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Ródio

Ródio
Rutênio ← Ródio → Paládio
Co
 
 
45		 Rh
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
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Rh
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Aparência
branco prateado metálico


O Ródio em três diferentes formas: 1g em pó, 1g em cilindro, 1g soldado refundido.
Informações gerais
Nome, símbolo, número Ródio, Rh, 45
Série química Metal de transição
Grupo, período, bloco 9 (VIIIB), 5, d
Densidade, dureza 12450 kg/m3, 6,0
Número CAS 7440-16-6
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica 102,90550 u
Raio atómico (calculado) 134 pm
Raio covalente 142±7 pm
Raio de Van der Waals pm
Configuração electrónica [Kr] 5s1 4d8
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 18, 16, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1 (óxido anfótero)
Óxido
Estrutura cristalina cúbico de faces centradas
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 2237 K
Ponto de ebulição 3968 K
Entalpia de fusão 21,5 kJ/mol
Entalpia de vaporização 493 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar m3/mol
Pressão de vapor 1 Pa a 2288 K
Velocidade do som 4700 m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie  K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 2,28
Calor específico 242 J/(kg·K)
Condutividade elétrica S/m
Condutividade térmica 150 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização 719,7 kJ/mol
2.º Potencial de ionização 1740 kJ/mol
3.º Potencial de ionização 2997 kJ/mol
4.º Potencial de ionização kJ/mol
5.º Potencial de ionização kJ/mol
6.º Potencial de ionização kJ/mol
7.º Potencial de ionização kJ/mol
8.º Potencial de ionização kJ/mol
9.º Potencial de ionização kJ/mol
10.º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida 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%estável com 58 neutrões
105Rhsintético35,36 hβ−

γ
0,247
0,260
0,566
0,306
0,318		105Pd


-
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O ródio é um elemento químico de símbolo Rh de número atômico 45 (45 prótons e 45 elétrons) e de massa atômica igual a 102,9 u. À temperatura ambiente, o ródio encontra-se no estado sólido.

Está situado no grupo 9 da Classificação Periódica dos Elementos. É um metal de transição, pouco abundante, do grupo da platina. É encontrado normalmente em minas de platina e é empregado como catalisador e em ligas de alta resistência com a platina. Foi descoberto em 1803 por William Hyde Wollaston.

Características principais

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O ródio é um metal dúctil de coloração branco prateado, sendo um ótimo refletor de luz. Não é atacado pelos ácidos, porém dissolve-se em água régia ou ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado e aquecido quando finalmente dividido. O Ródio apresenta um ponto de fusão maior que a platina e uma densidade menor.

Seus estados de oxidação mais comuns são +2, +3, 0 e -1.

Aplicações

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A principal aplicação deste elemento é como agente ligante para endurecer platina e paládio. Estas ligas são usadas em bobinas de fornos, buchas para a fabricação da fibra de vidro, componentes de termopares para elevadas temperaturas, eletrodos de ignição (velas) para aeronaves e cadinhos para laboratório.

Outros usos:

  • Como material de contato elétrico (conectores) devido a sua baixa resistência elétrica e elevada resistência a corrosão.
  • Revestimentos de ródio dissolido, obtidas por eletrodeposição ou evaporação, devido a elevada dureza e reflexão óptica são utilizados para a produção de instrumentos ópticos.
  • Este metal encontra uso para a produção de joias e objetos de decoração.
  • Também é utilizado em numerosos processos industriais como catalisador, como catalisador automotivo (conversor catalítico), e na carbonilação do metanol para a formação do ácido acético.

História

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Ródio (em grego: ῥόδον; romaniz.: rhodon que significa "rosa") foi descoberto em 1803 por William Hyde Wollaston,[1] logo após a descoberta do paládio.[2][3][4] Wollaston verificou a existência do elemento ródio, na Inglaterra, num minério não refinado de platina provavelmente proveniente da América do Sul.[5]

O procedimento adotado por Wollaston foi dissolver o minério em água régia,[6] neutralizando o ácido com hidróxido de sódio (NaOH). Precipitou a platina adicionando cloreto de amônio, NH4Cl, como cloroplatinato de amônio. O elemento paládio foi removido como cianeto de paládio após tratar a solução com cianeto de mercúrio. O material remanescente foi uma substância vermelha com cloreto de ródio, do qual isolou o ródio por redução com hidrogênio gasoso.

