Rodyum kimyasal elementinin atom numarası 45 ve sembolü Rh harfidir. Sert, gümüşi beyaz ve korozyona dayanıklı nispeten nadir bir geçiş metalidir. Bir platin grubu elementi ve soy metaldir. Doğal olarak sadece 103Rh izotopunu içerir. Rodyum doğal olarak oluşan bir metaldir ve tipik olarak serbest metal şeklinde, diğer metallerle alaşım halinde veya çok seyrek olarak bowieite ve rhodplumsite gibi minerallerde kimyasal bileşik olarak bulunur. En pahalı ve en nadir bulunan değerli metallerden biridir.
Diğer platin grubu metallerle birlikte rodyum da nikel veya platin cevherlerinde bulunur. Adını klor bileşiklerinden birinin gül renginden almış ve 1803 yılında William Hyde Wollaston tarafından bu cevher yataklarından birinde bulunmuştur.
Küresel olarak üretilen tüm rodyumun %80’inden fazlasını oluşturan elementin birincil kullanım alanı, otomobillerde kullanılan üç yollu katalitik konvertörlerdeki katalizörlerden biridir. Rodyum tipik olarak platin veya paladyum ile alaşım haline getirilir ve yüksek sıcaklığa ve korozyona dayanıklı kaplamalarda kullanılır çünkü metal korozyona ve agresif kimyasalların çoğuna karşı inerttir ve nadir bulunur. Rodyum kaplama sıklıkla beyaz altının görünümünü iyileştirmek ve som gümüşün korozyonunu önlemek için kullanılır.
Bir bileşeni silikon hidrür ve diğeri vinil sonlu silikon içeren iki parçalı bir silikon karıştırılır; bu sıvılardan biri rodyum kompleksi içerir. Rodyum zaman zaman silikonları sertleştirmek için kullanılır.
Nükleer reaktörlerde nötron radyasyonu seviyesini ölçmek için rodyum dedektörleri kullanılır. Rodyum ayrıca asetik asit üretiminde ve tıbbi öncüller oluşturmak için kullanılan asimetrik hidrojenasyon tekniklerinde de kullanılır.
Rodyum’un Tarihçesi
William Hyde Wollaston, paladyumu keşfettikten kısa bir süre sonra 1803 yılında rodyumu keşfetti (rodyumun Yunanca karşılığı “gül “dür). Büyük olasılıkla Güney Amerika’dan gelen ham platin cevherini kullanmıştır. Yönteminde cevher aqua regia içinde çözüldü ve asit sodyum hidroksit (NaOH) ile nötralize edildi.
Daha sonra amonyum klorür ekledi ve platini amonyum kloroplatinat halinde çöktürdü.
Çinko; bakır, kurşun, paladyum ve rodyum dahil olmak üzere diğer metallerin çoğuyla birlikte çökelmiştir. Paladyum ve rodyum dışındaki tüm metaller seyreltilmiş nitrik asitle çözülmüştür. Rodyum, Na3[RhCl6]·nH2O olarak sodyum klorür eklenerek çöktürülen paladyumun aksine aqua regia içinde çözünmez.
Gül kırmızısı çökelti çinko ile muamele edilmeden önce etanol ile temizlendi, bu da rodyumu iyonik kombinasyondan dışarı itti ve serbest bir metal olarak serbest bıraktı.
Uzun yıllar boyunca bu nadir element sadece idareli bir şekilde kullanıldı; örneğin rodyumdan yapılan termokupllar yüzyılın başında 1800 °C’ye kadar sıcaklıkları ölçebiliyordu. Bunlar 1300 ila 1800 °C sıcaklık aralığında çok kararlıdır.
Süs amaçlı ve korozyona dayanıklı bir kaplama olarak elektrokaplama ilk önemli uygulamadır. Üç yollu katalitik konvertör ilk kez 1976 yılında Volvo tarafından kullanıldı ve bu da rodyum talebinde bir artışa yol açtı. Rodyum, egzozdaki NOx miktarını düşürmek için daha önce kullanılan platin veya paladyum yerine üç yollu katalitik konvertörde kullanılmıştır.
