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Rodio
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top
Il mwcarodio è l'mwcqelemento chimico con simbolo Rh.cite-ref-0-1-0[1]
Contents
• Storia
• Isotopi
• Reazioni
• Composti
• Note
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Storia
Il rodio fu scoperto nel mwga1803 da mwgqWilliam Wollaston. Egli collaborò con mwggSmithson Tennant in un'iniziativa commerciale che in parte consisteva nella produzione di mwgwplatino puro da vendere. Il primo passo nel processo fu dissolvere il platino ordinario in acqua regia. Non tutto andò in soluzione e rimase un residuo nero.cite-ref-2-3-0[3]
Tennant indagò su questo residuo e da esso infine isolò mwiqosmio e mwigiridio. Wollaston si concentrò invece sulla soluzione di platino dissolto che conteneva anche mwiwpalladio. Rimosse questi metalli per precipitazione e rimase con una bella soluzione rossa dalla quale ottenne mwjacristalli rosso-mwjqrosati. Questi erano cristalli di Esaclororodato di sodio, Namwjw3RhClmwka6, da cui riuscì infine a produrre un campione del metallo stesso.cite-ref-2-3-1[3]
Chimica nucleare
Il rodio ha mwlwnumero atomico 45, mwmamassa atomica pari a 102,9055 mwmqg/mwmgmol e mwmwmassa monoisotopica pari a 102,90549 mwnau.cite-ref-0-1-1[1]
Isotopi
| Nuclide | Z(p) | N(n) | Massa isotopica (u) | Emivita | Spin |
|---|---|---|---|---|---|
| Nuclide | Energia di eccitazione | Energia di eccitazione | Energia di eccitazione | Emivita | Spin |
| 89 Rh | 45 | 44 | 88.94884(48)# | 10# ms [>1.5 µs] | 7/2+# |
| 90 Rh | 45 | 45 | 89.94287(54)# | 15(7) ms [12(+9-4) ms] | 0+# |
| 90m Rh | 0(500)# keV | 0(500)# keV | 0(500)# keV | 1.1(3) s [1.0(+3-2) s | 9+# |
| 91 Rh | 45 | 46 | 90.93655(43)# | 1.74(14) s | 7/2+# |
| 91m Rh | | | | 1.46(11) s | (1/2-) |
| 92 Rh | 45 | 47 | 91.93198(43)# | 4.3(13) s | (6+) |
| 92m Rh | | | | 4.66(25) s [2.9(+15-8) s] | (>=6+) |
| 93 Rh | 45 | 48 | 92.92574(43)# | 11.9(7) s | 9/2+# |
| 94 Rh | 45 | 49 | 93.92170(48)# | 70.6(6) s | (2+,4+) |
| 94m Rh | 300(200)# keV | 300(200)# keV | 300(200)# keV | 25.8(2) s | (8+) |
| 95 Rh | 45 | 50 | 94.91590(16) | 5.02(10) min | (9/2)+ |
| 95m Rh | 543.3(3) keV | 543.3(3) keV | 543.3(3) keV | 1.96(4) min | (1/2)- |
| 96 Rh | 45 | 51 | 95.914461(14) | 9.90(10) min | (6+) |
| 96m Rh | 52.0(1) keV | 52.0(1) keV | 52.0(1) keV | 1.51(2) min | (3+) |
| 97 Rh | 45 | 52 | 96.91134(4) | 30.7(6) min | 9/2+ |
| 97m Rh | 258.85(17) keV | 258.85(17) keV | 258.85(17) keV | 46.2(16) min | 1/2- |
| 98 Rh | 45 | 53 | 97.910708(13) | 8.72(12) min | (2)+ |
| 98m Rh | 60(50)# keV | 60(50)# keV | 60(50)# keV | 3.6(2) min | (5+) |
| 99 Rh | 45 | 54 | 98.908132(8) | 16.1(2) d | 1/2- |
| 99m Rh | 64.3(4) keV | 64.3(4) keV | 64.3(4) keV | 4.7(1) h | 9/2+ |
| 100 Rh | 45 | 55 | 99.908122(20) | 20.8(1) h | 1- |
| 100m1 Rh | 107.6(2) keV | 107.6(2) keV | 107.6(2) keV | 4.6(2) min | (5+) |
| 100m2 Rh | 74.78(2) keV | 74.78(2) keV | 74.78(2) keV | 214.0(20) ns | (2)+ |
| 100m3 Rh | 112.0+X keV | 112.0+X keV | 112.0+X keV | 130(10) ns | (7+) |
