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化学元素中的钌与铑


实验室k / 2018-12-12

       在中世纪,有一个包括当前的俄罗斯、乌克兰和白俄罗斯的名为罗塞尼亚的地区。因为在命名锗之前,钌已经被发现并按照发现地区命名,这使钌成为第一个按照它被发现的国家的名称来命名的元素(钌(ruthenium)是按照罗塞尼亚(Ruthenia)命名的)。但那片现在称为俄罗斯的地区在该元素的发现者卡尔・克劳斯的时代还不是任何现代国家的组成部分,因此不把钌算在这类元素之内。

钌的基本数据

       钌是贵重金属中的第一种,它是铂族金属中的次要成员之一,在矿石中与铂(78)共生并且与铂共同拥有许多为人们所期待的特性。与它被归类为贵重金属相符合,在日常生活中我们最可能遇到钌的情况是它以闪着暗灰的、像锡蜡一样光芒的镀层出现在珠宝中。由于它的高抗腐蚀性能,在一块便宜许多的基底金属表面镀上一层薄得令人难以置信的非常贵重的钌,要比使用一大块中等贵重的锡蜡更为经济。

       但与大多数铂族金属一样,钌主要被用作催化剂以及合金组分。钌出现在一个特别奇异的例子中:用于高性能涡轮叶片中的单晶超合金,这是由于它的重要性而不计成本。

       当钌的镀层让珠宝闪烁暗灰色的光芒时,它的邻居铑则以产生绚烂的光采而著称。


       铑因其不正常的价格起落而著名。如果你在2004年1月购入1磅铑并在2008年6月抛售,你的投资额将增值22倍,在4年内由5000美元变为110000美元。(而如果你在2008年6月购入5000美元的铑并在5个月后抛售,它就只值380美元。所以铑是会咬人的,小心哦!)

铑的基本数据

       巨大的价格波动部分是由于投机,部分是由于如下事实,即与其他次要的铂族金属一样,铑的供应量主要取决于铂(78)的开采量。铑是铂矿石的次要组分,开采的铂越多,就会得到越多的铑残渣。如果铑的需求量上升,除非铂的价格同时上涨,不然铑的供应量不会相应地增加——单纯为了其中的铑杂质而开采更多的铂矿并不经济。

       铑的另一个著名之处是它的发光性能。看上去像银或铂的廉价人造珠宝通常是因为镀了铑。1微米厚的铑薄膜比世界上所有的铂更为闪亮。(实际上,专家一眼就能够辨认出铑镀层,因为它实在太闪亮了。)这种高光亮程度在反射镜镀层上也能派上用场,例如在探照灯上。

       但可悲的是,到目前为止铑的最主要用途却是完全没有光泽的:它在汽车的催化式尾气净化器中被用作催化剂,这是世界上绝大部分贵重金属的可悲的终极命运。唯一能比铑更好地反射光的元素是银(47),但它对珠宝而言并不很适合,因为银在空气中很容易生锈而失去光泽,并且只被用在必须具有绝对最高可能的反射性能的科学用镜子上。在珠宝中,铑镀层是银的很好的替代物,就像我们在下面要讲到的钯元素的薄镀层一样。


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