Ο ρήνιο είναι μέταλλο ατομικός αριθμός 75, που είναι δύο θέσεις κάτω από το μαγγάνιο στον Περιοδικό Πίνακα, δηλαδή στην Ομάδα 7, έκτη περίοδο. Ήταν προβλέφθηκε από τον Mendeleev το 1869, όταν δημοσίευσε την πρώτη έκδοση του Περιοδικού Πίνακα του, και τον ανακάλυψε μόλις το έτος 1925. Είναι σπάνιο και βρίσκεται στη φύση σε μικρά δείγματα ορυκτών μολυβδαινίου.
Το ρήνιο χρησιμοποιείται κυρίως ως καταλύτης για τη διύλιση πετρελαίου και σε κράματα μετάλλων υψηλής απόδοσης, με μεγάλη αντοχή στη θερμοκρασία, καθώς είναι το δεύτερο υψηλότερο μέταλλο σε σημείο τήξης Περιοδικός Πίνακας.
Τέτοια κράματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή θερμοστοιχείων (αισθητήρες για τη μέτρηση της θερμοκρασίας), νήματα flash φωτογραφίες και επίσης σε φασματόμετρα μάζας, μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση, αναγνώριση και ποσοτικοποίηση μορίων μέσω τη μάζα σου.
Μάθετε περισσότερα: Dubnium — ραδιενεργό στοιχείο που βρίσκεται στην Ομάδα 5 του Περιοδικού Πίνακα
περίληψη ρήνιο
- Το ρήνιο είναι α Μetal που είχε προβλεφθεί από τον Mendeleev το 1869.
- Δεν είναι πολύ άφθονο, με μόνο 1 mg για κάθε τόνο φλοιός της γης.
- Παρουσιάζει μια μεγάλη ποικιλία καταστάσεων οξείδωσης, που κυμαίνονται από -1 έως +7.
- Εξάγεται στο εμπόριο από μολυβδενίτη.
- Χρησιμοποιείται σε μεταλλικά υπερκράματα, τα οποία συμμετέχουν στην κατασκευή, για παράδειγμα, πτερυγίων στροβίλων αεροσκαφών.
- Το όνομά του παραπέμπει στον ποταμό Ρήνο, σημαντικό υδάτινο ρεύμα στην ευρωπαϊκή ήπειρο.
Ιδιότητες ρηνίου
- Σύμβολο: Σχετικά με.
- Ατομικός αριθμός: 75.
- Ατομική μάζα: 186,207 κ.ε.
- Ηλεκτραρνητικότητα: 1,9.
- Σημείο σύντηξης: 3185°C.
- Σημείο βρασμού: 5596°C.
- Πυκνότητα: 20,8 γρ.εκ-3.
- Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Xe] 6s2 5δ5.
- Χημική σειρά: Ομάδα 7; Εξωτερικά μέταλλα μετάπτωσης; μπλοκ δ.
Χαρακτηριστικά ρηνίου
Το ρήνιο θεωρείται ένα ασημί-λευκό μέταλλο ένα από τα πιο σπάνια στοιχεία στον πλανήτη. Η αφθονία του υπολογίζεται ότι είναι της τάξης του 1 ppb (μέρη ανά δισεκατομμύριο), που ισοδυναμεί με 1 mg ρηνίου για κάθε τόνο του φλοιού της Γης.
Χημικά, το ρήνιο έχει ομοιότητες με στοιχείο χημική ουσία ο πιο διάσημος της ομάδας του, ο μαγγάνιο, όπως, για παράδειγμα, στο μεγάλη ποικιλία καταστάσεων οξείδωσης (εννέα στο σύνολο), που κυμαίνονται από -1 έως +7.
Παρά το γεγονός ότι είναι λιγότερο αντιδραστικό από το μαγγάνιο, το ρήνιο, όταν διαιρείται λεπτώς, είναι ικανός να υποφέρει καύση υπό την παρουσία του οξυγόνο, σχηματίζοντας σταθερά οξείδια, όπως το Re2Ο7, ReO3 και το ReO2. Το επτοξείδιο του ρηνίου, σε αντίθεση με τη μεταλλική μορφή του στοιχείου, είναι αρκετά πτητικό.
