Element 45 · Overgangsmetaal

Rhodium (Rh)

Rhodium (Rh) is het element met atoomnummer 45, een zilverwit, extreem zeldzaam metaal uit de platinagroep. Het is vaak het duurste edelmetaal ter wereld, soms veel duurder dan goud. Bijna alle rhodium belandt in katalysatoren van auto's, waar het giftige stikstofoxiden uit uitlaatgassen omzet in onschuldig stikstofgas. Daarnaast geeft een laagje rhodium sieraden een spiegelende witte glans.

Rhodium in cijfers
SymboolRh
Atoomnummer45
Atoommassa102,91 u
CategorieOvergangsmetaal
Groep9
Periode5
Blokd-blok
Fase bij 20 °Cvast
Smeltpunt1964 °C
Kookpunt3695 °C
Dichtheid12,41 g/cm³
Elektronenconfiguratie[Kr] 4d8 5s1
Elektronen per schil2, 8, 18, 16, 1
Elektronegativiteit (Pauling)2,28
Oxidatiegetallen+3
Ontdekt1803 door William Hyde Wollaston
Engelse naamRhodium

Eigenschappen van rhodium

Rhodium is hard, glanzend en reflecteert licht zeer goed. Het smelt bij 1964 °C en is buitengewoon bestand tegen corrosie: geen enkel zuur, zelfs koningswater niet, tast het compacte metaal bij kamertemperatuur aan. Ook in lucht blijft het tot hoge temperaturen glanzen; pas roodgloeiend vormt het een oxidelaagje dat bij nog hogere temperatuur weer verdwijnt. In verbindingen heeft rhodium meestal oxidatiegetal +3, zoals in rhodium(III)chloride, dat in oplossing een rozerode kleur geeft. De grote kracht van rhodium is katalyse: het oppervlak bindt moleculen als stikstofmonoxide en koolstofmonoxide en helpt ze om te zetten. Rhodiumcomplexen worden ook in de chemische industrie als katalysator gebruikt, bijvoorbeeld voor het maken van azijnzuur en aldehyden. Natuurlijk rhodium bestaat uit één stabiele isotoop, 103Rh. Ook bij lage concentraties werkt het lang en betrouwbaar, wat het zo waardevol maakt.

Naam. De naam komt van het Griekse rhodon, roos, naar de rozerode kleur van de rhodiumzouten die Wollaston vond.

Atoombouw en plaats in het periodiek systeem

Rhodium staat in periode 5 en groep 9 van het periodiek systeem, in het d-blok.

Een neutraal atoom heeft 45 protonen in de kern en 45 elektronen, verdeeld over 5 schillen: 2, 8, 18, 16, 1. Het periodenummer (5) is gelijk aan het aantal schillen.

Buren in het systeem: links/ervoor: Ruthenium (Ru, 44); rechts/erna: Palladium (Pd, 46); erboven in dezelfde groep: Kobalt (Co); eronder in dezelfde groep: Iridium (Ir).

Andere elementen in groep 9: Kobalt, Iridium, Meitnerium.

Voorkomen

Rhodium is een van de zeldzaamste elementen in de aardkorst, met gemiddeld ongeveer 0,001 gram per ton. Het komt voor in platinahoudende ertsen en in nikkel- en kopererts. Zuid-Afrika levert ongeveer 80 procent van de wereldproductie, uit het Bushveld-complex; Rusland en Zimbabwe volgen. De jaarlijkse productie bedraagt maar zo'n 25 tot 30 ton. Rhodium wordt als bijproduct gewonnen bij de raffinage van platina. Steeds meer rhodium komt bovendien uit gerecyclede autokatalysatoren.

Toepassingen

  • Ongeveer 80 procent van alle rhodium zit in driewegkatalysatoren van benzineauto's, waar het stikstofoxiden omzet in stikstof.
  • Witgouden en zilveren sieraden krijgen vaak een dun laagje rhodium voor een heldere, krasbestendige witte glans.
  • Rhodiumkatalysatoren worden gebruikt bij de industriële productie van azijnzuur en van aldehyden voor weekmakers en zeep.
  • Thermokoppels van platina en platina-rhodium meten temperaturen tot ongeveer 1600 °C in ovens en glasfabrieken.
  • Spiegels en reflectoren in wetenschappelijke instrumenten worden soms met rhodium bekleed.

Veelgestelde vragen

Waarom is rhodium zo duur?

Rhodium is extreem zeldzaam: er wordt jaarlijks maar zo'n 25 tot 30 ton van gewonnen, vooral in Zuid-Afrika. Tegelijk hebben autofabrikanten het hard nodig voor katalysatoren om aan strenge uitstootnormen te voldoen. Omdat het aanbod nauwelijks kan groeien, schiet de prijs bij meer vraag snel omhoog.

Wat is een rhodium laagje op sieraden?

Witgoud is van nature licht gelig. Juweliers brengen er daarom met elektrolyse een heel dun laagje rhodium op aan, dat helder wit glanst en krassen beter weerstaat. Na een paar jaar slijt dat laagje weg, vooral bij ringen, en kan het opnieuw worden aangebracht.

Hoe werkt rhodium in een autokatalysator?

Uitlaatgassen stromen langs een honingraat met een dun laagje platina, palladium en rhodium. Rhodium helpt vooral bij het omzetten van stikstofoxiden in stikstofgas, terwijl de andere metalen koolstofmonoxide en onverbrande brandstof oxideren. Het rhodium zelf wordt daarbij niet verbruikt.

Verder lezen