Bebar Bilim · Merak, evrenin en iyi başlangıç noktasıdır.
Fizik ve Matematik

Dünyanın En Pahalı Metali: RODYUM

▶ YouTube’da izle ↗

Oynatınca YouTube’a bağlanılır. YouTube’da aç ↗

Bu yazı, 17 Temmuz 2022 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Yıl tam 1800. Noel arefesi. İngiliz bilim insanı William Hyde Wollaston ve arkadaşı Smithson Tennant kendileri için muhteşem bir noel hediyesi verdiler. Güney Amerika’da bugün Kolombiya olarak bildiğimiz Nueva Granada isimli İspanyol kolonisinden 1000 dolara biraz yasadışı olarak satın aldıkları saf bir platinyum cevheri. Bu arada o zamanın 1000 doları bugünün 23.000 dolarına denk geliyor. Çok pahalı ama bu bilim insanları için paha biçilemez bir parçaydı bu saf plütonyum cevheri.

Wollaston özellikle bu parça ile yeni bir kimyasal süreç icat ederek işlenebilir bir plütonyum elde edebileceğini düşünüyordu. Aslında daha sonra keşfedecekleri yanında bu hedefi gerçekten çok komikti. Zira bu noel hediyeleri içinde o güne kadar bilim dünyasında adı bile bilinmeyen, bugün dünyadaki en değerli ve en nadir elementlerden biri olan rodyum’u saklıyordu. İlk olarak Wollaston gerçekten de daha önce kimsenin yapamadığı bir şey yapmış ve bu sert plütonyum cevherinden plütonyumu izole ederek işlenebilir hale getiren bir kimyasal tepkime gerçekleştirmeyi başarmıştı.

Arka bahçesinde kendine kurduğu laboratuvarında plütonyumu çözen Wollaston sonunda hem çözünebilen hem de çözünemeyen bir kalıntı üretmişti. Çözünebilir kalıntıyı ıslattıktan sonra garip bir şey olmuştu. Geriye kırmızıya çalan bir tür tuz kalmıştı. Ama plütonyumda bu renkte bir tuz ortaya çıkması alışılmış değildi. O yüzden Wollaston bu numunede başka bir şey olduğundan şüphelenmişti. 1803 ve 1804 yıllarına gelindiğinde ise Wollaston iki kıymetli metal keşfettiğini açıklayacaktı. Birine paladyum, diğerine ise rodyum adını verecekti. Kırmızımsı rengi nedeniyle yunancada gül anlamına gelen Rhodon kelimesinden esinlenerek rodyım ismini vermişti.

Bu çok değerli metali daha yakından tanıyalım birlikte. Rodyum, asal ya da soy metallerden biri olarak bilinen platin metal grubuna ait. Bu grupta da rodyum ile birlikte platin, paladyum, rutenyum, iridyum ve osmiyum bulunuyor. Bu elementler genellikle benzer özelliklere sahip ve doğada da genellikle bir arada bulunurlar. Tabi altın ve gümüş gibi bunlar da kıymetli metaller. Bir metali kıymetli yapan da estetik görüntüsünün yanında işlenebilir, dayanıklı ve nadir bulunur olmasıdır. Rodyum da inanılmaz parlak ve paslanmaya dayanıklı olma özellikleri ile birçok alanda kullanılan bir kıymetli metal.

Otomobil, mücevher, kimya ve elektrik ürünleri bunların başında geliyor. Ayrıca rodyum çok nadir olduğu için ve otomobil üretimindeki yüksek talep nedeniyle de fiyatı sürekli yükselen bir metal. Emisyonlar konusundaki daha sıkı düzenlemelerle bu metale talep çok daha hızlı bir şekilde artıyor. Zira birazdan da bahsedeceğimiz gibi rodyum özellikle otomobillerde egzoz emisyonunu düşürmek için çok önemli bir role sahip. Bugün bir ons altın 1700 dolar, bir ons paladyum 1900 ve bir ons platin 900 dolar civarındayken bir ons rodyumun fiyatı 14.000 doların üstündedir.

Bununla birlikte rodyumu neredeyse hiçbir zaman saf olarak bulamıyorsunuz. Genellikle platin, bakır ve nikel işlendiğinde yan ürün olarak elde edilir rodyum. Bu konuda da dünyanın en büyük platin maden işletmelerinden birine sahip Güney Afrika en büyük rodyum üreticisi konumunda. Güney ve Kuzey Amerika’nın nehir kumlarında ve Kanada’nın bakır-nikel cevheri madenlerinde de sıkça rastlanır.

