الرينيوم (إعادة): الميزات والتطبيقات والتاريخ

ال الرينيوم هو معدن العدد الذري 75 ، وهو موقعان أقل من المنجنيز في الجدول الدوري ، أي في المجموعة 7 ، الفترة السادسة. كانوا تنبأ بها منديليف عام 1869، عندما نشر النسخة الأولى من جدوله الدوري ، ولم يكتشف إلا في عام 1925. إنه نادر ويوجد في الطبيعة في عينات صغيرة من معادن الموليبدينوم.

يستخدم الرينيوم بشكل أساسي كمحفز لتكرير النفط وفي سبائك معدنية أداء عالي ، مع مقاومة كبيرة لدرجة الحرارة ، حيث أنه ثاني أعلى نقطة انصهار في العالم الجدول الدوري.

يمكن استخدام هذه السبائك في تصنيع المزدوجات الحرارية (أجهزة استشعار لقياس درجة الحرارة) ، خيوط الفلاش الصور وكذلك في مطياف الكتلة ، جهاز يستخدم لاكتشاف وتحديد وقياس الجزيئات من خلال كتلتك.

تعرف أكثر: Dubnium - عنصر مشع موجود في المجموعة 5 من الجدول الدوري

ملخص الرينيوم

• الرينيوم هو موآخرون الذي تنبأ به مندليف في عام 1869.
• إنه ليس متوفرًا بكثرة ، حيث يحتوي على 1 مجم فقط لكل طن قشرة الأرض.
• يقدم مجموعة متنوعة من حالات الأكسدة ، تتراوح من -1 إلى +7.
• يتم استخراجه تجاريا من الموليبدينيت.
• يتم استخدامه في السبائك المعدنية الفائقة ، التي تشارك في تصنيع ، على سبيل المثال ، شفرات توربينات الطائرات.
• يشير اسمها إلى نهر الراين ، وهو مجرى مائي مهم في القارة الأوروبية.

خصائص الرينيوم

• رمز: إعادة.
• العدد الذري: 75.
• الكتلة الذرية: 186.207 c.u.
• كهرسلبية: 1,9.
• نقطة الانصهار: 3185 درجة مئوية.
• نقطة الغليان: 5596 درجة مئوية.
• كثافة: 20.8 جرام سم^-3.
• التكوين الإلكترونية: [Xe] 6² 5 د⁵.
• سلسلة كيميائية: المجموعة 7 معادن انتقالية خارجية كتلة د.

خصائص الرينيوم

الرينيوم معدن أبيض فضي يعتبر أحد أندر العناصر على هذا الكوكب. تقدر وفرته في حدود 1 جزء في البليون (أجزاء في المليار) ، أي ما يعادل 1 ملغ من الرينيوم لكل طن من قشرة الأرض.

كيميائيا ، الرينيوم له أوجه تشابه مع جزء المواد الكيميائية الأكثر شهرة في مجموعته المنغنيز، على سبيل المثال ، في مجموعة متنوعة من حالات الأكسدة (تسعة في الكل) ، والتي تتراوح من -1 إلى +7.

عينة معدنية صغيرة من الرينيوم.

على الرغم من كونه أقل تفاعلًا من المنغنيز ، إلا أن الرينيوم ، عند تقسيمه جيدًا ، يكون كذلك قادرة على المعاناة الإحتراق في حضور الأكسجين، وتشكيل أكاسيد مستقرة ، مثل Re₂ال₇، ReO₃ و ReO₂. أكسيد الرينيوم السباعي ، على عكس الشكل المعدني للعنصر ، متقلب تمامًا.

يمكن أيضًا إذابته في الماء ، مكونًا HReO₄، حمض البريميك. يمكن أيضًا تكوين مثل هذا الحمض إذا تم إذابة المعدن في أحماض مؤكسدة ، كما هو الحال مع حامض النيتريك (HNO₃).

سمة أخرى من سمات الرينيوم هي نقطة انصهار عالية، يعتبر ثاني أكبر الجدول الدوري بين المعادن ، بعد التنغستن. إنه أيضًا معدن أعلى نقطة غليان، وهي خاصية تم استكشافها على نطاق واسع في استخداماتها.

تعرف أكثر: حامض الكبريتيك — نوع من الأحماض أكالة للغاية

أين يوجد الرينيوم؟

نادرًا ما يحدث معدن الرينيوم في الطبيعة، على الرغم من أنه تم العثور عليه بالفعل في الصخور النارية في أوكرانيا. توجد معادن الرنيوم في شكل كبريتيد، كما هو الحال مع reniita (ReS₂) ، والتي تم اكتشافها بالفعل في المناطق البركانية (فومارولاس).

تم الإبلاغ أيضًا عن معدن غني بالرينيوم ، التاركيانيت ، كبريتيد مختلط من الرينيوم والنحاس والحديد والموليبدينوم. ومع ذلك ، لا يحتوي أي من هذه المعادن على كميات كبيرة اقتصاديًا من العنصر.

الموليبدينيت المعدني هو المصدر الرئيسي للرينيوم.

لذلك المصدر التجاري الرئيسي للرينيوم هو الموليبدينيت، حيث يمكن أن يختلف المحتوى المعدني من 1 جزء في المليون (جزء في المليون ، ما يعادل 1 ملغ لكل كيلوغرام من المعادن) إلى 2000 جزء في المليون. أثناء المعالجة الحرارية للموليبدينيت ، Re₂ال₇ يتم تشكيلها. لأنها متقلبة ، هذا أكسيد يمكن جمعها في المداخن. ثم يذوب في الماء ويترسب في شكل KReO₄، perremato من البوتاسيوم.