Güçlü, gümüşi, uzun ömürlü metal rodyum yüksek yansıtma özelliğine sahiptir. Isıtıldığında bile rodyum metali tipik olarak bir oksit üretmez. Rodyum yalnızca erirken ortamdan oksijen emer; katılaştığında ise oksijeni serbest bırakır. Platine kıyasla rodyum daha az yoğunluğa ve daha yüksek bir erime noktasına sahiptir. Asitlerin çoğu onu etkilemez; ancak nitrik asit onu tamamen çözünmez hale getirirken, aqua regia onu sadece hafifçe çözer.
Rodyum’un Moleküler Bileşimi
Rodyum periyodik tablonun 9. grubunun bir üyesidir, ancak en dış kabuklarındaki elektron dizilimi grup için normdan sapmaktadır. Yakın elementler olan niyobyum (41), rutenyum (44) ve paladyum (46) da bu tuhaflığı sergilemektedir.
Rodyum tipik olarak +3 oksidasyon durumunda bulunur, ancak 0 ila +7 oksidasyon seviyeleri de kaydedilmiştir.
Rodyum, rutenyum ve osmiyumdan farklı olarak herhangi bir uçucu oksijen bileşiği üretmez. Şu anda bilinen kararlı oksitler arasında Rh2O3, RhO2, RhO2·xH2O, Na2RhO3, Sr3LiRhO6 ve Sr3NaRhO6 bulunmaktadır.
Halojen bileşikleri için neredeyse her potansiyel oksidasyon durumu iyi bilinmektedir. Bazı örnekler arasında rodyum (III) klorür, rodyum triflorür, rodyum pentaflorür ve rodyum heksaflorür bulunur. Sadece ligandlar mevcut olduğunda düşük oksidasyon durumları kararlıdır.
Wilkinson tarafından kullanılan katalizör olan klorotris(trifenilfosfin)rodyum(I), en yaygın kullanıma sahip rodyum-halojen bileşiğidir. Alkenler bu katalizör kullanılarak hidroformillenir veya hidrojenlenir.
Rodyum’un İzotopları
Rodyum doğal halinde sadece 103Rh izotopunu içerir. En uzun yarı ömürlü radyoaktif elementler 3,3 yıl sonra bozunan 101Rh, 207 gün sonra bozunan 102Rh, 2,9 yıl sonra bozulan 102mRh ve 16,1 gün sonra bozulan 99Rh’dir. Atom ağırlıkları 92.926 u (93Rh) ile 116.925 u (117Rh) arasında değişen yirmi radyoizotop daha tanımlanmıştır. 100Rh (20,8 saat) ve 105Rh (35,36 saat) hariç, çoğunun yarı ömrü bir saatten azdır. Rodyumun bir dizi meta hali vardır, en kararlı iki hali 102mRh (0,141 MeV) ve 101mRh (0,157 MeV) olup, her ikisinin de yarı ömürleri sırasıyla 4,34 gün ve yaklaşık 2,9 yıldır (bkz. rodyum izotopları).
Rutenyum ana bozunma ürünüdür ve 103’ten küçük izotoplar (kararlı izotop) için elektron yakalama ana bozunma yöntemidir. Paladyum ana üründür ve 103’ten büyük izotoplar için beta emisyonu ana bozunma mekanizmasıdır.
Rodyum’un Bulunurluğu
Yer kabuğundaki en nadir elementlerden biri olan rodyumun sadece milyonda 0,0002 parça (2 1010) olduğu düşünülmektedir. Fiyatlandırması ve ticari uygulamaları kıtlığından etkilenmektedir. Rodyum genellikle nikel meteoritlerinde 1 pb konsantrasyonda bulunur. Testlere göre bazı patateslerde rodyum miktarı 0,8 ila 30 ppt arasındadır.
