Родий – химический символ Rh в периодической системе, представляет собой твёрдый переходный металл серебристо-белого цвета. Благородный металл платиновой группы.
Он был открыт в 1803 году английским химиком Уильямом Хайдом Волластоном, он же открыл палладий за год до этого. Новый металл был назван Родием с древне греческого ῥόδον — роза, типичные соединения родия имеют глубокий тёмно-красный цвет. Цвет можно увидеть, растворив металл в царской водке.
Родий, наряду с палладием и рутением относится к «лёгким» металлам платиновой группы. Вся группа платиновых металлов сокращенно МПГ, включает в себя три тяжелых металла платиновой группы: осмий, платину и иридий плюс три лёгких металла: родий, рутений и палладий.
Родий отличается впечатляющей химической стабильностью, высокой долговечностью, умеренной электрической и тепло-проводностью и высокой твердостью. Все эти свойства и определяют родий как «драгоценный» металл». Его температура плавления очень высока около 1964°C - для сравнения, золото плавится при 1064°C. Родий слегка растворяется только в самых сильных кислотах.
Родий извлекают из самородной платины. Сырую самородную платину помещают в фарфоровые котлы, после чего обрабатывают царской водкой при нагревании в течение суток.
Родий, почти вся платина, палладий, неблагородные металлы (железо, медь и другие), частично рутений и иридий переходят в раствор, а в осадке остаётся осмистый иридий, кварц, хромистый железняк и другие примеси.
Последующим добавлением в раствор хлорида аммония выделяют гексахлороплатинатаммония (NH4)2PtCl6. Оставшийся раствор упаривают, в осадке остаётся до 6 % родия, присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина - всю её с помощью NH4Cl отделить не удаётся, и неблагородные металлы.
Этот осадок растворяют в воде и ещё раз тем же способом отделяют платину. Раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, направляют на очистку и разделение.
Родий и его использование
Родий и остальная часть группы МПГ чаще всего используются в промышленном и ювелирном производствах. Часть металлов МПГ - палладий, рутений и родий также иногда используются для гальванических покрытий ювелирных изделий, но это бывает крайне редко и не всегда рентабельно и довольно сложно с технической точки зрения, другое дело родий - это идеальный металлы для нанесения гальванических покрытий.
Покрытие может быть выполнено как в гальванической ванне методом погружения изделия полностью, так и локально, погружение только части изделий с изоляцией остальной части изделия и точечно с помощью некоторых специальных инструментов – например с помощью гальванического карандаша.
Чаще используются гальванические электролиты родирования сульфатные, сульфаматные и фосфатные для получения износостойких и коррозионноустойчивых покрытий.
Холодный белый блеск родия хорошо сочетается с бриллиантами, фианитами и другими вставками. Родием также покрывают изделия из серебра, что предотвращает их потемнение. Нанесение на ювелирное изделие достаточно толстого родиевого покрытия уменьшает износ и увеличивает твёрдость поверхности изделия, защищая от царапин.
Существует два типа раствора родия для гальваники: белый и черный. Раствор белого родия, создает красивый серебристо-белый блеск на поверхности изделия. Раствор черного родия придает украшениям антрацитовую черную глянцевую поверхность.
Почему родирование используются в ювелирном деле?
В серебряных украшениях слой родия значительно увеличивает их блеск, а также защищает их от естественного окисления. Окисление, почернение, которое может происходить в серебряных украшениях, вызвано влажностью, воздухом и потом.
При носке таких изделий все равно необходимо проявлять осторожность - даже родиевое покрытие не сможет полностью защитить ваши серебряные украшения от чрезмерного потоотделения.
В ювелирных изделиях из белого золота использование родиевого покрытия является модным трендом. В отличие от серебра, золото не склонно к изменению цвета. Белое золото имеет естественный желтоватый оттенок, поэтому после покрытия родием ювелирные изделия из белого золота действительно становятся идеально белыми. Также родий несет защитную функцию для поверхности золотых изделий.
Если ювелирное изделие поцарапано, то обычно для того, чтобы придать первозданный внешний вид и блеск нужно отполировать только слой родия, поэтому клиент теряет меньше золота, чем при восстановлении глянца на непокрытых украшениях. Общие потери не очень велики - максимум сотые или десятые доли грамма, в зависимости от размера украшения и степени повреждения. Следует помнить, что все покрытия, в конце концов, стираются.
Скорость износа может быть ниже, если не носить несколько ювелирных изделий рядом, например кольцо близко друг к другу, чтобы избежать истирания поверхностей.
Принцип гальванического покрытия
Гальваническое покрытие представляет собой процесс, при котором постоянный электрический ток заставляет ионы металла из раствора или электрода (анода) перемещаться на второй электрод (катод) для получения покрытия.
