محركات الطائرات التوربينية. بالحديث عن الصناعة الكيمائية، فإنه يستخدم كمحفز في صناعة حمض النيتريك وحمض الأسيتيك والتفاعلات الهيدروجينية, وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء (RSC).

استخدامات أخرى تشمل تغطية الألياف البصرية, البوتقات, العناصر المزدوجة حراريًا وعاكسات الضوء الأمامي. بما أن لديه مقاومة كهربائية قليلة ومقاوم للتآكل فإنه يُستخدم كمادة موصلة كهربائيًا وفقًا لـ RSC

في الغالب يتم خلط الروديوم مع البلاتين والإريديوم لصناعة معدن مضاد للأكسدة من أجل تحمل درجات الحرارة العالية. هذه السبائك يتم استخدامها في أفران الحث الكهربائي, رأس القلم, إبر الفونوغراف, الأسلاك المقاومة للحرارة العالية، أقطاب كهربائية للشرارات, وفي الاتصالات الكهربائية وفقًا لـLenntch

الروديوم ليس لديه استخدام بيولوجي معروف ولا يستخدم من أجل العمليات الحيوية. بينما بعض من مركبات الروديوم تعتبر مسببة للسرطان, لكن ليس هناك أي حالات من البشر بُلِّغَ عنها تأثرت بهذا العنصر على كل حال. هذا من الممكن أن يكون بسبب أنه نادرًا ما يتم التعامل مع مثل هذه المركبات. الاختبارات على النباتات أظهرت أنها أقل العناصر سُمِّية في مجموعة البلاتين وفقًا لـ Lenntech
على الرغم أن الروديوم يُعتبر بشكلٍ عام عنصرًا غير سام, إلّا أن بعضًا من مركباته تعتبر سامة ومسببة للسرطان. يتكون الرودويوم في الطبيعة من نظير واحد مستقر:Rh-103

من كان يعلم؟!

خليط من الروديوم والبلاتين يُستخدم في أجهزة تنظيم نبضات القلب.
استخراج خليط من المعادن يتكون تقريبًا من 60% بلاتين, 30% بلاديوم و10% روديوم, وفقًا لموقع Mining.com
الروديوم مقاوم لمعظم الأحماض.
معدن الروديوم نادرًا ما يُستخدم بمفرده وفي الغالب يُستخدم في خليط أو سبيكة.
من الثلاثة معادن الثمينة (الروديوم, والبلاتين، والبلاديوم) تُستخدم حاليًا في المحولات المُحفِّزة للمرْكَبات, يمتلك الروديوم القدرة الأكبر في إزالة أكسيد النيتروجين من عوادم السيارات. لديه أيضًا نشاط عالٍ جدًا لأكسدة الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون, ومقاومة جيدة للغاية للسموم الموجودة في العوادم نظرًا لـEastern Catalytic . عيبه الأساسي هو تكلفته المرتفعة.
كل مركبات الروديوم يمكن اختزالها أو تحليلها بسهولة عن طريق التسخين لإنتاج مسحوق معدني (معدن إسفنجي).

تعدين الروديوم:

الروديوم التجاري يتم الحصول عليه من تكرير النحاس والنيكل. في الطبيعة يوجد بمفرده أو مع عناصر البلاتين الأخرى. يمكن العثور عليه في رمال الأنهار في أمريكا الجنوبية والشمالية, و في كبريتيد النحاس والنيكل الخام في أونتاريو, وكندا وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.

نظرًا لندرته, حجمه القليل بالسوق والعرض المُرَكَّز –تنتج جنوب إفريقيا حوالي 80 % من الروديوم الموجود في العالم– يجعل الأسعار غالبًا متقلبة وفقًا لـ Mining.com. على سبيل المثال, وصل سعر الروديوم 10.025$ لكل أونصة وذلك قبل حدوث أزمة 2008 المالية. عام 2017 ارتفع سعر الروديوم لأكثر من الضعف, بإضافة 1000$ لكل أونصة منذ أن وصل إلى أدنى مستوياته منذ 12 عامًا منتصف 2016.
تخزين طاقة الشمس:

على الرغم من أن الروديوم وجد مكانة في الصناعة الصلبة في تنظيف وتنقية عوادم السيارات, والعديد من المشاريع البحثية الجديدة تُبيِّن أن العنصر النفيس من الممكن أن يحمل فاعلية أكثر بكثير, خاصة في دوره الأول كمحفز.

في واحدة من هذه الدراسات, الباحثون السويسريون في معهد بول شيرير- Paul Scherrer Instituteوالمعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ- ETH Zurich طوروا عملية كيميائية جديدة تستخدم طاقة الشمس الحرارية في تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى وقود عالي الطاقة. تحتوي هذه العملية الكيميائية على مادة جديدة وهي مزيج من أكسيد السيريوم وكميات صغيرة من الروديوم كمحفز. يُعَد اكتشافهم خطوة كبيرة تجاه التخزين الكيمائي للطاقة الشمسية (والتي تعد مشكلة كبيرة للعلماء). هذه النتائج الجديدة تم نشرها في جريدة علوم الطاقة والبيئة
Energy and Environmental Science