| 101 Rh | 45 | 56 | 100.906164(18) | 3.3(3) a | 1/2- |
| 101m Rh | 157.32(4) keV | 157.32(4) keV | 157.32(4) keV | 4.34(1) d | 9/2+ |
| 102 Rh | 45 | 57 | 101.906843(5) | 207.0(15) d | (1-,2-) |
| 102m Rh | 140.75(8) keV | 140.75(8) keV | 140.75(8) keV | 3.742(10) a | 6+ |
| 103 Rh | 45 | 58 | 102.905504(3) | STABLE | 1/2- |
| 103m Rh | 39.756(6) keV | 39.756(6) keV | 39.756(6) keV | 56.114(9) min | 7/2+ |
| 104 Rh | 45 | 59 | 103.906656(3) | 42.3(4) s | 1+ |
| 104m Rh | 128.967(4) keV | 128.967(4) keV | 128.967(4) keV | 4.34(3) min | 5+ |
| 105 Rh | 45 | 60 | 104.905694(4) | 35.36(6) h | 7/2+ |
| 105m Rh | 129.781(4) keV | 129.781(4) keV | 129.781(4) keV | 42.9(3) s | 1/2- |
| 106 Rh | 45 | 61 | 105.907287(8) | 29.80(8) s | 1+ |
| 106m Rh | 136(12) keV | 136(12) keV | 136(12) keV | 131(2) min | (6)+ |
| 107 Rh | 45 | 62 | 106.906748(13) | 21.7(4) min | 7/2+ |
| 107m Rh | 268.36(4) keV | 268.36(4) keV | 268.36(4) keV | >10 µs | 1/2- |
| 108 Rh | 45 | 63 | 107.90873(11) | 16.8(5) s | 1+ |
| 108m Rh | -60(110) keV | -60(110) keV | -60(110) keV | 6.0(3) min | (5)(+#) |
| 109 Rh | 45 | 64 | 108.908737(13) | 80(2) s | 7/2+ |
| 110 Rh | 45 | 65 | 109.91114(5) | 28.5(15) s | (>3)(+#) |
| 110m Rh | -60(50) keV | -60(50) keV | -60(50) keV | 3.2(2) s | 1+ |
| 111 Rh | 45 | 66 | 110.91159(3) | 11(1) s | (7/2+) |
| 112 Rh | 45 | 67 | 111.91439(6) | 3.45(37) s | 1+ |
| 112m Rh | 330(70) keV | 330(70) keV | 330(70) keV | 6.73(15) s | (4,5,6) |
| 113 Rh | 45 | 68 | 112.91553(5) | 2.80(12) s | (7/2+) |
| 114 Rh | 45 | 69 | 113.91881(12) | 1.85(5) s | 1+ |
| 114m Rh | 200(150)# keV | 200(150)# keV | 200(150)# keV | 1.85(5) s | (4,5) |
| 115 Rh | 45 | 70 | 114.92033(9) | 0.99(5) s | (7/2+)# |
| 116 Rh | 45 | 71 | 115.92406(15) | 0.68(6) s | 1+ |
| 116m Rh | 200(150)# keV | 200(150)# keV | 200(150)# keV | 570(50) ms | (6-) |
| 117 Rh | 45 | 72 | 116.92598(54)# | 0.44(4) s | (7/2+)# |
| 118 Rh | 45 | 73 | 117.93007(54)# | 310(30) ms | (4-10)(+#) |
| 119 Rh | 45 | 74 | 118.93211(64)# | 300# ms [>300 ns] | 7/2+# |
| 120 Rh | 45 | 75 | 119.93641(64)# | 200# ms [>300 ns] | |
| 121 Rh | 45 | 76 | 120.93872(97)# | 100# ms [>300 ns] | 7/2+# |
| 122 Rh | 45 | 77 | 121.94321(75)# | 50# ms [>300 ns] | |
Abbondanza e disponibilità
Rhmwafm2+ è presente nelle mwafqinclusioni ricche di Ca-Al nei mwafumeteoriti rispetto alla composizione del mwafysistema solare. Il rodio è presente in diversi minerali in associazione con:cite-ref-1-2-1[2]
• lo mwaf0zolfo: andrieslombaardite, mwaf8bowieite, mwagacuprorhodsite, mwageezochiite, ferhodsite, ferrotorryweiserite, mwagqhollingworthite, mwaguirarsite, mwagykingstonite, mwagckonderite, mwaggmiassite, oberthürite, mwagorhodplumsite, mwagsshiranuiite e torryweiserite;
• il mwag4rame: fleetite e michitoshiite-(Cu);
• l'mwahiarsenico: mwahmcherepanovite, mwahqpalladodymite, mwahupolkanovite, mwahyrhodarsenide e zaccariniite;
• il platino;
• l'mwahoiridio;
• il mwahwnichel;
• il mwah4ferro;
• il palladio: mwaiapalladodymite;
• l'mwaiiantimonio: minakawaite;
• il mwaiupiombo;
• il mwaicselenio: zaykovite;
• il mwaiorutenio;
• il mwaiwgermanio.