Таким образом, используется анод из металла, который постепенно растворяется, в результате чего ионы металла переходят от него к катоду.
Или же используется электролит родия - ионы металлов диспергируются в растворе во время процесса нанесения покрытия. Данный метод используется в ювелирном деле.
Покрытие электролитом включает в себя несколько этапов: обезжиривание, активацию поверхности изделия и само нанесение гальванического покрытия, промывание водой после каждого этапа, по возможности дистиллированной.
Активация поверхности не является необходимой. В основном она служит для удаления тонкого окисленного слоя с поверхности изделий и улучшает качество конечного покрытия. Перед нанесением покрытия ювелирные изделия должны пройти ультразвуковую очистку в УЗВ ванне, при этом часто используются специальные химические реактивы для обезжиривания поверхностей покрываемых изделий.
Процесс родирования ювелирных изделий
Сама гальваническая жидкость в основном представляет собой раствор, в котором диспергированы желаемые металлические частицы или соединения.
Раствор родия состоит из серной кислоты, которая содержит сульфат родия. Другой вариант раствора может содержать ионы родия, им является хлорид родия. Покрытие делается с использованием электрического тока 2,5-3В. Обычно украшения держатся в стеклянной колбе от 30 секунд до 1 минуты, в зависимости от толщины объекта и напряжения тока.
Когда этот этап закончен, несколько раз опускают ювелирные изделия в емкость с водой или под струю проточной воды. Эту воду не нужно дистиллировать.
Ключ к качественному покрытию - чистое украшение. Ёмкости с дистиллированной водой для ополаскивания изделий между этапами нанесения покрытий не должны содержать загрязнений и должны часто заменяться.
То же самое относится и к УЗВ ванне, либо к емкости с раствором для обезжиривания – необходимо тщательное обезжиривание ювелирного изделия.
В самой же ёмкости с электролитом родия необходимо проверить концентрацию родия. Если оно низкое, украшения не будут равномерно покрыты металлом, а цвет исходного металла будет просвечивать. Следовательно, концентрацию электролита необходимо скорректировать или - в идеальном случае - полностью заменить.
Ошибки при нанесении гальванических покрытий
Гальваническое покрытие сродни алхимии - потому как только все необходимые параметры и переменные будут найдены, отработаны до автоматизма и будут чётко установлены, пройдет довольно много времени. Знание всех тонкостей гальванических покрытий больше похоже на магию.
Например, если напряжение тока слишком высокое, ювелирные изделия станут очень черными. В этом случае ювелирные изделия должны быть отполированы и повторно покрыты родием. Если происходит повторное покрытие родием, и покрытый слой будет слишком толстым, он будет плохого качества и в конечном итоге начнет отслаиваться.
Повторное покрытие родием может сделать слой менее компактным и однородным, что может привести к появлению пятен. Поэтому лучше отшлифовать слой покрытия, отполировать и снова повторить весь гальванический процесс.
Пятна могут также появиться на недавно покрытых украшениях. Если украшения не были должным образом очищены или обезжирены, или окисленный слой не был удален. Ювелирные изделия такого типа нужно будет снова покрыть, повторив весь процесс с самого начала.
Основным преимуществом и недостактом гальванического покрытия является то, что родий «обнаруживает» все недостатки поверхностей ювелирных изделий. Покрытие может подчеркнуть царапины, ошибки при литье, которые не были качественно устранены, или плохо отполированную поверхность.
Прежде чем наносить гальваническое покрытие, нужно устранить все дефекты поверхностей.
Покрытие родием меняет внешний вид украшения и делает поверхность более устойчивой к повреждениям, и в тоже время может быть полезно для страдающих аллергией: аллергенный металл скрыт под поверхностью другого металла, поэтому он не раздражает кожу.
Помимо родия, как уже упоминалось выше, украшения могут быть гальванически покрыты золотом, серебром, палладием, рутением или платиной.
Позолота может быть выполнена во всех трех популярных цветах золота - желтом, белом и розовом. Тем не менее, золотое и серебряное покрытие довольно сложны, и ювелирные магазины обычно не предлагают такие варианты. Хорошие, качественные растворы для гальванического покрытия золотом и серебром содержат цианид. Таким образом, существуют гораздо более жесткие меры безопасности для работы с этими решениями.
Родиевое покрытие на сегодняшний день является универсальным и уникальным решением для придания поверхностям изделий белого или черного цветов, улучшает долговечность, красоту, блеск и эстетику.
По материалам: источника
Авторы материала: Алексей Туев и Дмитрий Татауров
