آیا می‌دانید کمیاب ترین فلز دنیا چیست؟ در یک کلمه باید بگوییم که فلز رودیوم به عنوان کمیاب ترین فلز گرانبهای دنیا شناخته می‌شود که در صنعت خودرو و جواهرسازی کاربرد زیادی دارد. در شب کریسمس سال ۱۸۰۰، دانشمند انگلیسی، ویلیام هاید ولاستون، تکه‌ای از سنگ معدن تقریبا خالص پلاتین را که مخفیانه از مستعمره اسپانیایی Nueva Granada (کلمبیای امروزی) به قیمت ۷۹۵ پوند (۱۰۵۱.۹۹ دلار) در سال ۱۸۰۰ به ارزش ۶.۲۳,۲۳ دلار امروز) خریداری و قاچاق کرد. او امید زیادی داشت و معتقد بود که می‌تواند یک فرآیند شیمیایی جدیدی ایجاد کند که سنگ معدن جامد را به یک پلاتین چکش خوار تبدیل نماید.
این کمیاب ترین فلز دنیا، اسرار مختص به خودش را داشت؛ فلزی جدید و کمیاب که پیش از این برای علم ناشناخته بود. امروزه، فلز رودیوم با ارزش‌ترین فلز گرانبها در این سیاره است: رودیوم، یک عنصر شیمیایی با نماد Rh و عدد اتمی ۴۵ شناخته می‌شود. در این مقاله قصد داریم درباره کمیاب ترین فلز دنیا یعنی رودیوم صحبت کنیم. برای خواندن ادامه مطلب، مجله کارآهن را دنبال کنید.
فلز رودیوم: یک کشف غیرمنتظره
ویلیام هاید ولاستون با قاچاق تکه‌ای از سنگ معدن پلاتین، کاری کرد که دانشمندان قبلی قادر به انجام آن نبودند: او به یک فرآیند شیمیایی دست یافت که پلاتین را جدا کرده و آن را شکل‌پذیر کرد.
هنگامی که این دانشمند سنگ معدن پلاتین را در آزمایشگاه باغ حیاط خلوت خود حل کرد، پسماندهای محلول و غیر محلول تولید به وجود آورد. پس از رسوب محلول، متوجه شد که نمک‌های قرمز رنگی باقی مانده‌اند.
او متوجه شد که نمک‌های قرمز، پلاتین نیستند. به همین دلیل ولاستون مشکوک بود که چیز دیگری در نمونه وجود داشته باشد. در سال‌های ۱۸۰۳ و ۱۸۰۴، ولاستون اعلام کرد که با نمونه سنگ معدن پلاتین، دو فلز گرانبها دیگر را کشف کرده است. او یکی را پالادیوم و دیگری را فلز رودیوم نامید.
در عکس زیر، وسایل ویلیام هاید ولاستون برای کشف فلز رودیوم مشاهده می‌شود:
رودیوم چیست؟
رودیوم فلزی فوق‌العاده براق و مقاوم در برابر خوردگی است که در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، جواهرات، صنایع شیمیایی و الکتریکی مفید بوده است. به گفته شان پترسون، ناظر پژوهش و توسعه هنرهای ساخت جواهرات موسسه گوهرشناسی آمریکا (GIA)، کمبود رودیم و استفاده از آن است که آن را بسیار ارزشمند می‌کند.
پترسون می‌گوید: «نادر بودن آن و تقاضای گسترده جهانی به دلیل استفاده در خودروسازی باعث می‌شود قیمت رودیوم به میزان قابل توجهی افزایش یابد. مقررات جدید برای آلاینده‌های پاک تر در صنعت خودرو، به ویژه در چین و اروپا، به احتمال زیاد مقصر افزایش قیمت رودیم است.
رودیوم هرگز در خالص‌ترین شکل خود یافت نمی‌شود. در عوض، تقریبا همیشه به عنوان یک محصول جانبی کوچک از پالایش پلاتین، مس و نیکل می‌توان آن را به دست آورد.
پترسون می‌گوید: «فلز رودیوم بخشی از گروه فلزات پلاتین است که یکی از فلزات گرانبها محسوب می‌شود. همچنین استخراج رودیوم از خاک با واسطه پلاتین و آهن صورت می‌گیرد».