تحقق من البودكاست الخاص بنا: صعب مثل الماس - ماذا يعني ذلك؟

تطبيقات الرينيوم

منذ أواخر الثمانينيات ، كانت الاستخدامات الرئيسية للرينيوم في تصنيع السبائك الفائقة (سبائك معدنية عالية الأداء) ذات مقاومة درجات الحرارة العالية وفي تصنيع المحفزات البلاتين - الرينيوم (PD-Re). يتم استخدام هذه السبائك الفائقة التي يتم فيها تطبيق الرينيوم في تصنيع شفرات التوربينات لمحركات الطائرات النفاثة.

قد تحتوي ريش التوربينات على مادة الرينيوم.

من ناحية أخرى ، تستخدم محفزات Pd-Re في صناعة البتروكيماويات ، في إنتاج بنزين عالي الأوكتان خالٍ من كبريت، خلال خطوة الإصلاح الحفزي. محفزات الرينيوم مقاومة للهجوم الكيميائي بواسطة نتروجين, الفوسفور والكبريت الذي يسمح باستخدامهما في تفاعلات الهدرجة في العمليات الصناعية المختلفة.

من بين الاستخدامات البسيطة ، يمكن أن يشكل الرينيوم سبائك مع التنجستن أو الموليبدينوم لتطبيقات متنوعة ، مثل المصنوعات الإلكترونية ومعدات الفلاش والأنابيب المفرغة وأنابيب الأشعة السينية والمزدوجات الحرارية، أجهزة استشعار لقياس درجة الحرارة، والتي يمكن قياسها من بضع عشرات سالبة إلى آلاف الدرجات المئوية.

مثال الحرارية.

الاحتياطات مع الرينيوم

• تم الإبلاغ عن أن بعض مركبات الرينيوم مهيجة للعينين والجلد ، مثل سداسي فلوريد الرينيوم.
• وجدت التجارب على الحيوانات خطر الإصابة بالتليف الرئوي من خلال استنشاق غبار الرينيوم.
• يشتعل كبريتيد الرينيوم السابع تلقائيًا عند التلامس مع الهواء ، وينبعث منه أبخرة سامة.

ومع ذلك ، فإن كمية الرينيوم في البيئة منخفضة للغاية مخاطره لا تزال غير معروفة على نطاق واسع. ل أرض والبشر.

تاريخ الرينيوم

عند نشر جدوله الدوري في عام 1869 ، ديمتري ترك مندليف فجوتين لعنصرين ليتم اكتشافهما في المجموعة 7. بعد ذلك ، تم ملء هذه الفجوات بالعنصر 43 ، التكنيشيوم (Tc) ، والعنصر 75 ، الرينيوم (Re).

ال تم اكتشاف الرينيوم في عام 1925، عندما تمكن والتر نوداك وإيدا تاك وأوتو بيرج من الحصول ، بتكلفة كبيرة ، على جرام واحد من المعدن بعد معالجة حوالي 660 كجم من الموليبدينيت في ألمانيا. يشير اسم Rhenius إلى مصطلح Rhenius ، وهو الاسم اللاتيني لنهر الراين الشهير ، الذي يعبر أوروبا من الشمال إلى الجنوب.

تمارين تحل على الرينيوم

السؤال رقم 1

الرينيوم ، رمز Re ، هو معدن نادر تنبأ بوجوده ديمتري مندليف في عام 1869. بتحليل الجدول الدوري الحالي ، يمكن للمرء تصنيف الرينيوم على النحو التالي:

أ) معدن قلوي.

ب) معدن الأرض القلوي.

ج) اللافلزية.

د) معدن انتقالي خارجي.

هـ) معدن انتقالي داخلي.

الدقة:

البديل د

الرينيوم موجود في المجموعة 7 من الجدول الدوري ، يرأسه المنغنيز. في هذا الموضع ، يجب تصنيفها على أنها معدن انتقالي خارجي ، لأنها تنتمي إلى كتلة d.

السؤال 2

لاحظ بعض المعلومات حول عنصر الرينيوم الكيميائي ، الرمز Re:

• نقطة الانصهار: 3185 درجة مئوية.
• نقطة الغليان: 5596 درجة مئوية.
• الكثافة: 20.8 جرام سم^-3.
• الوفرة في القشرة الأرضية: 1 ملغم / طن.

قم بتقييم المعلومات وحدد الخيار الصحيح.

أ) الرينيوم معدن متطاير يظهر كسائل في درجة حرارة الغرفة.

ب) عند وضع قطعة من الرينيوم في الماء فإنها تطفو.

ج) الرينيوم عنصر وفير في القشرة الأرضية.

د) تسمح نقطة انصهار الرينيوم العالية باستخدامه في السبائك لتوفير مقاومة حرارية أكبر.

الدقة:

البديل د

تعمل نقطة الانصهار العالية للرينيوم على تحسين المقاومة الحرارية للسبائك المعدنية ، والتي يمكن أن تتعرض لظروف الحرارة الشديدة. بالمناسبة ، الرينيوم لديه ثاني أعلى نقطة انصهار بين المعادن.

بقلم ستيفانو أروجو نوفايس
مدرس كيمياء