Rodyum, endüstriyel olarak çıkarılması zor bir metaldir çünkü çok az sayıda rodyum içeren mineral vardır ve cevherler genellikle paladyum, gümüş, platin ve altın gibi diğer metallerle birleştirilir. Bulunduğunda platin cevherlerinden eritilmesi zor olan beyaz atıl bir metal olarak çıkarılır. Ana kaynakları Güney Afrika, Rusya’daki Ural Dağları ve Kuzey Amerika, özellikle de Sudbury, Ontario bölgesindeki bakır-nikel sülfür madenciliği sektörüdür. Sudbury’nin çok düşük rodyum zenginliğine rağmen, işlenen nikel cevherinin yüksek hacmi rodyum geri kazanımını ekonomik hale getirmektedir.
Rodyum en çok Güney Afrika (2010’da neredeyse %80) ve ardından Rusya tarafından ihraç edilmektedir.
Her yıl dünya çapında 30 ton üretilmektedir. Rodyumun fiyatlandırması inanılmaz derecede istikrarsızdır. Rodyum 2007 yılında ağırlık olarak altından neredeyse sekiz kat, gümüşten 450 kat ve bakırdan 27.250 kat daha pahalıydı. Maliyet 2008 yılında bir an için ons başına 10.000 $’ı (kilogram başına 350.000 $) aşmıştır. 2008’in üçüncü çeyreğinde rodyum fiyatları dramatik bir düşüşle ons başına 1.000 doların (kilogram başına 35.000 dolar) altına geriledi. 2010 yılının başlarında fiyatlar 2.750 $’a (kilogram başına 97.000 $) yükselerek altın fiyatının iki katından fazla bir artış göstermiş, ancak 2013 yılının sonlarına doğru tekrar 1.000 $’ın altına düşmüştür.
Çoğu metal, siyasi ve mali sorunların yol açtığı aşırı arz ve aşırı düşük petrol fiyatlarının bir sonucu olarak fiyat düşüşleri yaşadı. 2014 ve 2015 yıllarında Çin, Hindistan ve diğer gelişmekte olan ülkelerin ekonomileri durgunlaşmıştır. Çin 2014 yılında motosikletler hariç toplam 23.722.890 adet otomobil üretmiştir[Daha fazla bilgi gerekli] Sonuç olarak, Kasım 2015’in sonlarında rodyumun fiyatı Troy ons (31,1 gram) başına 740,00 ABD doları olmuştur.
Oldukça değişken bir piyasa fiyatına sahip bir metal olan rodyum sahipleri zaman zaman çok avantajlı bir konumda yer almaktadır çünkü rodyum içeren daha fazla cevher çıkarmak aynı zamanda başta platin ve paladyum olmak üzere daha bol bulunan diğer değerli metalleri içeren cevherleri de çıkarmayı gerektirmektedir ki bu da piyasada aşırı arz yaratarak diğer metallerin fiyatını düşürecektir.
Piyasa, fiyatları artıran rodyum arzı açısından genellikle tamamen kısıtlı kalır. Bunun nedeni, rodyum elde etmek için bu diğer metalleri basitçe çıkarmanın ticari olarak uygun olmamasıdır.
Üreticilerin emisyon hile yazılımlarının kullanıldığı uzun yıllar boyunca katalitik konvertörlerde gerçekte ne kadar rodyum (ve diğer değerli metallerin) kullanıldığının bilinmemesi de dahil olmak üzere birçok nedenden dolayı, bu arz açığı durumundan kurtulmak gelecekte oldukça zor olabilir. Rodyum çoğunlukla ıskartaya çıkarılmış eski araçlardan elde edilen geri dönüştürülmüş katalitik konvertörlerde bulunur. Kasım 2020 başında rodyumun spot fiyatı troy ons başına 14.700 ABD dolarıydı. Metals Daily’de rodyumun fiyatı Mart 2021 başında troy ons başına 29.400 ABD dolarına yükseldi.
Kaynak: Wikipedia
