Rodio

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  Face-centered cubic.svg Capa electrónica 045 Rodio.svg
 
45
Rh
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla ampliada
Rhodium powder pressed melted.jpg
Tres formas de rodio: 1 g en forma de polvo, un cilindro de 1 g obtenido por compresión y una esfera de 1 g de rodio fundido.
Información general
Nombre, símbolo, número Rodio, Rh, 45
Serie química Metales de transición
Grupo, período, bloque 9, 5, d
Masa atómica 102,90550 u
Configuración electrónica [Kr] 4d8 5s1
Dureza Mohs 6,0
Electrones por nivel 2, 8, 18, 16, 1 (imagen)
Apariencia Blanco plateado metálico
Propiedades atómicas
Electronegatividad 2,28 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc) 134 pm (radio de Bohr)
Radio covalente 142±7 pm
Estado(s) de oxidación 6, 5, 4, 3, 2, 1,[1]​ -1
(óxido anfótero)
1.ª energía de ionización 719,7 kJ/mol
2.ª energía de ionización 1740 kJ/mol
3.ª energía de ionización 2997 kJ/mol
Líneas espectrales
Rhodium spectrum visible.png
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 12450 kg/m3
Punto de fusión 2237 K (1964 °C)
Punto de ebullición 3968 K (3695 °C)
Entalpía de vaporización 493 kJ/mol
Entalpía de fusión 21,5 kJ/mol
Presión de vapor 0,633 Pa a 2239 K
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada en las caras
Calor específico 242 J/(K·kg)
Conductividad térmica 150 W/(K·m)
Módulo elástico 380 GPa
Velocidad del sonido 4700 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del rodio
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
99RhSintético16,1 dε
γ
-
0,089, 0,353, 0,528
99Ru
-
101mRhSintético4,34 dε
IT
γ
-
0,157
0,306, 0,545
101Ru
101Rh
-
101RhSintético3,3 aε
γ
-
0,127, 0,198, 0,325
101Ru
-
102mRhSintético2,9 aε
γ
-
0,475, 0,631, 0,697, 1,046
102Ru
-
102RhSintético207 dε
β+
β-
γ
-
0,826, 1,301
1,151
0,475, 0,628
102Ru
102Ru
102Pd
-
103Rh100%Estable con 58 neutrones
105RhSintético35,36 hβ-
γ
0,247, 0,260, 0,566
0,306, 0,318
102Pd
-
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El rodio es un elemento químico de número atómico 45 situado en el grupo 9 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Rh. Es un metal de transición, poco abundante, del grupo del platino. Se encuentra normalmente en minas de platino y se emplea como catalizador en algunas aleaciones de platino.

Historia[editar]

El rodio (griego rhodon (ῥόδον) que significa "rosa") fue descubierto en 1803 por William Hyde Wollaston,[2]​ poco después de descubrir el paladio.[3][4][5]​ Utilizó mineral de platino crudo presumiblemente obtenido de América del Sur.[6]​ Su procedimiento disolvió el mineral en agua regia y neutralizó el ácido con hidróxido de sodio (NaOH). Luego precipitó el platino como cloroplatinato de amonio añadiendo cloruro de amonio (NH
4
Cl
). La mayoría de los otros metales como el cobre, el plomo, el paladio y el rodio se precipitaron con zinc. El ácido nítrico diluido disolvía todos menos el paladio y el rodio. De éstos, el paladio se disolvió en agua regia pero el rodio no,[7]​ y el rodio se precipitó mediante la adición de cloruro de sodio como Na
3
[RhCl
6
]-nH
2
O
. Después de ser lavado con etanol, el precipitado de color rojo rosado se hizo reaccionar con zinc, que desplazó el rodio en el compuesto iónico y, por tanto, liberó el rodio como metal libre.[8]

Durante décadas, el raro elemento sólo tuvo aplicaciones menores; por ejemplo, a finales de siglo, los termopares que contenían rodio se utilizaban para medir temperaturas de hasta 1800 °C.[9][10]​ Tienen una estabilidad excepcionalmente buena en el rango de temperaturas de 1300 a 1800 °C.[11]

La primera aplicación importante fue la electroplatización para usos decorativos y como recubrimiento resistente a la corrosión.[12]​ La introducción del triple Convertidor catalítico por Volvo en 1976 aumentó la demanda de rodio. Los convertidores catalíticos anteriores utilizaron platino o paladio, mientras que el convertidor catalítico de tres vías usó Rodio para reducir la cantidad de NOX en los gases de escape.[13][14][15]

Características principales[editar]

Una varilla y una lámina de rodio.

