दयाता, परमाणु संख्या 44, आवर्त सारणी के समूह 8 में स्थित एक धातु है। यह ऑस्मियम, पैलेडियम, इरिडियम, रोडियम और निश्चित रूप से प्लेटिनम ग्रुप मेटल्स के रूप में हम जो जानते हैं उसका हिस्सा है। प्लैटिनम. यह कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं को रखने में सक्षम है, यहां तक कि +8 के औपचारिक प्रभार तक पहुंचने के लिए, आवर्त सारणी में उच्चतम।
अपने बड़प्पन के कारण, रूथेनियम में अच्छे भौतिक-रासायनिक गुण होते हैं, जैसे कम प्रतिक्रियाशीलता और जंग के लिए व्यापक प्रतिरोध। इसलिए, इसका उपयोग. में किया जाता है मिश्र धातु इसके यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए और इसके एंटीकोर्सोशन संरक्षण में भी सुधार करने के लिए। इसके अलावा, रूथेनियम और इसके यौगिकों का उपयोग आधुनिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं और सस्ते सौर कोशिकाओं के विकास में किया गया है।
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रूथेनियम पर सारांश
रूथेनियम एक धातु है जो के समूह 8 से संबंधित है आवर्त सारणी.
यह प्लेटिनम ग्रुप मेटल्स (एमजीपी) में से एक है, जिसमें पैलेडियम, ऑस्मियम, इरिडियम, रोडियम और प्लैटिनम भी शामिल हैं।
यह थोड़ा मौजूद है भूपर्पटीलेकिन इसकी कम प्रतिक्रियाशीलता के कारण, यह अपने शुद्ध रूप में पाया जा सकता है।
यह विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों के साथ यौगिकों का उत्पादन करने में सक्षम है, जो 0 से +8 तक हैं।
इसे व्यावसायिक रूप से खनन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है निकल.
धातुकर्म उद्योग में, यह कुछ मिश्र धातुओं की भौतिक और जंग-रोधी क्षमता में सुधार करता है।
इसके यौगिकों का उपयोग आधुनिक रासायनिक प्रक्रियाओं में और पारंपरिक सौर कोशिकाओं की तुलना में सस्ते के निर्माण में किया गया है।
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रूथेनियम गुण
प्रतीक: रु.
परमाणु संख्या: 44.
परमाणु भार: 101.07 घन मीटर
विद्युत ऋणात्मकता: 2,2.
संलयन बिंदु: 2334 डिग्री सेल्सियस।
क्वथनांक: 4150 डिग्री सेल्सियस।
घनत्व: 12.1 ग्राम सेमी-3 (20 डिग्री सेल्सियस पर)।
इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [क्र] 5s1 4डी7.
रासायनिक श्रृंखला: समूह 8, संक्रमण धातु, प्लेटिनम समूह धातु।
रूथेनियम की विशेषताएं
रूथेनियम इनमें से एक है धातुओं प्लेटिनम ग्रुप मेटल्स (एमजीपी) के नाम से जाने जाने वाले समूह से संबंधित है, जो प्लैटिनम, पैलेडियम, ऑस्मियम, इरिडियम और रोडियम धातुओं से बना है। चूंकि यह इस समूह से संबंधित है, रूथेनियम में कुछ विशेषताएं हैं जो संदर्भित करती हैं महान धातु, तुम्हारी तरह कम प्रतिक्रियाशीलता और उच्च संक्षारण प्रतिरोध.
यह है एक धातु पृथ्वी की पपड़ी में मौजूद नहीं है, 10. की औसत संरचना के साथ-8बड़े पैमाने पर%। हालाँकि, यह अधिक मौजूद है उल्कापिंड, जैसे चोंड्राइट्स और उल्कापिंडों में लोहा. रूथेनियम में सात प्राकृतिक समस्थानिक और 34 रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं।
अपने धात्विक रूप में, रूथेनियम को RuO. की एक पतली परत द्वारा संरक्षित किया जाता है2, जो रोकता है ऑक्सीकरण O. द्वारा इस धातु का2 870 K के तापमान तक। रूथेनियम अभी भी फ्लोरीन (F .) के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है2) और क्लोरीन (Cl .)2) गर्म होने पर और हाइड्रोक्लोरिक एसिड द्वारा भी हमला किया जाता है जब इसे अन्य ऑक्सीकरण एजेंटों जैसे कि KClO के साथ मिलाया जाता है4, जिसके परिणामस्वरूप विस्फोटक ऑक्सीकरण होता है।
पिघला हुआ क्षारीय पदार्थ भी धातु के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता रखता है। हालांकि, उस पर हमला नहीं किया गया है अम्ल, कम या उच्च तापमान में होने के कारण, और एक्वा रेजिया द्वारा हमला नहीं किया जा सकता है।
रूथेनियम की विशेषताओं में से एक, जो ऑस्मियम (समूह 8 का एक तत्व भी) तक फैली हुई है, है ऑक्सीकरण राज्यों की विस्तृत विविधता कि यह तत्व हो सकता है: the NOx इसके यौगिकों की संख्या 0 से +8 तक भिन्न हो सकती है, जिसमें +3 अवस्था सबसे अधिक स्थिर होती है।
+8 ऑक्सीकरण अवस्था, समावेशी, आवर्त सारणी में किसी भी तत्व द्वारा प्राप्त उच्चतम है। इस NOx वाले पदार्थ का एक उदाहरण RuO. है4. यह ऑक्साइड विषाक्त है, ओजोन की याद ताजा गंध के साथ, कार्बन टेट्राक्लोराइड (सीसीएल) में बहुत घुलनशील है4). यह एक शक्तिशाली ऑक्सीडेंट भी है।
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रूथेनियम कहाँ पाया जाता है?