Diğer yandan. 1930’lardan bu yana bahsettiğimiz gibi Güney Afrika’da çok büyük miktarda platin rezervi bulunduğundan bu yana rodyum madenciliği yapılıyor. Bu zamandan beri de bu elementin insanlar için zararlı olduğuna dair net bir kanıt bulunabilmiş değil. Zira bir insanın zaten çok yüksek miktarda rodyum ile direkt temas etmesi çok da olası değil.

Bununla ilgili bitkilerle yapılan testler de rodyumun platin grubundaki en zararsız element olduğunu ortaya koydu. Çok çok nadir bulunduğu için insanlar üzerinde bir test yapılmış değil fakat şunu biliyoruz ki rodyuma doğrudan solunum yolu ile maruz kalmak tehlikeli. Özellikle mücevher üretiminde kaplama olarak rodyum kullanıldığında ortaya çıkan tozun solunması ciddi sağlık riski doğurabiliyor. Bu nedenle herhangi bir şekilde rodyum ile çalışanların buna yönelik önlem alması çok önemli. Ama yine de insan üzerindeki etkileri ile ilgili elimizde yeterli veri olmasa dahi Tüm rodyum bileşikleri yüksek derecede toksik ve kanserojen olarak kabul edilmektedir. Rodyum bileşikleri özellikle ciltte çok kuvvetli bir reaksiyona yol açabilir.

Peki bu pahalı element ne işe yarıyor? Görünüşe göre arabalar, mücevherler ve bildiğimiz sakızların ortak noktası rodyum. Evet. Mevcut rodyum miktarının %80’i araçlarda egzoz emisyonunu temizlemek amacı ile katalitik konvertör olarak bilinen parçada kullanılıyor. Rodyum özellikle azot oksit moleküllerini parçalama konusunda çok yetenekli. Bu azot oksit ya da NOx emisyonu olarak bildiğimiz atık da fosil yakıt kullanan araçlar, tekneler, santraller ve benzeri tüm süreçlerde ortaya çıkıyor. Bu emisyon halihazırda çok büyük zararlar veriyor olsa da rodyum olmasaydı durum gerçekten çok daha kötü olabilirdi.

Bunun yanında rodyum nitrik asit, asetik asit ve hidrojen reaksiyonlarını başlatmak için de çok önemli bir madde. Tabi bir de mentol yapımında. Bu da mentollü sakızlarda karşılaştığımız bir sonuç. Doğrudan rodyum çiğnemiyoruz elbette. Rodyum bu aromanın yapımında “katalizör” olarak kullanılıyor. Bir de paslanmaya dirençli olduğu için ve çok iletken olduğu için de optik fiberler ve optik aynaların kaplamasında, otomobil farlarının yansıtıcılarında ve elektrik malzemelerinde de sıkça kullanılıyor.

Bir insanın rodyum ile doğrudan teması genellikle mücevherlerde oluyor. Mücevher üreticileri takı üretiminde rodyumu çok parlak, gümüş ve beyaz görüntüsü ve çok sert olduğu için çizilmeye ve paslanmaya dayanıklı olması nedeniyle tercih ediyorlar. Bir de bu madde alerjik reaksiyona neden olmayan bir element. Bu nedenle diğer metal alaşımlara alerjisi olanlar için de sıklıkla tercih edilen bir kaplama sağlıyor. Nikel gibi alerjik reaksiyonları tetikleyebilen elementi hiç içermediği için bu konuda çok hassas olanlar için bile güvenli bir madde.

Ancak bununla birlikte rodyum gerçekten çok sert bir metal. Erime noktası 1966 santigrat düzeyinde. O nedenle bu madde ile çalışanlar için çok zor bir metal. Özellikle takı yapımında çalışanlar için. Bu nedenle rodyum çok büyük oranda diğer metaller üzerine kaplama malzemesi olarak kullanılır. Gerek az önce bahsettiğimiz gibi alerjen etkisini ortadan kaldırmak gerekse takı malzemesinin renk ve parlaklığını artırmak için. O yüzden parlaklığı ve dayanıklığı en güçlü özellikleri olsa da sert bir metal olduğu için çok ince kaplama olarak kullanıldığından dolayı kolayca aşınabilme riski de vardır.

Son olarak, az önce de bahsettiğimiz gibi rodyum, herhangi bir elementle birleşmemiş olarak nadir bulunur. Ticari olarak temin edilebilen metal, %0.1’e kadar rodyum içerebilen bazı bakır ve nikel cevherlerinin rafine edilmesinin bir yan ürünü olarak gelir. Rodyumun çoğu Güney Afrika ve Rusya’dan gelmekte olup, tahmini rezervi 3.000 tondur.

Kaynaklar ve ilgili okumalar

  1. Özgün Bebar Bilim videosu
  2. İlgili okuma (Wikipedia, İngilizce): Rhodium