Rhodium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

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Vorkommen und Gewinnung

Rhodium ist in der Erdkruste sehr selten, seltener noch als Gold. Es kommt gediegen in kleinen Mengen in Platinerzen vor, außerdem in Nickel-Kupfer-Erzen. Den allergrößten Teil der Welt fördert Südafrika, wo die Erze im Bushveld-Komplex liegen, dazu kommen Russland und Nordamerika. Rhodium ist ein Nebenprodukt der Platingewinnung: Eine Tonne Erz enthält meist weniger als ein Gramm Rhodium. Das erklärt den hohen Preis, der zeitweise ein Vielfaches des Goldpreises betrug und stark schwankt, weil Angebot und Nachfrage eng aneinander hängen.

Entdeckt wurde das Element 1803 vom englischen Chemiker William Hyde Wollaston, kurz nach seinem Fund von Palladium. Er löste rohes Platinerz in Königswasser und entfernte Platin und Palladium aus der Lösung. Zurück blieb ein dunkelrotes Salz, aus dem er das neue Metall gewann. Wegen der Farbe wählte er den Namen Rhodium.

In der Natur kommt nur ein einziges Isotop vor, Rhodium-103. Elemente mit nur einem stabilen Isotop nennt man Reinelemente.

Eigenschaften und Reaktionen

Rhodium steht in Periode 5 und Gruppe 9, unter dem Cobalt. Die Elektronenkonfiguration ist [Kr] 4d⁸ 5s¹, die Elektronegativität beträgt 2,28. Das Metall hat eine Dichte von 12,4 g/cm³, schmilzt bei 1964 °C und siedet bei 3695 °C. Es ist hart, aber bei hoher Temperatur gut zu bearbeiten, und es hat ein sehr hohes Reflexionsvermögen für Licht.

Chemisch ist Rhodium außerordentlich träge. Säuren, auch Königswasser, greifen kompaktes Metall kaum an, und an der Luft läuft es nicht an. Fein verteiltes Pulver löst sich in heißer konzentrierter Schwefelsäure und in Königswasser langsam. Es oxidiert erst bei hohen Temperaturen zu Rhodiumoxid. Die häufigste Oxidationszahl in Verbindungen ist plus drei, die Lösungen der Rhodiumsalze sind rosa bis rot.

Besonders gut eignet sich Rhodium als Katalysator. Auf seiner Oberfläche und in seinen Komplexen werden Gase wie Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und Stickstoffoxide aktiviert und umgesetzt, bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und sehr gezielt, sodass kaum Nebenprodukte entstehen.

Verwendung in Alltag und Technik

Der größte Teil des Rhodiums steckt im Fahrzeugkatalysator. Dort reduziert es die giftigen Stickoxide, die bei der Verbrennung entstehen, zu ungiftigem Stickstoff, wobei Kohlenstoffmonoxid als Reduktionsmittel dient und zu Kohlenstoffdioxid wird. Der sogenannte Dreiwegekatalysator räumt zugleich unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxid ab, das übernehmen vor allem Platin und Palladium. Weil strenge Abgasgrenzwerte gelten, ist die Nachfrage nach Rhodium hoch und das Metall teuer.

Schmuck wird häufig rhodiniert. Dabei bringt man elektrisch eine hauchdünne Rhodiumschicht auf Weißgold, Silber oder Platin auf. Sie macht die Oberfläche besonders weiß, hart und kratzfest und schützt vor dem Anlaufen. Mit der Zeit nutzt sie sich ab und muss erneuert werden. Wegen seines Glanzes und seiner Beständigkeit dient Rhodium auch für Reflektoren in optischen Geräten.

In der Industrie steuert Rhodium wichtige Verfahren: Rhodiumkatalysatoren dienen zur Herstellung von Essigsäure und von Aldehyden, den Ausgangsstoffen für Weichmacher und Waschmittel. Der Wilkinson-Katalysator, ein Rhodiumkomplex zur Hydrierung von Doppelbindungen, ist nach dem Chemiker Geoffrey Wilkinson benannt. Den Nobelpreis erhielt dieser 1973 allerdings für andere Arbeiten, über sogenannte Sandwichverbindungen wie Ferrocen. Außerdem enthalten Thermoelemente für sehr hohe Temperaturen eine Legierung aus Platin und Rhodium, und in der Glasfaserindustrie bestehen Düsen aus solchen Legierungen.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Rhodium (Rh)?

Häufige Fragen