La sua mwai4abbondanza nella mwai8crosta terrestre è mwajastimata pari a 1 × 10mwaje-9 mwajikg/kg.cite-ref-4-6-0[6] Nel Sole la frazione molare atomica di rodio rispetto al silicio è pari a 4,0 × 10mwajc-7cite-ref-7[7] mentre nel sistema solare è stimata pari a 3,44 × 10mwajw-7 con un'incertezza dell'8%.cite-ref-8[8]
Per molti mwakianni è stato il metallo di gran lunga più prezioso al mwakmmondo, con un mwakqprezzo che nel mwakuluglio mwaky2008 ha superato i mwakc10000 $ per mwakgoncia (350 $/g); in seguito il prezzo si è ridotto notevolmente, diventando a inizio mwakk2009 paragonabile a quelli di mwakooro e mwaksplatino.cite-ref-kitco-9-0[9] Nel mwala2020 le quotazioni sono nuovamente salite, superando di dieci volte quelle dell’mwaleoro.cite-ref-10[10]
Caratteristiche atomiche
È il secondo elemento del mwalggruppo mwalk9 del mwalosistema periodico (collocato tra il mwalscobalto e l'mwalwiridio), fa quindi parte del mwal0blocco mwal4d, ed è un mwal8elemento di transizione della seconda serie (mwama5° mwameperiodo).cite-ref-2-3-2[3]
| Caratteristica | |
|---|---|
| Configurazione elettronica [ 3 ] | [Kr] 4d 8 5s 1 |
| Energia di ionizzazione [ 11 ] | 7,45890 eV |
| Energia di 1ª ionizzazione | 719,675 kJ/mol |
| Energia di 2ª ionizzazione | 1.744,45 kJ/mol |
| Energia di 3ª ionizzazione | 2.996,83 kJ/mol |
| Affinità elettronica [ 12 ] | 1,14291 ± 2,2x10 -4 eV |
| Raggio ionico [ 2 ] | 66,5 pm |
| Seq. Isoel. | Guscio fondamentale | Stato fondamentale | Energia di ionizzazione (eV) |
|---|---|---|---|
| Rh | [Kr]4 d 8 5 s | 4 F 9 /2 | 7.45890 |
| Ru | [Kr]4 d 8 | 3 F 4 | [18.08] |
| Tc | [Kr]4 d 7 | 4 F 9 /2 | [31.06] |
| Mo | [Kr]4 d 6 | 5 D 4 | (42.0) |
| Nb | [Kr]4 d 5 | 6 S 5 /2 | (63.0) |
| Zr | [Kr]4 d 4 | 5 D 0 | (80.0) |
| Y | [Kr]4 d 3 | 4 F 3 /2 | (97.0) |
| Sr | [Kr]4 d 2 | 3 F 2 | (115.1) |
| Rb | [Kr]4 d | 2 D 3 /2 | (135.0) |
| Kr | [Ar]3 d 10 4 s 2 4 p 6 | 1 S 0 | [207.51] |
| Br | [Ar]3 d 10 4 s 2 4 p 5 | 2 P° 3 /2 | (228.0) |
| Se | [Ar]3 d 10 4 s 2 4 p 4 | 3 P 2 | (252.1) |
| As | [Ar]3 d 10 4 s 2 4 p 3 | 4 S° 3 /2 | (277) |
| Ge | [Ar]3 d 10 4 s 2 4 p 2 | 3 P 0 | (306) |
| Ga | [Ar]3 d 10 4 s 2 4 p | 2 P° 1 /2 | [331.58] |
| Zn | [Ar]3 d 10 4 s 2 | 1 S 0 | (389.3) |
| Cu | [Ar]3 d 10 4 s | 2 S 1 /2 | [415.97] |
| Ni | [Ar]3 d 10 | 1 S 0 | (739) |
| Co | [Ar]3 d 9 | 2 D 5 /2 | (794) |
| Fe | [Ar]3 d 8 | 3 F 4 | (857) |
| Mn | [Ar]3 d 7 | 4 F 9 /2 | (921) |
| Cr | [Ar]3 d 6 | 5 D 4 | (984) |
| V | [Ar]3 d 5 | 6 S 5 /2 | (1 061) |
| Ti | [Ar]3 d 4 | 5 D 0 | (1 131) |
| Sc | [Ar]3 d 3 | 4 F 3 /2 | (1 202) |
| Ca | [Ar]3 d 2 | 3 F 2 | (1 274) |