فلز کمیاب در جدول
در جدول زیر به مشخصات فلز کمیاب یا کمیاب ترین فلز دنیا یعنی رودیوم می‌پردازیم:
| جدول مشخصات رودیوم: کمیاب ترین فلز دنیا | |||||||
| نام کمیاب ترین فلز دنیا | نحوه تولید | مبدع | نماد | عدد اتمی | ویژگی | معایب | کاربرد |
| رودیوم | ترکیب پلاتین و طلا در مایع آکوا رژیا | ویلیام هاید ولاستون در سال ۱۸۰۰ میلادی | Rh | ۴۵ | براق و ضد خوردگی | برای ریه انسان و لایه ازن مضر است | خودروسازی، الکتریک، جواهرسازی و … |
رودیوم در کجا یافت می‌شود؟
اگر می‌خواهید به دنبال رودیوم بروید، بهتر است یک هواپیما به آفریقای جنوبی، بزرگترین تولیدکننده فلز رودیوم از طریق عملیات استخراج پلاتین در این کشور، بگیرید. همچنین می‌توانید آن را در ماسه های رودخانه ای آمریکای شمالی و جنوبی یا در سنگ معدن‌های سولفید مس نیکل در انتاریو کانادا پیدا کنید.
رودیوم چگونه تولید می‌شود؟
ولاستون یکی از فلزات جدید را رودیوم نامید که ریشه در کلمه یونانی گل رز، “rhodon” دارد. این فلز گرانبها به دلیل نمک‌های مایل به قرمزی که در aqua regia (تیزاب سلطانی) حل شده بود به دست آمد. (آکوا رژیا مایعی متمایل به زرد و نارنجی است که کیمیاگران به این نام می‌گویند؛ زیرا می‌تواند فلزات گرانبهایی مانند طلا و پلاتین را در خود حل کند.)
معایب رودیوم
مردم از دهه ۱۹۳۰ پس از یافتن رسوبات زیادی از سنگ معدن پلاتین در ترانسوال آفریقای جنوبی، رودیوم را به عنوان محصول جانبی پلاتین استخراج کردند. از آن زمان، هرگز شواهد ملموسی مبنی بر آسیب رساندن به انسان وجود نداشته است؛ به ویژه از آنجایی که بسیار بعید است که انسان در تماس مستقیم با مقدار قابل توجهی رودیوم باشد.
پترسون می‌گوید: « زمانی که گَرده فلز رودیوم به داخل ریه‌های انسان تنفس می‌شود، می‌تواند خطرناک باشد؛ به ویژه در ساخت جواهرات. در طول فرایند آبکاری [رودیوم]، بخارهایی وجود دارد که برای انسان مضر است. با توجه به خطر سلامتی، روشهای ایمنی هنگام آبکاری جواهرات برای جلوگیری از استنشاق استفاده می‌شود».
کاربرد کمیاب ترین فلز دنیا (رودیوم)
از رودیوم موجود، ۸۰ درصد در مبدلهای کاتالیزوری خودروها برای پاکسازی گازهای خروجی اگزوز استفاده می‌شود. رودیوم در شکستن مولکول‌های اکسید نیتروژن (معروف به انتشار NOx) گاز سمی قهوه‌ای رنگی که توسط خودروهای سوخت فسیلی، کامیون‌ها، قایق‌ها، نیروگاه‌ها و توربین‌ها و …، کاربرد دارد.
اگرچه تأثیر انتشار NOx باعث آسیب جبران‌ناپذیری به بدن و لایه ازن می‌شود، اما بدون رودیوم اوضاع به خوبی پیش نمی‌رود. رودیوم همچنین یک کاتالیزور ضروری برای ایجاد واکنش‌های اسید نیتریک، اسید استیک یا هیدروژن و همچنین کاتالیزوری برای ساخت منتول (طعم نعنایی در آدامس) است. این کمیاب ترین فلز دنیا، از آنجایی که در برابر خوردگی مقاوم است و جریان الکتریکی را به راحتی هدایت می‌کند، به عنوان پوششی برای فیبرهای و آینه‌های نوری، بازتابندههای چراغ‌های جلوی خودرو و مواد الکتریکی استفاده می‌شود.
انسانها به احتمال زیاد مستقیماً با فلز رودیوم در جواهرات مواجه می‌شوند. پترسون می‌گوید: «جواهرسازان به دنبال رودیوم هستند تا در فرآیند ساخت جواهرات استفاده کنند؛ زیرا رنگ آن سفید نقره‌ای روشن و بسیار سخت است که می‌تواند به مقاوم‌تر شدن سایر جواهرات در برابر خراش و خوردگی کمک کند. همچنین ضد حساسیت است که می‌تواند به افرادی که ممکن است به آلیاژهای فلزی خاص جواهرات آلرژی دارند، کمک نماید.
رودیوم حاوی هیچ اثری از نیکل نیست؛ بنابراین حتی حساس‌ترین استفاده کنندگان جواهرات نیز می‌توانند با استفاده از یک دستبند با روکش رودیوم از سلامت مچ دست خود مطمئن شوند.