El rodio es un metal dúctil de color blanco plateado. No se disuelve fácilmente en ácidos, aunque finamente dividido sí lo hace en agua regia, y también en ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado y caliente. Tiene un punto de fusión mayor que el del platino y una densidad menor.

Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3, 0 y –1.

Extracción y precios[editar]

No existen minas específicas de rodio: es un subsidiario de otras actividades mineras dedicadas a la obtención de paladio, plata, platino y oro y hay muy pocos minerales que contenga rodio. En Sudáfrica, donde es subproducto del platino, se concentra el 80% de la producción. En Rusia, segundo productor, se lo obtiene como subproducto del níquel.[16]

El principal exportador de rodio es Sudáfrica (aproximadamente el 80% en 2010) seguido de Rusia. [17]​ La producción mundial anual es 30 toneladas. El precio del rodio es muy variable. En 2007, el rodio costaba aproximadamente ocho veces más que el oro, 450 veces más que la plata y 27,250 veces más que el cobre en peso. En 2008, el precio aumentó brevemente por encima de $ 10,000 por onza ($ 350,000 por kilogramo). La desaceleración económica del tercer trimestre de 2008 los precios del rodio retrocedieron bruscamente por debajo de $ 1,000 por onza ($ 35,000 por kilogramo); El precio se recuperó a $ 2,750 a principios de 2010 ($ 97,000 por kilogramo) (más del doble del precio del oro), pero a fines de 2013, los precios eran inferiores a $ 1,000. Problemas políticos y financieros (las economías de China, India y otros países emergentes se desaceleraron en 2014 y 2015. Solo en 2014, 23,722,890 vehículos motorizados se produjeron en China, excluyendo las motocicletas) dieron como resultado un precio de rodio de 740.00 US- $ por onza troy (31.1 gramos) a fines de noviembre de 2015.[18]

Su precio en 2018 a más de 2350 dólares la onza de 28 gramos y el 10 de enero de 2020 alcanzó los 8000 dólares por onza, según la empresa química Johnson[19]

Los propietarios de rodio, un metal con un precio de mercado altamente volátil, se colocan periódicamente en una posición de mercado extremadamente ventajosa: extraer más mineral que contiene rodio también extraerá necesariamente otros metales preciosos mucho más abundantes, en particular platino y paladio, lo que inunda el mercado de esos otros metales, bajando sus precios. Dado que es económicamente inviable simplemente extraer estos otros metales solo para obtener rodio, el mercado a menudo se deja desesperadamente exhausto de suministro de rodio, lo que hace que los precios aumenten. La recuperación de esta posición de déficit de suministro puede ser bastante problemática en el futuro por muchas razones, especialmente porque no se sabe cuánto rodio (y otros metales preciosos) realmente se colocó en los convertidores catalíticos durante los muchos años en que los fabricantes con software para engañar sobre las emisiones estuvo en uso. Gran parte del suministro mundial de rodio se obtiene de convertidores catalíticos reciclados obtenidos de vehículos desechados. A principios de noviembre de 2020, el precio spot del rodio era de US $ 14,700 por onza Troy. A principios de marzo de 2021, el rodio alcanzó un precio de US $ 29,400 por onza Troy en Metals Daily (una lista de metales preciosos).

