Dünyadaki En Pahalı Metallerden Rodyum Nedir?

Rodyum, Yunanca “gül” anlamına gelen dünyanın en pahalı metallerinden biridir. Son derece yüksek yansıma oranı altından bin kat daha fazladır.

Rodyum, platin grubunda yer alan dünyanın en pahalı metallerinden biridir. Platin, paladyum, osmiyum, iridyum ve rutenyumdan oluşan altı platin grubu metal arasında yer alır. Yansıma ve parlaklık oranı çok yüksek olduğu için özellikle pahalı takılarda kullanılır. Havadan etkilenmediği için metallerin üzerine kaplanarak parlaklık verir. Asitlere, korozyona ve çeşitli atmosfer koşullarına karşı son derece dayanıklı bir metaldir. Büyük oranda otomotiv sektöründe katalitik konvertörlerde kullanılır. Egzoz gazlarının zararlı emisyonlarının etkilerini azaltır. İşlenmesi zor, nadir bulunan, ilginç özellileri olan bu değerli metalle ilgili birçok bilgiyi derlemeye çalıştık.

(İngiliz bilim adamı William Hyde Wollaston)

Tarihçesi

Rodyum, 1803 yılında İngiliz kimyager ve fizikçi William Hyde Wollaston tarafından Peru’dan temin ettiği işlenmemiş bir platin cevherindeki incelemeleri sırasında Londra’da keşfedilmiştir.

Wollaston, platin tuzlarındaki tanımlanamayan kırmızı rengin farklı metallere işaret ettiğini öngörüyordu. Bunu araştırmak için platin cevherini hidroklorik asit ve nitrik asit karışımı (aqua regia) asitle çözerek nötralize etti. Daha sonra amonyum kloroplatinat gibi platini de amonyum klorite ekleyerek çökeltti. Bu işlemin ardından kırmızı renkli rodyum klorür ortaya çıktı. Wollaston, rodyumu keşif çalışmaları sırasında platin grubu metallerinden paladyumu da keşfetmiştir.

1930’lu yıllarda rodyum, elektro-kaplama yöntemi ile gümüş mutfak eşyalarında kaplama olarak kullanıldı. İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra özellikle takı sektöründe rodyum kullanımı artmaya başladı. Son 40 yıl içinde teknolojideki gelişmelere bağlı olarak rodyum, daha ince tabaka olarak kaplama uygulamalarında kullanılıyor.

“Rodyum” kelimesi, Yunanca “rhodon” yani “gül” sözcüğünden türetilmiştir. Rodyum kâşifi Wollaston, rodyum tuzlarının seyreltik çözeltisinin gül kırmızısı renginde olması sebebiyle bu ismi seçti. İngilizcesi “rhodium” şeklindedir.

(Rodyumun en önemli özelliği, yüksek yansıma ve parlaklık oranıdır.)

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Rodyumun kimyasal sembolü “Rh”dir. Atom numarası 45, atom ağırlığı 103’tür. Yoğunluğu 12,41 grcm3’tür. Erime noktası 1964 derece, kaynama noktası 3695 derecedir. Platinden daha yüksek erime noktasına sahip olmasına rağmen yoğunluğu platinden daha azdır. Atom yarıçapı 134 pm, kovalent yarıçapı 142 pm’dir. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 18, 16, 1” şeklindedir. Diğer tüm elementlerden farklı olarak dış kabuğunda sadece 1 elektron vardır. “2, 3, 4, 5, 6” değerlik alabilir. Bileşiklerinde +2 ve +3 değerliklidir. +3 değerlikli tuzları kompleks iyonlar içerir. Kristal yapısı yüzey merkezli kübik kafestir.

Rodyum, periyodik tabloda 9. Grup, 5. Periyot, D-Blok’taki platin grubu elementlerden biridir. Geçiş metalleri element serisinde yer alır. Gümüş beyaz renkte katı bir metaldir. Parlaklığı ve yansıma oranı yüksek elementlerden biridir. Oldukça dayanıklı bir metaldir. Elektrik direnci ve sabit kontak direnci yüksektir. Yüksek korozyon direncine sahiptir. Buharlaşmayla levha haline getirilmiş rodyum, elektrolizle kaplandığında son derece serttir. Yüksek sıcaklıkta klordan etkilenir ve çok sayıda karmaşık bileşikler verebilen kırmızı renkli rodyum klorüre dönüşür.

Rodyum, “Kral Suyu” (aqua regia) adı verilen hidroklorik asit ve nitrik asit karışımı güçlü asitte az miktarda çözünür. Nitrik asitte çözünmez. Pudra halindeki rodyum, sadece derişik sülfürik asitte çözünebilir. Eritilmiş peroksit, alkali siyanür ve sülfatlardan ve gaz halindeki flordan etkilenir. Normal şartlarda genellikle bir oksit oluşturmaz. Yüksek sıcaklıklarda oksit oluşturabilir.

İzotopları

Platin grubu metaller genellikle aynı cevherde bulunur. Rodyum; platin, paladyum, altın ve gümüş gibi metallerle bulunduğu kompleks cevherden çeşitli kimyasal işlemlerle elde edilebilir. Doğal platin alaşımlarında yüzde 1 ila 5 oranında bulunan ender bir metaldir. Ayrıca platin üretiminde beyaz atıl bir metal olarak yan üründür. Nikel ya da bakır üretiminin de yan ürünüdür. Aynı zamanda Uranyum-235’in nükleer fisyon atıklarının bir ürünü de olabilir. Ancak nükleer atıklardan elde edilmesi zor ve pahalıdır.