| K | [Ar]3 d | 2 D 3 /2 | (1 344) |
| Ar | [Ne]3 s 2 3 p 6 | 1 S 0 | [1 544] |
| Cl | [Ne]3 s 2 3 p 5 | 2 P° 3 /2 | [1 604.9] |
| S | [Ne]3 s 2 3 p 4 | 3 P 2 | [1 677.6] |
| P | [Ne]3 s 2 3 p 3 | 4 S° 3 /2 | [1 763] |
| Si | [Ne]3 s 2 3 p 2 | 3 P 0 | [1 851] |
| Al | [Ne]3 s 2 3 p | 2 P° 1 /2 | [1 903] |
| Mg | [Ne]3 s 2 | 1 S 0 | [2 063] |
| Na | [Ne]3 s | 2 S 1 /2 | [2 129.22] |
| Ne | 1 s 2 2 s 2 2 p 6 | 1 S 0 | [5 018] |
| F | 1 s 2 2 s 2 2 p 5 | 2 P° 3 /2 | [5 203] |
| O | 1 s 2 2 s 2 2 p 4 | 3 P 2 | [5 406] |
| N | 1 s 2 2 s 2 2 p 3 | (0, 3 / 2 )° 3 /2 | [5 600] |
| C | 1 s 2 2 s 2 2 p 2 | 3 P 0 | [5 940] |
| B | 1 s 2 2 s 2 2 p | 2 P° 1 /2 | [6 161] |
| Be | 1 s 2 2 s 2 | 1 S 0 | [6 444] |
| Li | 1 s 2 2 s | 2 S 1 /2 | (6 623.262) |
| He | 1 s 2 | 1 S 0 | (27 486.979) |
| H | 1 s | 2 S 1 /2 | (28 312.031) |
Metodi di preparazione
Il rodio può essere preparato dalla reazione tra il platino metallico concentrato con l'mwbi8acido nitrico a cui fa seguito un trattamento sequenziale con mwbjabisolfato di sodio, mwbjeidrossido di sodio, mwbjiacido cloridrico, mwbjmnitrito di sodio, mwbjqcloruro di ammonio e acido cloridrico. Il composto così ottenuto viene purificato per mwbjycromatografia a scambio ionico e infine mwbjcprecipitato con mwbjgacido formico.cite-ref-3-4-1[4]
È anche possibile estrarre rodio dal combustibile nucleare esaurito, poiché le barre contengono una piccola percentuale di isotopi di rodio. Il rodio proveniente da questa fonte contiene isotopi radioattivi con mwbkoemivita fino a 45 giorni, perciò il metallo deve essere lasciato in depositi di smaltimento per circa 5 anni finché la sua radioattività non scenda a livelli ritenuti innocui.cite-ref-15[15]
Caratteristiche chimico fisiche
In mwblecondizioni standard il rodio si presenta come un mwblisolido mwblmbianco, mwblqduro, mwbluduttile e mwblymalleabile con una mwblclucentezza mwblggrigio-mwblkazzurra. I mwblofumi metallici sono invece di un mwblscolore tra il grigio-mwblwrossastro e il mwbl0nero.cite-ref-5-16-0[16] Il rodio è mwbmiinsolubile in mwbmmacquacite-ref-6-17-0[17] e mwbmgacidi, mentre risulta solubile in mwbmkbisolfato di potassiocite-ref-7-18-0[18] e mwbm4acido solforico concentrato.cite-ref-19[19]
Informazioni strutturali
| Caratteristica | |
|---|---|
| Reticolo cristallino [ 4 ] | cubico a facce centrate |
| Raggio atomico [ 3 ] | 2,10Å |
| Raggio covalente [ 3 ] | 1,34Å |
Caratteristiche elettroniche
| Caratteristica | |
|---|---|
| Valenza [ 4 ] | da 1 a 6, comuni 1 e 3 |
| Stati di ossidazione [ 3 ] | 5, 4, 3 , 2, 1, 0 |
| Elettronegatività (scala di Pauling) [ 3 ] | 2,28 |