A primeira grande aplicação de ródio foi a galvanoplastia para fins decorativos e como revestimento resistente à corrosão.[7] A introdução do conversor catalítico de três vias pela empresa Volvo em 1976 aumentou a demanda por ródio. Os conversores catalíticos anteriores usavam platina ou paládio, enquanto o conversor catalítico de três vias usava ródio para reduzir a quantidade de NOx no escapamento.[8][9][10]

Ocorrência

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A extração industrial do ródio é complexa porque nos minérios é encontrado misturado com outros metais, tais como paládio, prata, platina e ouro. É encontrado em minérios de platina, e é obtido livre como metal inerte e branco de difícil fusão. As principais fontes deste elemento estão situadas nas areias dos rios dos montes Urais, na América do Norte e do Sul e também nas minas de cobre — sulfeto de níquel na região de Sudbury (Ontário). Apesar da quantidade em Sudbary seja muito pequena, a grande quantidade de níquel extraída torna rentável a obtenção do ródio como subproduto. Devido as pequenas quantidades de minérios de ródio a produção mundial é de apenas 7 a 8 toneladas anuais.

É também possível extrair o ródio de combustível nuclear queimado, que contém alguma quantidade deste metal. Os radioisótopos obtidos apresentam períodos de meia-vida de até 45 dias. Portanto, a venda do material com esta origem deve ser cuidadosa somente após verificação da não ocorrência de contaminações radioativas.

Isótopos

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O ródio apresenta um único isótopo natural: Rh-103. Os radioisótopos mais estáveis são Rh-101 com meia-vida de 3,3 anos, Rh-102 com uma meia-vida de 207 dias, e o Rh-99 com uma meia-vida de 16,1 dias. Outros vinte radioisótopos foram caracterizados com massas atômicas que variam de 92,926 u (Rh-93) até 116,925 u (Rh-117). A maioria destes apresentam períodos de meia-vida com menos de uma hora, exceto Rh-100 (20,8 horas) e Rh-105 (35,36 horas). Há também numerosos metaestáveis, sendo os mais estáveis o Rhm-102 (0,141 MeV) com uma meia-vida de aproximadamente 2,9 anos e o Rhm-101 (0,157 MeV) com uma meia-vida de 4,34 dias.

O principal modo de decaimento daqueles que apresentam massas abaixo do isótopo natural estável, Rh-103, é a captura eletrônica, e aqueles com massas maiores é a emissão beta. O principal produto do decaimento antes do Rh-103 é o rutênio e depois deste o paládio.

Ródio em joalheria

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O banho de ródio fornece uma camada de proteção à prata e a joias de ouro branco. Tal revestimento serve para ajudar a prevenir o aparecimento de manchas e arranhões nas joias. Um revestimento de ródio, no entanto, não é insensível aos efeitos do desgaste diário e aos materiais abrasivos. Para limitar o desgaste, deve-se evitar o uso das joias com banho de ródio quando se faz atividades de limpeza doméstica, jardinagem e outras atividades que pode destruir rapidamente o ródio. Quando gasta a camada de ródio o metal original fica exposto e assim, no caso do ouro branco, aparece a sua tonalidade ligeiramente amarela por baixo.[11]

Referências

  1. ↑ Wollaston, W. H. (1804). «On a New Metal, Found in Crude Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London (em inglês). 94: 419–430. doi:10.1098/rstl.1804.0019Acessível livremente 
  2. ↑ Griffith, W. P. (2003). «Rhodium and Palladium – Events Surrounding Its Discovery». Platinum Metals Review (em inglês). 47 (4): 175–183. doi:10.1595/003214003X474175183Acessível livremente 
  3. ↑ 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 (em inglês). 95: 316–330. doi:10.1098/rstl.1805.0024Acessível livremente 
  4. ↑ Usselman, Melvyn (1978). «The Wollaston/Chenevix controversy over the elemental nature of palladium: A curious episode in the history of chemistry». Annals of Science (em inglês). 35 (6): 551–579. doi:10.1080/00033797800200431 
  5. ↑ Lide, David R. (2004). CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data. Boca Raton: CRC Press. pp. 4–26. ISBN 978-0-8493-0485-9  Verifique o valor de |url-access=registration (ajuda)
  6. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (em inglês) 2ª ed. [S.l.]: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8 
  7. ↑ Kushner, Joseph B. (1940). «Modern rhodium plating». Metals and Alloys (em inglês). 11: 137–140 
  8. ↑ Amatayakul, W.; Ramnäs, Olle (2001). «Life cycle assessment of a catalytic converter for passenger cars». Journal of Cleaner Production. 9 (5): 395–403. Bibcode:2001JCPro...9..395A. doi:10.1016/S0959-6526(00)00082-2 
  9. ↑ Heck, R.; Farrauto, Robert J. (2001). «Automobile exhaust catalysts». Applied Catalysis A: General (em inglês). 221 (1–2): 443–457. Bibcode:2001AppCA.221..443H. doi:10.1016/S0926-860X(01)00818-3 
  10. ↑ Heck, R.; Gulati, Suresh; Farrauto, Robert J. (2001). «The application of monoliths for gas phase catalytic reactions». Chemical Engineering Journal (em inglês). 82 (1–3): 149–156. Bibcode:2001ChEnJ..82..149H. doi:10.1016/S1385-8947(00)00365-X 
  11. ↑ Ródio - o que é?

Ligações externas

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O Commons possui imagens e outros ficheiros sobre Ródio