Combustible nuclear usado[editar]

El rodio es un producto de fisión de uranio-235: cada kilogramo del producto de fisión contiene una cantidad significativa de los metales del grupo de platino más ligero. El combustible es, por lo tanto, una fuente potencial de rodio, pero la extracción es compleja y costosa, y la presencia de radioisótopos de rodio requiere un período de almacenamiento de enfriamiento para múltiples vidas medias del isótopo de vida más larga (101 rh con una vida media de 3.3 años, y 102m rh con un vida media de 2.9 años), o aproximadamente 10 años. Estos factores hacen que la fuente sea poco atractiva y no se ha intentado una extracción a gran escala.[20][21][22]

Usos[editar]

Es galvanizado fácilmente para formar superficies duras, resistentes al desgaste y de brillo permanente, utilizadas tanto en contactos eléctricos estacionarios como corredizos, en espejos y reflectores, y como acabado en joyería. Típicamente, el oro blanco es galvanizado con una capa externa de rodio de 0,05 a 0,5 μm de espesor. Por el espesor tan reducido, los rayones en esta capa pueden permitir la oxidación y esto debilitará aún más la capa de rodio. Lo ideal sería una capa de 2,0 μm para que dure más tiempo. Una joya de oro blanco con rodio puede ser enchapada de nuevo en algunas joyerías.

Otro de sus usos es actuar como catalizador para la hidrogenación y ser activo en la reformación catalítica de hidrocarburos.

Se lo prefiere a otros metales de platino en reducción de óxidos de nitrógeno a nitrógeno y oxígeno.[23]

Se usan catalizadores de rodio en una serie de procesos industriales, especialmente en la carbonilación catalítica de metanol para producir ácido acético por el procedimiento Monsanto.[24]​ También se utiliza para catalizar la adición de hidrosilanos a moléculas con dobles enlaces, un proceso importante en fabricación de ciertos cauchos de silicona.[25]​ Los catalizadores de rodio también se usan para reducir benceno a ciclohexano.[26]

El complejo de un ion de rodio con BINAP ( (2,2′-bis(diphenylphosphino)-1,1′-binaphthyl) ) es un catalizador quiral ampliamente utilizado para síntesis quiral, como en la síntesis de mentol.[27]

Referencias[editar]