Doğal rodyum, kararlı Rh-103 izotopundan oluşur. Radyoaktif oranı yüksek izotoplar içerir. Atom kütle numaraları 94 ila 117 arasında değişen 25 adet radyoaktif izotopu bulunur. Radyoaktif izotopları kararsızdır, 18’inin yarılanma ömrü 1 saatten azdır. Rh-103’ten daha ağır izotoplarının birincil bozunma modu beta emisyonu ile paladyum izotoplarıdır. İkincil bozunma modu ise, elektron yakalama yoluyla rutenyum izotoplarıdır.

Bazı rodyum izotopları ve yarılanma ömürleri şöyledir; Rh-99 (16 gün), Rh-101 (3,3 yıl), Rh-102 (207 gün), Rh-105 (35,3 saat).

Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır?

Rodyumun en önemli kullanımları alaşımlar, otomotiv sektörü ve takı sektörüdür. Platin ve paladyum alaşımlarında katalizör görevi görür, bu iki metalin sertleşmesini sağlar, korozyona karşı direnç kazandırır. Platin ve beyaz altının yüzeyinin yansımasını artırır, parlaklık verir. Otomotiv sektöründe motorlarda katalizör dönüştürücü görevi görür. Katalitik konvertörlerde motordan çıkan karbonmonoksit ve diğer zehirli egzoz gazlarını dönüştürerek zararlı emisyon oranlarını en aza indirir. Üretilen rodyumun yaklaşık yüzde 90’ı katalitik konvertörlerde kullanılır.

Takı sektöründe de pahalı metallerden biridir. Endüstride kullanılan önemli bir katalizördür. Rodyum, karakteristik olarak x-ray ışını üretir. Bu sebeple mamografi sistemlerinde kullanılabilen bir metaldir. Nükleer işlemlerde de kullanılabilir. Ayrıca, rodyum alaşımları, kimya laboratuarlarında kullanılan yüksek sıcaklıklara dayanıklı porselen veya çeşitli metallerden yapılmış dayanıklı kroze üretiminde kullanılır. Bir tür sıcaklık sensörü olan uluslararası sıcaklık ölçeği termokupl (ısıl çift), yüzde 90 platin, yüzde 10 rodyum içeren alaşımdan üretilir.

Rodyum, alaşımları ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı ürünler ve alanlar şunlardır; elektrik kontakları, optik aletler, optik elyaf ve aynalar, takılar ve mücevherler, süs eşyaları, saatler, katalitik sistemler, kalemler, sert alaşımlar, kaplamalar, tıbbi cihazlar, elektronik aletler ve cihazların parçaları…

(Rodyumun Eylül 2017 itibariyle ons değeri 4 bin lira civarındadır.)

Bunları Biliyor Musunuz?

• Rodyum, en değerli metaller arasında altın ve platinden sonra dünyadaki en pahalı üçüncü metaldir. En pahalı maddeler arasında ise platinden sonra 15. sıradadır. Bir ons (28,34 gram) rodyumun külçesi yaklaşık 4 bin lira. Gramı yaklaşık 150 liradır.
  
• 2007 yılında rodyumun değeri; altından 8 kat, gümüşten 450 kat, bakırdan 27 bin 500 kat daha fazlaydı. 2008 yılında ons fiyatı 10 bin dolara yükseldi. 2015 yılında ons fiyatı 740 dolardı.
  
• Rodyum fiyatları talebe ve piyasa şartlarına göre değişebilmektedir. Bu sebeple bazen platinden değerli olabilmektedir. Değerli metaller sıralamasında daha alt sıralara da düşebilmektedir. En önemli kullanımı otomotiv sektörü olduğu için araç satışlarıyla doğru orantılı olarak fiyatı değişebilmektedir.
  
• Rodyum, yüksek erime noktası sebebiyle zor işlenir ve pahalıdır. Bu sebeple saf olarak takı ve mücevherlerde nadiren kullanılır. Takılarda genellikle beyaz altın ve platinle alaşım halinde kullanılır.
  
• Rodyum, yansıma oranı oldukça yüksektir. Işığı çok iyi yansıtır. Bu sebeple platin ve beyaz altın gibi takılarda kullanılan metallerle birlikte kullanıldığında elde edilen alaşımın yansımasını artırır. Buna kuyumcu ve mücevher sektöründe “rodyum yansıması” adı verilir.
  
• Neredeyse bütün beyaz altın platin takılar, parlak bir yüzey kazandırmak için rodyum kaplanır. Rodyumun parlaklığının altından neredeyse bin kat daha fazla olduğu belirtiliyor.
  
• Saf rodyum, oda sıcaklığından ve diğer atmosferlerden etkilenmez, yansımasını ve parlaklığını koruyabilir.
  
• Rodyum, pahalı olduğu için zenginliği temsil eder. 1979 yılında ünlü şarkıcı Paul McCartney, Guinness Rekorlar Kitabı tarafından “en çok satan şarkı yazarı” olduğu için rodyum kaplama bir disk ile ödüllendirilmiştir.
  
• Dünyanın en pahalı kalemi ve en pahalı board oyunu gibi rekorlar kitabına giren bazı metal objeler rodyum içerir.
  
• Rodyumun en önemli doğal kaynakları Güney Afrika, Kuzey Amerika ve Ural Dağları’nda bulunur. En büyük rodyum ihracatçısı Güney Afrika ve Rusya’dır.
  
• Yerkabuğundaki rodyum oranı milyonda 0,0002 parça olarak tahmin ediliyor. Dünyadaki rodyum rezervinin 3 bin ton olduğu öngörülüyor.
  
• Dünyada yılda yaklaşık 20-30 ton rodyum üretilmektedir.
  
• Rodyumun saf hali toksik olarak görülmez. Ancak bazı bileşikleri oldukça toksiktir ve kanserojen bir yapıdadır. Bu bileşiklerde kilogramda 12,6 miligram alınması halinde öldürebilir.