로듐 원소의 성질과 이용

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로듐(Rhodium, Rd) 원소의 성질과 이용

 

󰋯  원자번호：45

󰋯  족：9족(5주기) 전이원소

󰋯  원자량：102.9055

󰋯  밀도：12. 41 g·cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 16, 1

󰋯  mp：1,964℃ / 󰋯  bp：3,695℃

 

대단히 단단하고 고온과 부식에 강한 은회색 금속인 로듐은 매우 희귀한 금속이며, 백금이 포함된 광물에 함께 존재한다. 백금족에 속하는 이 원소는 화학적으로 불활성이다. 영국의 화학자 올라스턴(William Hyde Wollaston 1766-1828)이 1803년에 처음 발견한 이 원소는 장미를 뜻하는 그리스어 ‘rhodon’에서 그 이름을 땄다. 그 이유는 로듐의 염(鹽)들이 장미색을 가졌기 때문이다.

 

로듐의 용도는 극히 적으나, 백금을 더 단단하게 하는 합금과 특수 화학반응의 촉매로 이용된다. 백금, 팔라듐 및 로듐을 함유한 입자 형태의 촉매제는 자동차 엔진에서 연료가 연소할 때 발생하는 공해 가스(산화질소와 일산화탄소)를 완전 연소시켜 무해하게 변화시키는 작용을 한다. 즉 이산화질소는 질소와 산소로, 일산화탄소는 이산화탄소로, 그리고 탄수화물은 완전 연소시켜 물과 이산화탄소가 되도록 한다. 자동차 산업에서는 이를 ‘three way catalytic converter’라 한다.

 

NO → N₂ + O₂

CO → CO₂

CH(이산화탄소) → CO₂ + H₂O

  

 

로듐 역시 루테늄처럼 우라늄-235가 핵분열할 때 생성된다. 따라서 방사성물질 저장고에 보관된 우라늄 폐연료는 장차 로듐 생산의 자원이 될 것이다. 그러나 현재로서는 폐연료에서 로듐을 순수 분리하는 작업이 어렵고, 비용도 많이 들어 대량생산에는 실용되지 않는다.

 

로듐은 메탄을 초산으로 만들 때 효소로 사용하기도 하고, 백금과의 합금으로 귀금속을 만들기도 하나 비용 때문에 실용적이지 못하다. 자동차 전조등 뒷면 반사경 표면을 로듐으로 코팅하면 공해가스인 황화수소(H₂S)에 부식되지 않아 수명이 길어진다. 로듐과 백금, 팔라듐의 합금은 고온 용광로, 특수한 전극, 비행기의 스파크 플러그 등에 이용된다.

  

로듐은 2007년의 경우 약 25톤 생산되었으며, 그 값은 금보다 8배, 은보다는 4500배나 비쌌다. 이 값은 때에 따라 크게 변동하고 있다.

 

 

루테늄 원소의 성질과 이용