Μπορεί επίσης να διαλυθεί σε νερό, σχηματίζοντας HReO4, περρεμικό οξύ. Ένα τέτοιο οξύ μπορεί επίσης να σχηματιστεί εάν το μέταλλο είναι διαλυμένο σε οξειδωτικά οξέα, όπως συμβαίνει με οξύ νιτρικό (HNO3).
Ένα άλλο χαρακτηριστικό του ρηνίου είναι το υψηλό σημείο τήξης, θεωρείται το δεύτερο μεγαλύτερο του Περιοδικού Πίνακα μεταξύ των μετάλλων, πίσω μόνο από το βολφράμιο. Είναι επίσης το μέταλλο του υψηλότερο σημείο βρασμού, ένα ακίνητο ευρέως εξερευνημένο στις χρήσεις του.
Μάθετε περισσότερα: Θειικό οξύ — ένας εξαιρετικά διαβρωτικός τύπος οξέος
Πού βρίσκεται το ρήνιο;
Σπάνια θα εμφανιστεί μεταλλικό ρήνιο στη φύση, αν και έχει ήδη βρεθεί σε πυριγενή πετρώματα στην Ουκρανία. Υπάρχουν μέταλλα ρηνίου με τη μορφή σουλφίδια, όπως συμβαίνει με τη reniita (ReS2), που έχει ήδη ανιχνευθεί σε ηφαιστειακές ζώνες (φουμαρόλα).
Ένα ορυκτό πλούσιο σε ρήνιο έχει επίσης αναφερθεί, ο ταρκιανίτης, ένα μικτό θειούχο ρήνιο, χαλκό, σίδηρο και μολυβδαίνιο. Ωστόσο, κανένα από αυτά τα ορυκτά δεν περιέχει οικονομικά σημαντικές ποσότητες του στοιχείου.
Ετσι το κύρια εμπορική πηγή ρηνίου είναι ο μολυβδενίτης, όπου η περιεκτικότητα σε μέταλλο μπορεί να κυμαίνεται από 1 ppm (μέρος ανά εκατομμύριο, ισοδύναμο με 1 mg ανά κιλό ορυκτού) έως 2000 ppm. Κατά τη θερμική επεξεργασία του μολυβδενίτη, ο Re2Ο7 Σχηματίζεται. Καθώς είναι πτητικό, αυτό οξείδιο μπορούν να συλλεχθούν σε καμινάδες. Στη συνέχεια διαλύεται σε νερό και κατακρημνίζεται με τη μορφή KReO4, περρεματο του κάλιο.
Δείτε το podcast μας: Σκληρό σαν διαμάντι - τι σημαίνει;
Εφαρμογές ρηνίου
Από τα τέλη της δεκαετίας του 1980, οι κύριες χρήσεις του ρηνίου ήταν στην κατασκευή υπερκραμάτων (κράματα μετάλλων υψηλής απόδοσης) με αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και στην κατασκευή καταλύτες πλατίνα-ρηνίου (Pd-Re). Αυτά τα υπερκράματα στα οποία εφαρμόζεται ρήνιο χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πτερυγίων τουρμπίνας για κινητήρες αεριωθούμενων αεροσκαφών.
Από την άλλη πλευρά, οι καταλύτες Pd-Re χρησιμοποιούνται στην πετροχημική βιομηχανία παραγωγή βενζίνης υψηλών οκτανίων απαλλαγμένη από θείο, κατά το βήμα της καταλυτικής αναμόρφωσης. Οι καταλύτες ρηνίου είναι ανθεκτικοί στη χημική προσβολή από άζωτο, φώσφορο και το θείο, που τους επιτρέπει να χρησιμοποιηθούν σε αντιδράσεις υδρογόνωσης σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες.
Μεταξύ των δευτερευουσών χρήσεων, το ρήνιο μπορεί να σχηματίσει κράματα με βολφράμιο ή μολυβδαίνιο για διάφορες εφαρμογές, όπως π.χ. ηλεκτρονικά αντικείμενα, εξοπλισμός flash, σωλήνες κενού, λυχνίες ακτίνων Χ και θερμοστοιχεία, αισθητήρες για τη μέτρηση του θερμοκρασία, τα οποία είναι ικανά να μετρήσουν από μερικές αρνητικές δεκάδες έως χιλιάδες βαθμούς Κελσίου.
