Rhodium

Eigenschaften
[Kr] 4d8 5s1 45 Rh Periodensystem
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 F Leichtent- zündlich [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.

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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)