  1. «Rhodium: rhodium(I) fluoride compound data». OpenMOPAC.net. Archivado desde el original el 6 de agosto de 2009. Consultado el 10 de diciembre de 2007. 
  2. Wollaston, W. H. (1804). «Sobre un nuevo metal, encontrado en la platina cruda». Philosophical Transactions of the Royal Society of London (en inglés) 94: 419-430. doi:10.1098/rstl.1804.0019. 
  3. Griffith, W. P. (2003). «Rhodium and Palladium - Events Surrounding Its Discovery». Platinum Metals Review 47 (4): 175-183. 
  4. Wollaston, W. H. (1805). «On the Discovery of Palladium; With Observations on Other Substances Found with Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London (en inglés) 95: 316-330. doi:10.1098/rstl.1805.0024. 
  5. Usselman, Melvyn (1978). «La controversia Wollaston/Chenevix sobre la naturaleza elemental del paladio: Un curioso episodio en la historia de la química». Anales de la Ciencia 35 (6): 551-579. doi:10.1080/00033797800200431. 
  6. Lide, David R. (2004). Manual de química y física de la CRC: un libro de referencia de datos químicos y físicos. Boca Raton: CRC Press. pp. 4-26. ISBN 978-0-8493-0485-9. (requiere registro). 
  7. Greenwood&Earnshaw 2nd page=1113
  8. Griffith, W. P. (2003). «Bicentenario de cuatro metales del grupo del platino: El osmio y el iridio - acontecimientos en torno a sus descubrimientos». Platinum Metals Review 47 (4): 175-183. 
  9. Hulett, G. A.; Berger, H. W. (1904). «Volatilización del platino». Journal of the American Chemical Society 26 (11): 1512-1515. doi:10.1021/ja02001a012. 
  10. Measurement, ASTM Committee E.2 .0. on Temperature (1993). Platinum Type. «Manual on the use of thermocouples in temperature measurement». ASTM Special Technical Publication (ASTM International). Bibcode:1981mutt.book.....B. ISBN 978-0-8031-1466-1. 
  11. J.V. Pearce, F. Edler, C.J. Elliott, A. Greenen, P.M. Harris, C.G. Izquierdo, Y.G. Kim, M.J. Martin, I.M. Smith, D. Tucker y R.I. Veitcheva, A systematic investigation of the thermoelectric stability of Pt-Rh thermocouples between 1300 °C and 1500 °C, METROLOGIA, 2018, Volume: 55 Issue: 4 Pages: 558-567 (en inglés)
  12. Kushner, Joseph B. (1940). «chapado de rodio moderno». metales y aleaciones 11: 137-140. 
  13. Amatayakul, W.; Ramnäs, Olle (2001). «Life cycle assessment of a catalytic converter for passenger cars». Journal of Cleaner Production 9 (5): 395. doi:10.1016/S0959-6526(00)00082-2. 
  14. Heck, R.; Farrauto, Robert J. (2001). «Automobile exhaust catalysts». Applied Catalysis A: General 221 (1–2): 443-457. doi:10.1016/S0926-860X(01)00818-3. 
  15. Heck, R.; Gulati, Suresh; Farrauto, Robert J. (2001). «The application of monoliths for gas phase catalytic reactions». Chemical Engineering Journal 82 (1–3): 149-156. doi:10.1016/S1385-8947(00)00365-X. 
  16. Rodio, el metal precioso más caro del mundo (y por qué su precio ha aumentado un 265%) En BBC News Mundo. 13/08/2018
  17. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas USGSYB08
  18. [https:// www. finanzen.net/rohstoffe/rhodiumpreis «rhodiumpreis Aktuell en Euro und Dollar | Rhodium | Rhodiumkurs»]. finanzen.net. 
  19. [Matthey.https://urgente24.com/dinero/mercados/burbuja-extraordinaria-de-un-metal-mas-atractivo-que-el-oro-y-el-platino 'Burbuja' extraordinaria de un metal más atractivo que el oro y el platino.] En Urgente 24, 14/01/2020
  20. Kolarik, ZDenek; Renard, Edouard V. (2005). Abr 05.pdf «Aplicaciones potenciales de platinoides de fisión en la industria». Platinum Metals Review (en inglés) 49 (2): 79. doi:10.1595/147106705x35263. 
  21. Kolarik, ZDenek; Renard, Edouard V. (2003). «Recuperación de platinoides de fisión de valor del combustible nuclear gastado. Parte I Parte I: Consideraciones generales y química básica». Platinum Metals Review 47 (2): 74-87. 
  22. kolarik, zdenek; Renard, Edouard V. (2003). «Parte II: proceso de separación». Platinum Metals Review 47 (2): 123-131. 
  23. Shelef, M.; Graham, G. W. (1994). «Why Rhodium in Automotive Three-Way Catalysts?». Catalysis Reviews 36 (3): 433-457. doi:10.1080/01614949408009468. 
  24. Roth, James F. (1975). «Rodium Catalysed Carbonylation of Methanol». Platinum Metals Review 19 (1 enero): 12-14. 
  25. HeidingsFeldova, M.; Capka, M. (2003). «Rhodium Complexes como catalizadores para la luz cruzada de hidrosililación de caucho de silicona». Journal of Applied Polymer Science 30 (5): 1837. doi:10.1002/App.1985.070300505. 
  26. Halligudi, S. B. (1992). «Hidrogenación de benceno a ciclohexano catalizado por el complejo Rhodium (I) soportado en arcilla de montmorillonita». Reaction Kinetics and Catalysis Letters 48 (2): 547. Bibcode:... 48..505t 1992rkcl ... 48..505t. S2CID 97802315. doi:10.1007/bf02162706. 
  27. «Síntesis asimétrica por catalizadores de binap metálicos». Catálisis aplicada A: General 128 (2): 171. 1995. doi:10.1016/0926-860x(95)00097-6. }

Enlaces externos[editar]