Προφυλάξεις με το Rhenium
- Ορισμένες ενώσεις ρηνίου αναφέρεται ότι είναι ερεθιστικές για τα μάτια και το δέρμα, όπως το εξαφθοριούχο ρήνιο.
- Πειράματα με ζώα βρήκαν κίνδυνο πνευμονικής ίνωσης μέσω της εισπνοής σκόνης ρηνίου.
- Το θειούχο ρήνιο VII αναφλέγεται αυθόρμητα σε επαφή με τον αέρα, εκπέμποντας τοξικές αναθυμιάσεις.
Ωστόσο, η ποσότητα του ρηνίου στο περιβάλλον είναι τόσο χαμηλή που Οι κίνδυνοι της δεν είναι ακόμη ευρέως γνωστοί. προς το έδαφος και ανθρώπινα όντα.
ιστορία του ρηνίου
Όταν δημοσίευσε τον Περιοδικό του Πίνακα το 1869, ο Ντμίτρι Ο Mendeleev άφησε δύο κενά για να ανακαλυφθούν δύο στοιχεία στην Ομάδα 7. Στη συνέχεια, αυτά τα κενά καλύφθηκαν από το στοιχείο 43, το τεχνήτιο (Tc) και από το στοιχείο 75, το ρήνιο (Re).
Ο Το ρήνιο ανακαλύφθηκε το 1925, όταν οι Walter Noddack, Ida Tacke και Otto Berg κατάφεραν να αποκτήσουν, με μεγάλο κόστος, ένα μόνο γραμμάριο του μετάλλου μετά από επεξεργασία περίπου 660 κιλών μολυβδενίτη στη Γερμανία. Το όνομα Rhenius αναφέρεται στον όρο Rhenius, το λατινικό όνομα του διάσημου ποταμού Ρήνου, που διασχίζει την Ευρώπη από βορρά προς νότο.
Λυμένες ασκήσεις για το ρήνιο
ερώτηση 1
Το ρήνιο, σύμβολο Re, είναι ένα σπάνιο μέταλλο του οποίου η ύπαρξη είχε προβλεφθεί από τον Ντμίτρι Μεντελέεφ το 1869. Αναλύοντας τον τρέχοντα Περιοδικό Πίνακα, μπορεί κανείς να ταξινομήσει το ρήνιο ως:
Α) αλκαλιμέταλλο.
Β) μέταλλο αλκαλικής γαίας.
Γ) αμέταλλο.
Δ) εξωτερικό μεταβατικό μέταλλο.
Ε) εσωτερικό μέταλλο μετάπτωσης.
Ανάλυση:
Εναλλακτική Δ
Το Rhenium βρίσκεται στην ομάδα 7 του Περιοδικού Πίνακα, με επικεφαλής το μαγγάνιο. Σε αυτή τη θέση, θα πρέπει να ταξινομηθεί ως εξωτερικό μέταλλο μετάπτωσης, καθώς ανήκει στο d-block.
Ερώτηση 2
Σημειώστε μερικές πληροφορίες για το χημικό στοιχείο ρήνιο, σύμβολο Re:
- Σημείο τήξεως: 3185°C.
- Σημείο βρασμού: 5596°C.
- Πυκνότητα: 20,8 γρ.εκ-3.
- Αφθονία στον φλοιό της Γης: 1 mg/τόνο.
Αξιολογήστε τις πληροφορίες και σημειώστε τη σωστή επιλογή.
Α) Το ρήνιο είναι ένα πτητικό μέταλλο, που εμφανίζεται ως υγρό σε θερμοκρασία δωματίου.
Β) Όταν τοποθετείτε ένα κομμάτι ρήνιο σε νερό, αυτό επιπλέει.
Γ) Το ρήνιο είναι στοιχείο μεγάλης αφθονίας στον φλοιό της γης.
Δ) Το υψηλό σημείο τήξης του ρηνίου επιτρέπει τη χρήση του σε κράματα για να παρέχει μεγαλύτερη θερμική αντίσταση.
Ανάλυση:
Εναλλακτική Δ
Το υψηλό σημείο τήξης του ρηνίου βελτιώνει τη θερμική αντίσταση των μεταλλικών κραμάτων, τα οποία μπορούν να εκτεθούν σε ακραίες συνθήκες θερμότητας. Το ρήνιο, παρεμπιπτόντως, έχει το δεύτερο υψηλότερο σημείο τήξης μεταξύ των μετάλλων.
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας