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Rhodium



Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Rhodium, Rh, 45
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 9, 5, d
Aussehen silbrig weiß metallisch
Massenanteil an der Erdhülle %
Atomar
Atommasse 102,90550 u
Atomradius (berechnet) 135 (173) pm
Kovalenter Radius 135 pm
Van-der-Waals-Radius - pm
Elektronenkonfiguration [Kr] 4d8 5s1
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 16, 1
1. Ionisierungsenergie 719,7 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1740 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2997 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Dichte 12,45 g/cm3
Mohshärte 6
Magnetismus
Schmelzpunkt 2237 K (1964 °C)
Siedepunkt 3968 K (3695 °C)
Molares Volumen 8,28 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 493 kJ/mol
Schmelzwärme 21,5 kJ/mol
Dampfdruck

0,633 Pa bei 2239 K

Schallgeschwindigkeit 4700 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 242,0 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 21,1 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 150 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 0, +1, +2, +3, +4
Oxide (Basizität) Rh2O (amphoter)
Normalpotential 0,758 V (Rh3+ + 3e- → Rh)
Elektronegativität 2,28 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
99Rh

{syn.}

16,1 d ε 2,103 99Ru
100Rh

{syn.}

20,8 h ε 3,630 100Ru
101Rh

{syn.}

3,3 a ε 0,542 101Ru
102Rh

{syn.}

207 d ε 2,323 102Ru
β 1,150 102Pd
102mRh

{syn.}

~2,9 a ε 2,464 102Ru
IT 0,141 102Ru
103Rh

100 %

Stabil
104Rh

{syn.}

42,3 s β 2,441 104Pd
ε 1,141 104Ru
105Rh

{syn.}

35,36 h β 0,567 105Pd
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
103Rh -1/2 8,419 · 106 3,11 · 10-5 6,29
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung
Pulver
[1]
R- und S-Sätze R: 11[1]
S: 16-22-24/25[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.


Rhodium (von griech. rhodeos: „rosenrot“, weil viele Rhodium-Verbindungen rosenrot sind) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Rh und der Ordnungszahl 45.

Das seltene Übergangsmetall ist ein Mitglied der Platinmetalle (nicht zu verwechseln mit der Platingruppe), kommt in Platinerzen vor und wird in Platinlegierungen als Katalysator verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Rhodium (griech. rhodeos „rosenrot“ nach der Farbe vieler seiner Verbindungen) wurde 1803 durch William Hyde Wollaston in einem aus Südamerika stammenden Rohplatinerz entdeckt.

Vorkommen

Wegen des hohen Schmelzpunktes und den Begleitelementen aus der Platinfamilie sowie Gold und Silber ist die industrielle Gewinnung von Rhodium sehr aufwändig. Es wird in der Regel als Ammoniumhexachlororhodat (NH4)3RhCl6 gewonnen und mittels Wasserstoff bei hohen Temperaturen zum Metall reduziert.

Genutzt werden Vorkommen in Südafrika, Ural, Nord- und Südamerika sowie die sulfidischen Kupfer-Nickelerze des Sudbury-Komplexes in Ontario. Die weltweite Jahresproduktion liegt bei ca. 25 Tonnen.

Rhodium könnte auch aus abgebrannten Brennelementen gewonnen werden, in dem es mit einem Anteil von einigen Prozent enthalten ist. Das so gewonnene Rhodium enthält radioaktive Isotope mit Halbwertszeiten von bis zu 45 Tagen und muss deshalb lange genug gelagert werden, bis die Radioaktivität auf ein unbedenkliches Maß abklingt.

Der Preis für 1 kg Rhodium liegt bei etwa 150.000 Euro (je nach Marktlage)

Eigenschaften

  Rhodium ist ein silberweißes, stark glänzendes, beständiges, sehr hartes Metall, welches aufgrund dieser Eigenschaften einen hohen Oberflächenglanz aufweist. Die Wärmeleitfähigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und das Reflexionsvermögen sind höher als bei den anderen Platinmetallen. Erst bei Temperaturen von über 600 °C reagiert Rhodium mit Sauerstoff zu einem Oxid (Rh2O3), das bei höheren Temperaturen wieder zerfällt. Von Mineralsäuren wird Rhodium nicht angegriffen. Auch heißes Königswasser vermag Rhodiumpulver nur langsam aufzulösen. Es zeigt somit Edelmetalleigenschaften. In Cyanid-, Alkali- und Sodaschmelzen und Kaliumhydrogensulfatschmelzen löst es sich.

Verwendung

Rhodium ist das derzeit teuerste Edelmetall und findet deshalb nur in ausgewählten Anwendungen Verwendung. Es wird hauptsächlich als festigkeitssteigernder Zusatz in Platin- und Palladiumlegierungen verwandt. Die Legierungen und auch das reine Metall finden Einsatz als

  • Heizspiralen
  • Düsen in der Herstellung von Glasfasern
  • Thermoelemente (Pt/PtRh)
  • Zündkerzenelektroden im Luftfahrtbereich
  • Laborgeräte
  • Kontaktwerkstoffe
  • Plattierwerkstoffe (Rhodinieren) für optische Geräte
  • Schmuckwaren und für dekorative Zwecke
  • Katalysatoren in der Chemischen Industrie (Ammoniakverbrennung) und Kraftfahrzeugtechnik
  • Plattierung von Zifferblättern (Rolex) und Uhrwerken (Omega)
  • Fahrzeugkatalysatoren
  • Anodenmaterial in Mammografie-Röntgenröhren
  • Brillenfassungen

Rhodiumsalze zeigen zum Teil sehr schöne, intensive Farben (daher auch der Name, siehe Geschichte) Rhodiumsulfatlösung als Grundlage der galvanischen Beschichtung, dem so genannten "Rhodinieren", ist je nach Konzentration gelb bis dunkelorange.

Sicherheitshinweise

Rhodiumverbindungen müssen als ätzend, hochtoxisch und krebserregend angesehen werden. Metallisches Rhodium ist fein verteilt als Pulver oder Staub leicht entzündlich, als kompaktes Metall nicht brennbar.

Quellen

  1. a b c BGIA-Gestis Gefahrstoffdatenbank (nur Pulver, komp. Metall ohne R/S-Sätze)
 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Rhodium aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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