로듐 (Rh)

발견 과정

발견: 1803 · William Hyde Wollaston

로듐은1803년 윌리엄 하이드 울러스턴이 발견하였다. 남아메리카에서 발견된 백금 광석을 분석하는 과정에서 팔라듐과 로듐을 연달아서 분리한 것이다. 그는 백금 광석을 왕수에 녹인 후 이를 수산화 나트륨으로 중화시키고 염화 암모늄을 이용하여 백금을 분리하였다. 광석에 포함된 구리, 납, 팔라듐, 로듐 등은 아연과 반응하여 침전물을 생성하는데 이를 다시 묽은 질산에 반응시키면 팔라듐과 로듐만이 남는다. 여기에 다시 왕수와 염화 나트륨을 가하면 적갈색의 로듐 화합물이 침전물로 남게 되는데(Na3[RhCl6].H2O) 이를 다시 에탄올로 씻어내자 로듐이 아연으로 치환되어 순수한 로듐을 얻을 수 있었다. 이때 생성되는 침전물의 색깔에서 ῥόδον(rhodon, 그리스어로 '장미'라는 뜻)에서 '로듐'이라는 이름을 따온 것이다. 로듐은 발견 이후 한동안 널리 쓰이지 않다가 부식을 방지하거나 장식을 위한 목적으로 도금에 사용되기 시작하였다. 이후 한 자동차 제조업체에서 로듐을 촉매 변환 장치에 사용하기 시작하면서부터 그 수요가 급격하게 늘어났다.

용도와 활용

2012년 기준으로 세계 로듐 생산량의 약81%는 차량의 촉매 변환 장치에 사용되었다. 로듐은 다른 백금족 원소에 비해 질소 산화물을 환원시켜 질소와 산소로 분해하는 능력이 뛰어나다. 2NOx → xO2 + N2또한, 로듐을 주성분으로 하는 촉매는 공업적인 용도로 많이 사용된다. 예를 들어 메탄올의 카보닐화를 통한 아세트산 생산, 일부 실리콘고무의 생산, 벤젠의 환원을 통한 사이클로헥세인의 생산 등에 사용된다. 로듐은 그 자체로 귀금속으로 인지되어 주얼리나 그 주변을 장식하는 용도로 많이 사용된다. 화이트골드나 백금에 전기도금하여 광택을 더 극대화시킬 수 있다. 이 때 도금한 로듐은 시간이 지나면서 자연스레 떨어져나간다. 스털링 실버에 씌워 변색을 방지하기도 한다. 로듐의 녹는 점이 높고 경도가 높아 가공이 그렇게 경제적이지 못하기 때문에 순수한 로듐만을 주얼리로 사용하는 경우는 거의 없다. 다른 도금방법이 아닌 전기도금만 사용하는 이유도 이러한 까닭이다. 로듐은 일반적인 금속보다 더 광택이 뛰어난 까닭에 특별한 상황에서 자주 쓰인다. 대표적으로1979년에 기네스북은 폴 매카트니에게 로듐으로 만든 디스크를 수여했다. 이외에 로듐은 장신구, 보석, 전기 도금, X선 촬영, 중성자 검출기 등에 사용된다.

동위원소

Naturally occurring rhodium is composed of only one isotope, 103Rh. With a nuclear spin of -1/2, 103Rh is well-suited for nuclear magnetic resonance spectroscopic studies. With a particularly low nuclear dipole moment, 103Rh exhibits very low receptivity. The most stable radioisotopes are 101Rh with a half-life of 4.07 years, 102Rh with a half-life of 207 days, and 99Rh with a half-life of 16.1 days. Thirty-eight other radioisotopes have been characterized ranging from 90Rh to 128Rh; these have half-lives that are less than an hour except 100Rh (20.8 hours) and 105Rh (35.34 hours). Numerous meta states are also known, of which the most stable are 102mRh (3.742 years) and 101mRh (4.343 days). In isotopes lighter than 103Rh (the stable isotope), the primary decay mode is electron capture and the primary decay product is ruthenium. In isotopes heavier than 103Rh, the primary decay mode is b