| Ioni principali [ 2 ] | Rh +3 , Rh +4 , Rh +5 , Rh +6 |
Caratteristiche termodinamiche
| Caratteristica | | |
|---|---|---|
| Punto di ebollizione [ 6 ] | 3.695 °C | 3.695 °C |
| Punto di fusione [ 6 ] | 1.964 °C | 1.964 °C |
| Pressione di vapore [ 6 ] | 1 Pa | 2015 °C |
| Pressione di vapore [ 6 ] | 10 Pa | 2223 °C |
| Pressione di vapore [ 6 ] | 100 Pa | 2476 °C |
| Pressione di vapore [ 6 ] | 1 kPa | 2790 °C |
| Pressione di vapore [ 6 ] | 10 kPa | 3132 °C |
| Pressione di vapore [ 6 ] | 100 kPa | 3724 °C |
| Entalpia standard di formazione del gas [ 6 ] | 556,9 kJ /mol | 556,9 kJ /mol |
| Entalpia di fusione [ 6 ] | 26,59 kJ/mol | 26,59 kJ/mol |
Caratteristiche solido
| Caratteristica | | |
|---|---|---|
| Densità [ 20 ] | 12,41 g/ cm 3 a 20 °C | 12,41 g/ cm 3 a 20 °C |
| Durezza | scala di Brinell [ 4 ] | 100 |
| Durezza | scala di Vickers [ 21 ] | 100-120 |
| Suscettibilità mmagnetica | 9,9 × 10 -7 cm 3 /g | 9,9 × 10 -7 cm 3 /g |
| Classificazione Goldchmidt [ 2 ] | siderofilo | siderofilo |
Proprietà di trasporto
| Proprietà | |
|---|---|
| Resistività elettrica [ 4 ] | 4.,51 microohm -cm a 0 °C |
| Calore specifico [ 3 ] | 243 J/kg K |
| Capacità termica dei cristalli [ 6 ] | 25,0 J/mol K |
| Capacità termica del gas [ 6 ] | 21,0 J/mol K |
Caratteristiche chimiche
mwbbcReagisce violentemente con gli mwbbgalogeni e, data la sua mwbbkazione catalitica, può reagire con molti mwbbocomposti organici e mwbbsinorganici.cite-ref-8-20-1[20] In particolare reagisce con mwbcafluoro, mwbcecloro (quando riscaldato), mwbciperossido di idrogeno, mwbcmanidride solforosa (quando riscaldata), mwbcqBrF5, mwbcyClF3, mwbcgOF2 e mwbcodiossido di azoto.cite-ref-6-17-1[17] Questa sua reattività è alla base del potenziale pericolo d'mwbc8incendio ed mwbdaesplosione.cite-ref-8-20-2[20]
Agisce come agente riducente ed è incompatibile con lo mwbdyzinco (Zn). Può catalizzare reazioni tra altri materiali. La mwbdcreattività può essere alterata dalla presenza di composti insolubili di rodio, a seconda dei composti specifici e delle loro mwbdgproporzioni nella mwbdkmiscela.cite-ref-6-17-2[17] Quando viene fuso assorbe mwbd4ossigeno.cite-ref-3-4-6[4] Si mwbemossida lentamente a 6°C.cite-ref-22[22]
Reazioni
mwbeo C 16 O 16 Rh 6 ( cr ) ⟶ ⟶ 16 CO ( g ) + 6 Rh ( cr ) {\displaystyle {\ce {C16O16Rh6 (cr) -> 16CO (g) + 6Rh (cr)}}} ΔrH° = 649 ± 17 kJ/mol
mwbew C 12 O 12 Rh 4 ( cr ) ⟶ ⟶ 12 CO ( g ) + 4 Rh ( cr ) {\displaystyle {\ce {C12O12Rh4 (cr) -> 12CO (g) + 4Rh (cr)}}} ΔrH° = 498 ± 13 kJ/molcite-ref-23[23]
mwbfi CH 4 + Rh ⟶ ⟶ HRhCH 3 {\displaystyle {\ce {CH4 + Rh -> HRhCH3}}} cite-ref-24[24]
