Le rhodium est un métal solide, blanc argenté, dont le symbole est Rh. Son numéro atomique est 45 et sa masse atomique est de 102,90549 u. Ces données le situent parmi les métaux de transition, mais ce sont surtout sa rareté, sa résistance à la corrosion et son activité catalytique qui expliquent sa présence dans des objets et des procédés très différents.
Où trouve-t-on le rhodium dans la nature ?
Le rhodium est extrêmement rare dans la croûte terrestre, où sa concentration moyenne est estimée à 0,001 mg/kg selon les données de la fiche de l’élément. Il se rencontre principalement avec d’autres métaux du groupe du platine, dans des minerais de platine ou de nickel-cuivre. L’USGS décrit ces éléments comme souvent associés dans les gisements et indique que le recyclage des catalyseurs automobiles contribue aussi à l’approvisionnement secondaire en rhodium.
On ne l’extrait donc généralement pas comme métal principal d’une mine dédiée : il est récupéré lors du traitement de minerais contenant plusieurs métaux précieux, puis séparé au cours du raffinage. La récupération à partir de matériaux usagés, notamment de catalyseurs, permet de remettre en circulation une partie du métal. Cette rareté ne signifie pas que le rhodium est présent dans tous les minerais ou équipements en quantités identiques.
Pourquoi les pots catalytiques en contiennent-ils ?
Dans un pot catalytique automobile, le rhodium aide à transformer les oxydes d’azote des gaz d’échappement en azote et en oxygène. Un catalyseur accélère une réaction chimique sans être consommé comme réactif principal. Le rôle du rhodium est complémentaire de celui d’autres métaux, notamment le platine et le palladium, employés dans les systèmes de traitement des gaz.
La Société royale de chimie britannique précise que la réduction des oxydes d’azote est un rôle particulier du rhodium dans ces dispositifs. Dans l’industrie chimique, des composés du rhodium servent aussi de catalyseurs pour certaines transformations moléculaires. Le métal lui-même n’est donc pas toujours la forme utilisée : des complexes, où un atome métallique est lié à d’autres groupes d’atomes appelés ligands, peuvent être les espèces actives.
Quels autres usages exploitent ses propriétés ?
Le rhodium est ajouté au platine ou au palladium pour durcir ces métaux et améliorer les performances de certains matériaux soumis à la chaleur. Ces alliages peuvent servir dans des équipements de laboratoire et des composants industriels. Sa bonne résistance à la corrosion et ses propriétés électriques le rendent également adapté à certains contacts électriques.
En joaillerie, une fine couche de rhodium peut être déposée sur un bijou pour lui donner une finition claire et brillante. Ce revêtement est distinct d’un bijou fabriqué entièrement en rhodium. Le métal est aussi employé dans des revêtements pour certains instruments optiques, où sa dureté et son pouvoir réfléchissant sont recherchés, comme le résume la fiche pédagogique de Jefferson Lab.
Que révèle sa place dans le tableau périodique ?
Le rhodium appartient au groupe 9, à la période 5 et au bloc d. Il fait partie de la famille des métaux de transition, dont les propriétés sont liées aux électrons de la sous-couche d. Sa configuration électronique indiquée dans la fiche d’identité est [Kr]5s1 4d8. Dans les composés courants, l’état d’oxydation +3 est particulièrement important, même si la chimie du rhodium peut varier selon les molécules auxquelles il est associé.
La résistivité à la corrosion et le point de fusion élevé du rhodium sont utiles dans des environnements exigeants, mais ne signifient pas qu’il soit chimiquement inerte dans toutes les conditions. Sa découverte est attribuée au chimiste anglais William Hyde Wollaston en 1803, alors qu’il étudiait du minerai brut de platine. Son nom vient du grec rhodon, « rose », en référence à la couleur de certains composés observés lors de ses travaux, selon la Société royale de chimie.