Rhodium: le métal le plus cher dans l'automobile

La table périodique de Dmitri Ivanovitch Mendeleïev contient un élément qui est à la fois un trésor joaillier et un matériau industriel crucial. Son numéro est 45, et son nom est rhodium. Il coûte plusieurs fois plus cher que l'or et le platine, il est incroyablement rare et possède des propriétés catalytiques uniques qui aident à rendre l'air des villes plus propre. Aujourd'hui, le rhodium est l'un des métaux les plus demandés au monde, et son importance continue de croître.

Pourquoi l'élément a-t-il reçu le nom de «rhodium»?

Le nom rhodium vient du mot grec ῥόδον (rhodon), qui signifie «rose». Son nom provient de la couleur rose pâle de l'un de ses premiers composés chimiques — le chlorure de rhodium. Le découvreur de l'élément, le chimiste anglais William Wollaston, fut fasciné par cette teinte et décida de célébrer cette délicate association avec le fleur dans le nom du métal.

Pourquoi le rhodium a-t-il le numéro ordinal 45?

Le numéro ordinal 45 signifie que dans le noyau atomique du rhodium se trouvent 45 protons. Dans la table périodique, il est situé dans le neuvième groupe (d'après la classification moderne — 9) ou le groupe VIIIB dans l'ancienne classification, dans le cinquième période. Le rhodium fait partie de la triade «rhodium-palladium-argent» et appartient au groupe des métaux platinum légers.

Histoire de la découverte : encore un métal de la roche platine

L'histoire de la découverte du rhodium est similaire à un roman d'espionnage du XIXe siècle. En 1803, le médecin et chimiste autodidacte anglais William Wollaston, déjà célèbre pour la découverte du palladium, continuait à étudier la platine brute apportée d'Amérique du Sud. Il remarqua que, après l'extraction du palladium, restait un substance sombre-rouge avec des propriétés étonnantes.

Wollaston, par des réactions chimiques complexes (solution dans le vin de guerre, précipitation), fit sécession de la nouvelle substance et, en la restituant, obtint un poudre métallique de rhodium. En 1804, il annonça officiellement la découverte d'un nouveau métal dans un rapport au Royaume de la Société royale. Wollaston ne reçut initialement que quelques grammes de rhodium, demeurant longtemps le seul producteur.

Originalité du rhodium : brillance et résistance

Apparence. Le rhodium est un métal argenté-blanc brillant avec une teinte bleutée forte. Il possède une haute capacité de réflexion.

Inertie chimique. C'est l'un des métaux les plus résistants à la corrosion. Il ne se corrode pas à l'air même lorsqu'il est chauffé à 600°C et ne se dissout pas dans les acides, y compris le vin de guerre. Le rhodium est difficile à fondre (température de fusion 1963°C) et possède une haute résistance mécanique.

Catalyseur. L'application principale du rhodium repose sur sa capacité unique à accélérer les réactions chimiques. Il est particulièrement efficace dans la neutralisation des oxides d'azote, ce qui le rend indispensable dans les catalyseurs automobiles.

Où se trouve le rhodium

Le rhodium est l'un des éléments les plus rares de la croûte terrestre. Sa teneur dans la croûte terrestre est évaluée à 0,0000001 %. Il ne se trouve pas sous forme de minéraux indépendants, mais est extrait comme composant secondaire des minerais de platine et de nickel. Les principaux gisements de rhodium se trouvent en Afrique du Sud, en Russie (sur le péninsule de Kola et dans la région de Norilsk), au Canada et au Zimbabwe. Le prix moyen du rhodium est de 500 à 700 mille dollars par kilogramme, ce qui le fait l'un des métaux les plus chers au monde.

Application du rhodium dans l'industrie

Catalyseurs automobiles. Environ 80% du rhodium extrait est utilisé ici. Dans les catalyseurs catalytiques à trois composants, le rhodium joue un rôle crucial : il transforme les oxydes d'azote toxiques (NOx) en azote et en oxygène inoffensifs.

Industrie chimique. Le rhodium est utilisé comme catalyseur dans la réaction de carboxylation du méthanol pour la production d'acide acétique. Il est également utilisé pour la fabrication d'acide nitrique et pour le hydrogénation des composés organiques.

Industrie du verre et de l'optique. Les alliages platino-rhodiens sont utilisés pour fabriquer des récipients pour la fabrication de verre optique de haute qualité et de fibres de verre, car ils sont résistants au verre fondu et ne le colorent pas. Le revêtement rhodéen sur les projecteurs et les miroirs est exceptionnellement brillant et durable.

Joaillerie. Le rhodiage — processus de recouvrement des bijoux en or blanc ou en argent d'un film fin de rhodium. Cela donne aux bijoux un éclat incroyable, les protège des égratignures et prévient leur ternissement. Environ 5 à 10% du rhodium est utilisé dans la joaillerie.

Électronique. Le rhodium est utilisé pour recouvrir les contacts électriques et les connecteurs dans l'appareillage de mesure précis, car il est résistant à la corrosion et à la formation de films d'oxyde. L'épaisseur du revêtement est généralement de 0,5 à 1 micron.

Futur du rhodium : demande croissante et recherche de substituts

Le futur du rhodium est directement lié aux normes environnementales mondiales. Avec le passage aux véhicules électriques, le rôle du rhodium en tant que composant du catalyseur du moteur à combustion interne peut diminuer. Certains fabricants cherchent des moyens de remplacer le rhodium par des métaux plus économiques, tels que le palladium. Cependant, les exigences environnementales croissantes dans les pays en développement soutiennent la demande. Les technologies de recyclage secondaire du rhodium à partir des catalyseurs usagés sont activement développées. Le rhodium continue d'être indispensable dans l'industrie du verre et chimique.