سختی‌های کار با رودیوم
رودیوم بسیار سخت است و نقطه ذوب بسیار بالایی در ۳۵۶۵ درجه فارنهایت یا ۱۹۶۳ درجه سانتیگراد دارد. به دلیل نقطه ذوب بالاتر آن، دستکاری آن برای جواهرسازان نسبت به فلزات دیگر دشوارتر است.
پترسون می‌گوید: «رودیوم به خودی خود برای اهداف کلی ساخت جواهرات بسیار سخت است. رایج‌ترین استفاده از رودیوم به عنوان آبکاری روی سایر آلیاژهای فلزی است؛ یا برای محافظت در برابر آلرژی یا بهبود رنگ جواهرات مورد استفاده قرار می‌گیرد».
درخشش و دوام آن از مزایای قطعی این کمیاب ترین فلز دنیاست اما چون کار با آن بسیار سخت است، آبکاری آن نازک و به سرعت از بین می‌رود.
پترسون تاکید می‌کند: «روکش رودیوم در جواهرات به صورت یک لایه نازک ظاهر می‌شود. این بدان معناست که با گذشت زمان، ساییدگی و پارگی جواهرات با روکش رودیوم کاهش می‌یابد». سازندگان جواهرات ترجیح می‌دهند از رودیوم روی قطعاتی مانند گوشواره یا گردنبند استفاده کنند که ساییدگی و فرسودگی کمتری پیش روی آن‌هاست و توصیه می‌کنند قطعات را هر یک تا دو سال یکبار تعویض کنید.
رودیوم قیمت
امروزه قیمت رودیوم ۱۴۰۰۰ دلار در هر اونس است. آن را با پلاتین ۹۵۹ دلار در هر اونس، پالادیوم با ۱۸۶۶ دلار در هر اونس یا طلا با ۱۷۸۳ دلار در اونس مقایسه کنید.
از آنجایی که برای روکش جواهرات به فلز رودیوم بسیار کمی نیاز دارید، نسبتا مقرون به صرفه است. شما می‌توانید جواهرات با روکش رودیوم را از ۳۰۰ تا ۵۰۰۰ دلار به صورت آنلاین پیدا کنید اما تفاوت قیمت بیشتر به طراحی، فلز پایه و گنجاندن سنگهای قیمتی مربوط می شود تا خود رودیوم.
فلزات کمیاب
مهم‌ترین فلزات کمیاب دنیا عبارتند از:
- رودیوم
- اسکاندیم
- لانتان
- ایتریم
- پرازئودیمیم
- سریم
- ساماریم
- گادولینیم
- یوروپیم
- دیسپروزیم
- تربیم
- هولمیم
- تولیم
- اربیم
- لوتتیم
- ایتربیم
سایر فلزات گروه پلاتین
شش فلز گروه پلاتین (PGM) عبارتند از:
- رودیوم
- پلاتین
- پالادیوم (که توسط ولاستون فقط یک سال قبل از کشف فلز رودیوم کشف شد)
- روتنیوم
- ایریدیوم
- اوسمیوم
هر کدام از این فلزات ویژگی‌های مشابهی دارند و اغلب با هم در طبیعت یافت می‌شوند. آن‌ها مانند طلا و نقره جزو فلزات گرانبها و کمیاب ترین فلز دنیا هستند. پترسون خاطرنشان می‌کند: «برخی از ویژگی‌های کلیدی که فلزات گرانبها دارند، جذابیت، کارایی، دوام و نادر بودن است.
کلام آخر
در این مقاله به کمیاب ترین فلز دنیا یعنی فلز رودیوم پرداختیم. به لطف کشف رودیوم توسط ولاستون در بیش از ۲۰۰ سال پیش، ما می‌توانیم گرانبهاترین فلز سیاره را بپوشیم و رانندگی کنیم. با این حال گَرده رودیوم می‌تواند برای سیستم تنفسی انسان مضر باشد. بنابراین هنگام استفاده برای روکش جواهرات، باید از دستورالعمل‌های لازم پیروی کنید.
در ضمن فلز رودیوم از ترکیب کردن دو فلز گرانبها مانند طلا و پلاتین به دست می‌آید. در نتیجه رودیوم جزو گروه پلاتین است که با اضافه کردن مایع آکوا رژیا در ترکیب طلا و پلاتین تولید می‌شود.
سوالات متداول
رودیوم تنها فلز کمیاب دنیا است که قیمتی همپای طلا و سایر فلزات فوق گرانبها دارد.
برای به دست آوردن رودیوم، باید فلزاتی مانند پلاتین و طلا را در محلول آکوا رژیا قرار داد که در نتیجه فلز رودیوم به دست آید.
بیشترین کاربرد رودیوم در صنایع خودروسازی، جواهرسازی و الکتریک است.
این فلز گرانبها، براق و مقاوم در برابر خوردگی است.