عادةً يحتاج إلى 1700 درجة حرارة لينصهر.. البلاتين باهظ الثمن “ينصهر” في اليد بفضل معدن آخر
منذ أن عرف الانسان المعادن وأنواعها وصنفها العلماء الى فئات تنوع معها مقدار انتشارها واطلاع عامة الناس على أهميتها.
فالحديد والنحاس على سبيل المثال كانا أكثر معرفة لدى عامة الناس نظرا لاستخداماتهم المتعددة كمادة أولية في العديد من الصناعات والحرف والمهن المنتجة للأدوات التي تستخدم بشكل كبير في نشاطات الإنسان اليومية..
أما الذهب فكان عنوانا للمعادن الثمينة التي شكلت رمزا لثروة الانسان وأصبحت فيما بعد ملجأ لحفظ مدخراته، والكثير منا يعلم أن أحد أثمن المعادن هو البلاتين ولكننا لا نعلم أهميته الحقيقية والسبب الهام الذي منحه هذه القيمة..
فالجدير بالذكر أن البلاتين مادة باهظة الثمن فهو مسرع جيد للعديد من التفاعلات الكيميائية. لذلك يعتبر مساعدا لا غنى عنه عند الحاجة إلى الحصول بسرعة على كمية كبيرة من المنتج.
وتشير مجلة Nature Chemistry ، إلى أنه كما هو معروف البلاتين معدن نادر، لذلك فهو باهظ الثمن. كما أن خصائصه تظهر بوضوح عندما يكون في الحالة السائلة. بيد أن صهر هذا المعدن ليست عملية سهلة، لأنه ينصهر بدرجة حرارة 1700 درجة مئوية.
ولكن، اكتشف علماء الكيمياء، أن معدن الغاليوم الرخيص، يبقى في الحالة السائلة حتى في درجة حرارة الغرفة، لأن درجة حرارة انصهاره 30 درجة مئوية، أي أنه “ينصهر” في اليد.
ويقول العالم اريفور رحيم من جامعة نيو ساوث ويلز، “إنه معدن سائل، لذلك يمكننا اعتباره مذيبا”.
ويضيف، بعد تسخين الغاليوم والبلاتين إلى 300 درجة مئوية خلال ساعتين حصل علماء الكيمياء الأستراليون على “البلاتين السائل”، الذي يبقى في الحالة السائلة حتى في درجة حرارة الغرفة. والبلاتين في الحالة السائلة يصبح محفزا فعالا (معجلا للتفاعلات الكيميائية).
والمثير في الأمر، أن كمية ضئيلة من البلاتين تكفي للحصول على ( البلاتين السائل) وأن فعاليته في هذه الحالة تزداد بأكثر من 1000 مرة مقارنة بالحالة الصلبة.
Dr Md. Arifur Rahim, UNSW Sydney. جرات البلاتين (برتقالية اللون) وذرات الغاليوم (الرمادية اللون)
وأظهرت نتائج النمذجة أن ذرات البلاتين تجعل ذرات الغاليوم المحيطة بها تعمل كمحفزات أيضا.
ويقول الدكتور أندرو كريستوفرسون، الباحث في معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا. “تحت تأثير البلاتين، يحدث تحول سحري للغاليوم. ولكن من دون البلاتين هذا لا يحصل.
و وفقا لمعلوماتي، هذه طفرة جديدة تماما في عملية التحفيز، لم يسبق لأحد أن اكتشف شيئا مشابها”.
واتضح أن “البلاتين السائل” ليس فقط أكثر فاعلية، بل وعمليا أكثر من نظرائه الصلبة. لأنه من السهل “تحديث” المحفزات السائلة (تنظيفها من الشوائب المتراكمة عند الحاجة). هذا يعني أنها تعمل فترة أطول.
و وفقا للعلماء، يمكن استخدام “البلاتين السائل” في “اصطياد” غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وإنتاج الأمونيا للأسمدة وإنتاج المستحضرات الطبية والأدوية ومجالات عديدة أخرى.
المصدر: فيستي
اقرأ أيضاً: الأونصة الواحدة منه بـ14000 دولار.. الروديوم أندر المعادن على وجه الأرض وأغلاها
كانت قطعة من حجر البلاتينيوم الخام النقي هدية العالمين الإنكليزيين وليام هايد ولاستون وسميثسون تينانت عشية عيد الميلاد عام 1800، اشتُرِي هذا الحجر الخام وهُرِّب سرًا من مستعمرة غرناطة الجديدة في أمريكا الجنوبية (كولومبيا حاليًا) بسعر 795 يورو، وتعادل 1,051.99 دولارًا وقتها، ويبلغ سعرها حاليًا 23,206.23 دولارًا.
بنى العالمان آمالًا كبيرة على هذه القطعة من الحجر، واعتقد ولاستون أنه يستطيع إيجاد عملية كيميائية تستطيع بدورها تحويل هذا الخام الصلب إلى بلاتينيوم مطاوع، ولم يدرك العالم ولاستون أن عطايا حجر الميلاد هذا لن تتوقف، فهذه العينة تملك أسرارًا جديدة مخفية.
المعدن النادر الذي لم يسبق للعلماء معرفته من قبل هو اليوم المعدن الأكثر قيمةً وسعرًا على هذا الكوكب، الروديوم العنصر الكيميائي ذو الرمز Rh والرقم الذري 45.
اكتشاف غير متوقع:
مستخدمًا خام البلاتينيوم المهرب، وفي غضون سنوات عدة، قام ولاستون بما لم يستطع العلماء الأوائل القيام به، إذ إنه توصل إلى عملية كيميائية عزل فيها الروديوم وجعله لينًا.
أذاب العالم في مختبره الواقع في حديقة منزله الخلفية المعدن، وأنتج موادًا قابلة للذوبان وموادًا غير قابلة للذوبان. وبعد ترسيب المحلول القابل للذوبان، لاحظ وجود أملاح حمراء اللون، وهذه الأملاح ليست نوعًا من البلاتينيوم، واشتبه بوجود شيء آخر في هذه العينة.
في العامين 1803 و1804، أعلن ولاستون اكتشافه معدنين آخرين من المعادن القيمة في تلك العينة. أطلق على الأول اسم البلاديوم، وسمى الثّاني الروديوم.
ما هو الروديوم؟
أطلق ولاستون اسم الروديوم على المعدن الجديد، وهو مشتق من كلمة «رودون»، وهي كلمة يونانية الأصل وتعني الوردة، وذلك بسبب الأملاح الحمراء التي ترسبت في محلول الأكوا ريجا، الذي يعرف بالماء الملكي (وهو محلول دخاني لونه أصفر وبرتقالي، وأطلق الكيميائيون عليه هذا الاسم نظرًا إلى قدرته على إذابة المعادن النبيلة كالذهب والبلاتينيوم).
يقول شون بيترسون مشرف تطوير وتصنيع المجوهرات في معهد الأحجار الكريمة الأمريكي: «الروديوم هو جزء من مجموعة معادن البلاتينيوم، التي تصنف ضمن المعادن النبيلة».
مجموعة معادن البلاتينيوم تتضمن الروديوم، البلاتينيوم، والبلاديوم، (الذي اكتشفه ولاتسون قبل سنة من اكتشافه الروديوم)، هذه المعادن لها الخصائص نفسها، وغالبًا ما توجد معًا في الطبيعة، وهي ذات سعر مرتفع، مثل الذهب والفضة، نوّه بيترسون: «المعادن الثمينة تمتاز عن غيرها من المعادن، ومن تلك المزايا ندرة وجودها ومظهرها الجذاب، فضلًا عن متانتها وقابليتها للتشكيل».
الروديوم معدن فائق اللمعان ومقاوم للتآكل، هذه الميزات أدخلته في ميدان الصناعات، ومنها صناعة السيارات والمجوهرات ومختلف الصناعات الكهربائية والكيميائية.
واستنادًا لما قاله بيترسون، فإن غلاء سعر الروديوم سببه ندرة وجوده، وصرّح: «يعود ارتفاع سعر الروديوم إلى حد كبير إلى ندرته، والحاجة إليه عالميًا نظرًا إلى استخدامه في تصنيع السيارات»، وقد نصت قوانين جديده تهدف إلى تقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة، التي تنتج من تصنيع السيارات، وخاصةً في الصين وأوروبا، إذ توجه لهما أصابع الاتهام بكثرة لتسببهما في ارتفاع الأسعار.
يبلغ سعر أونصة الروديوم اليوم 14000 دولارًا، أما البلاتينيوم فيبلغ سعره 959 دولارًا للأونصة، وأونصة البلاديوم سعرها 1866 دولار، بينما سعر أونصة الذهب هو 1783 دولار.
لا يوجد الروديوم في الطبيعة بشكله النقي، بل يُستخرج على صورة جزيئات بعد عمليات تكرير للبلاتين والنحاس والنيكل، ويكون منتجًا ثانويًا ضئيل الحجم.
وإن كنت تفكر في البحث عن الروديوم، فأول مكان يجب أن تتجه إليه هو إفريقيا الجنوبية، إذ تعد من أغزر الأماكن التي تنتج الروديوم، ويُنتج في البلاد بعمليات تعدين هائلة للبلاتينيوم، ويمكن العثور عليه في رمال أنهار أميركا الشمالية والجنوبية، ويوجد في مدينة أونتاريو في كندا ضمن خام النحاس والنيكل.
عمومًا، الروديوم ليس مؤذيًا طالما لست بصانع مجوهرات:
منذ ثلاثينيات القرن الماضي، بدأ الناس بتعدين الروديوم منتَجًا للبلاتينيوم، بعد أن اكتشفوا كميات كبيرة من رواسب خام البلاتينيوم في إفريقيا الجنوبية في مدينة ترانسيفال. ومنذ ذلك الوقت، لم تسجل أي حادثة إصابة للبشر، وإن احتمال أن يتعرض البشر مباشرةً لكمية كبيرة من الروديوم هو أمر بعيد الحدوث.
بعد إجراء اختبارات على النباتات تبين أن الروديوم هو العنصر الأقل سمية من مجموعة معادن البلاتينيوم، ولم يُختبر على البشر، وذلك بسبب ندرته، ولكن من المعروف أن استنشاقه ضار. يقول بيترسون :«تستخدم طرق أمان معينة عند الطلاء بالروديوم، وذلك بسبب الأبخرة الناتجة عنه، التي تعد ضارة».
الروديوم يزيد من نظافة البيئة وبريق المجوهرات:
هل تعلم أن الروديوم هو االقاسم المشترك بين كلٍ من السيارات، المجوهرات والعلكة؟
تبين أن 80% من الروديوم المنتج عالميًا يستخدم في السيارات بوصفه محولًا مساعدًا على احتراق الغازات، وذلك للحصول على انبعاثات أقل ضررًا بالبيئة.
إن من مميزات الروديوم قدرته الفريدة على تحطيم روابط جزيئات أكسيد النتروز، وتعرف أيضًا بانبعاثات أكاسيد النتروجين؛ هذه الغازات السامة ذات اللون الداكن، التي تنبعث نتيجة احتراق الوقود الأحفوري في السيارات، والشاحنات، ومحركات التوربين، والزوارق، ومحطات توليد الكهرباء، وغيرها العديد من مسببات هذا الضرر الكبير.
ولقد أسهم الروديوم بهذه الميزة في التخفيف إلى حد كبير من ضرر هذه الانبعاثات على أجسادنا وعلى ثقب الأوزون، ويعد أيضًا منشطًا لصنع حمض النتريك وحمض الخليك أو للتفاعلات الهيدروجينية، ويعد عنصرًا أساسيًا في صناعة المنثول لنكهة النعناع في العلكة، ويستخدم طلاءً للعديد من المواد، مثل الألياف والمرايا البصرية والمواد الكهربائية وعاكسات المصابيح، وذلك لمقاومته العالية للتآكل وناقليته الكهربائية.
يفضل البشر استخدام الروديوم، خاصةً في صناعة المجوهرات المتألقة، ويقول بيترسون: «يتوق صانعو المجوهرات إلى إدخال الروديوم في عملية تصنيع المجوهرات، نظرًا إلى بريقه ولونه المشابه للون الفضة فضلًا عن قساوته العالية، وهذه الميزة تزيد من مقاومة المجوهرات للتآكل والخدش»، وأضاف: «يعد مادةً ضعيفة التحسيس، أي أنه آمن للأشخاص الذين يعانون من الحساسية، تجاه المجوهرات المصنوعة من السبائك المعدنية». ولأنه لا يحتوي على أية آثارٍ للنيكل، يستطيع هؤلاء الذين يعانون من الحساسية أن يبقوا مطمئنين على معاصمهم عند ارتداء الأساور المطلاة بالروديوم.
ليس من السهل التعامل مع هذا المعدن النفيس:
إن معدن الروديوم عالي القساوة ودرجة انصهاره عالية جدًا، إذ تبلغ 3565 درجة فهرنهايت، أي 1963 درجة مئوية، وهذا ما جعل من عملية تصنيعه ومعالجته من قبل صانعي المجوهرات صعبة جدًا، صرّح بيترسون: «من الصعب التعامل مع الروديوم بحد ذاته في جميع مجالات صناعة المجوهرات»، وأضاف: «إن استخدامه الأكثر شيوعًا في مجال صناعة المجوهرات، بوصفه طلاءً فوق السبائك المعدنية، إما لحمايتها من التآكل، أو لتحسين لون القطعة».
فلمعان الروديوم وبريقه ومتانته إيجابيات محدودة لهذا المعدن النادر، ولكن بسبب صعوبة التعامل معه، فإن سماكة الطلاء بالروديوم تكون قليلة وسريعة الزوال.
يضيف بيترسون: «إنه خادع، وبهذا يكون طلاء الروديوم طبقةً سماكتها قليلة، تغلّف المجوهرات، وسيفقد الروديوم مع مرور الوقت قيمته بسبب تكرار الاستعمال».
والجدير بالذكر أن صانعو المجوهرات يميلون إلى استخدام الروديوم على القطع التي لا تتعرض للكثير من الاحتكاك، ولا تُرتدى بكثرة مثل الأقراط والأطواق.
ويفضلون إعادة طلاء تلك القطع بالروديوم كل عام أو عامين، ولكن كمية الروديوم المستخدمة في طلاء قطعة المجوهرات قليلة جدًا، وتكلفة هذه العملية معقولة نسبيًا.
فطلاء المجوهرات بالروديوم متوفر على الإنترنت، ويتراوح من 300 دولار إلى 5000 دولار، وهذا الفرق في السعر يعود إلى تصميم القطعة، والمعدن الأساسي الذي صنعت منه، و وجود أحجار كريمة فيها، وليس بسبب سعر مادة الروديوم.
بفضل اكتشاف ولاستون للروديوم قبل 200 عام، تمكنا الآن من ارتداء مجوهرات مطلية بأغلى معدن، وقيادة سيارات يدخل أغلى معدن على الأرض في صناعتها.
المصدر: howstuffworks ترجمة: .ibelieveinsci