Metodi di determinazione
Il rodio può essere determinato:
• in matrice acquosa mediante il metodo EPA-NERL 265.1 o EPA-NERL 265.2 che prevedono l'utilizzo della mwbfsspettroscopia di assorbimento atomicocite-ref-25[25]
• nell'aria mediante il metodo NIOSH S188 che prevede l'utilizzo della spettroscopia di assorbimento atomicocite-ref-26[26]
Precauzioni
| Limite di esposizione | |
|---|---|
| IDLH (NIOSH) [ 29 ] | 100 mg Rh/ m 3 |
| IDLH ( OSHA ) [ 30 ] | 2 mg/m³ |
| REL-TWA [ 30 ] | 0,001 mg/m³ |
| PEL-TWA [ 16 ] | 0,1 mg/m 3 |
| TWA [ 31 ] | 0,1 mg/m 3 |
| TLV [ 32 ] | 1 mg/m 3 (8 ore) |
| TLV-TWA [ 16 ] | 1 mg/m³ |
Può causare mwbliirritazione meccanica a seguito di breve esposizione.cite-ref-33[33] Non è classificato come mwblccarcinogeno.cite-ref-11-32-1[32] L'esposizione avviene attraverso mwblwinalazionecite-ref-10-31-1[31] e può causare mwbmeorticaria da contatto.cite-ref-34[34] L'esposizione a questo elemento provoca mwbmyreazioni allergiche di mwbmcipersensibilità negli mwbmgindividui suscettibili.cite-ref-35[35]
Composti
• Diseliniuro di rodio (RhSemwbne2)
• Ditellururo di rodio (RhTemwbnq2)
• mwbnyTricloruro di rodio (RhClmwbnc3)
• Trifloruro di rodio (RhFmwbno3)
• Tetrafluoruro di rodio (RhFmwbn04)
• mwbn8Esafluoruro di rodio (RhFmwboa6)
• Tetrarodio eicosafluoruro (RhFmwbom5)mwboq4
• Tribromuro di rodio (RhBrmwboc3)
• Triioduro di rodio (RhImwboo3)
• Biossido di rodio (RhOmwbo02)
• mwbo8Triossido di rodio (Rhmwbpa2Omwbpe3)
Applicazioni
Il rodio è usato:
• come mwbpyplaccatura resistente alla mwbpccorrosione per proteggere i servizi in mwbpgargento dall'ossidazione
• per la realizzazione di mwbpospecchi ad alta riflettività per mwbpsproiettori cinematografici e mwbpwfari
• il rodio spugnoso o nero è utilizzato come mwbp4catalizzatore in varie reazioni di mwbp8idrogenazione e ossidazione mwbqaorganicacite-ref-3-4-7[4], compresa l'ossidazione dell'ammoniaca nella produzione di acido nitricocite-ref-11-32-2[32]
• come forte mwbqoagente complessantecite-ref-7-18-1[18]
• nelle mwbraleghe rodio-mwbreplatino per filtri e manicotti per l'mwbriestrusione di mwbrmfibre sintetiche, avvolgimenti per mwbrqforni ad alta mwbrutemperatura, mwbrycrogioli da mwbrclaboratorio
• nei rivestimenti di mwbrkcontatti elettrici
• in alcuni strumenti scientifici
Note
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Bibliografia
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Voci correlate
Altri progetti
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Collegamenti esterni
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