इसकी महान विशेषता के कारण, रूथेनियम प्रकृति में अपने मूल रूप में पाया जा सकता है, अन्य एमजीपी के साथ, यूराल पर्वत और उत्तरी और दक्षिण अमेरिका के क्षेत्रों में।
हालाँकि, व्यावसायिक रूप से इसे सबसे अधिक प्राप्त किया जाता है निकेल टेलिंग, से आने वाले इसके शोधन से उत्पन्न होता है पेंटलैंडाइट अयस्क, (फे, नी) एस. नोट की जमा राशि हैं दक्षिण अफ्रीका, रूस, जिम्बाब्वे, हम और कनाडा.
रूथेनियम प्राप्त करना
महान धातुओं को अलग करना मुश्किल हैएमजीपी के मामले में, कठिनाई इसलिए पैदा होती है क्योंकि उनके भौतिक-रासायनिक गुण कुछ हद तक समान होते हैं। रूथेनियम का निष्कर्षण काफी जटिल है, हालांकि कई तकनीकें उपलब्ध हैं। एक तरह से समस्या एक सुरक्षित तकनीक खोजने की है जिसे औद्योगिक वास्तविकता में लागू किया जा सकता है, न कि केवल प्रयोगशाला में।
उदाहरण के लिए, रूथेनियम टेट्रोक्साइड का आसवन, RuO4, प्रयोगशाला में बनाया जा सकता है और इसे अन्य एमजीपी से अलग करना दिलचस्प होगा, क्योंकि यह एक अस्थिर यौगिक है। हालांकि, बड़े पैमाने पर इसके आवेदन की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि 180 डिग्री सेल्सियस से ऊपर रूथेनियम टेट्रोक्साइड विस्फोटक है। इसे वर्षा द्वारा प्राप्त करना भी मुश्किल है, क्योंकि अन्य एमजीपी के साथ रासायनिक समानता चयनात्मक वर्षा को मुश्किल बनाती है।
इसलिए, विलायक निष्कर्षण के माध्यम से सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका है, जिसमें रूथेनियम को अन्य यौगिकों से केंद्रित और अलग किया जा सकता है। तरीकों में से एक घुलनशील प्रजातियों में इसका रूपांतरण है RuCl62-, जिसे तृतीयक अमाइन से अलग किया जा सकता है और, परिणामस्वरूप, 99% से अधिक शुद्धता का रूथेनियम उत्पन्न करता है।
रूथेनियम के अनुप्रयोग
उद्योग में, धातु मिश्र धातुओं में रूथेनियम का अनुप्रयोग बहुत अच्छी तरह से देखा जाता है, क्योंकि उत्पाद के भौतिक-रासायनिक गुणों में सुधार करता है. उदाहरण के लिए, रूथेनियम के द्रव्यमान से 0.1% जोड़ना टाइटेनियम इसके संक्षारण प्रतिरोध को 100 गुना बढ़ा देता है।
हालांकि, रूथेनियम का एक अच्छा हिस्सा अध्ययन और इसके उत्पादों के विकास में लागू होता है। शामिल अध्ययन उत्प्रेरक रूथेनियम पर आधारित कार्बनिक संश्लेषण में मेटाथिसिस तकनीक को एकीकृत करता है, जो 2005 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार के साथ पुरस्कार विजेता यवेस चाउविन, रॉबर्ट ग्रब्स और रिचर्ड श्रॉक के लिए जिम्मेदार है।
रूथेनियम परिसरों को भी उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं में बड़े पैमाने पर नियोजित किया गया है। असममित, जिसने विलियम नोल्स, बैरी शार्पलेस और रयोजी नोयोरी को रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीता 2001.
एक व्यापक रूप से अध्ययन किया गया रूथेनियम यौगिक 2,2'-बिपिरिडीन के साथ इस धातु का परिसर है, तथाकथित माणिक. यह देखा गया कि Ru. के कारण इस पदार्थ और कुछ व्युत्पन्नों में बड़ी ऑक्सीकरण क्षमता थी3+, और कमी, बाइपिरिडीन के कारण। रूथेनियम यौगिकों का भी अध्ययन किया गया है कम लागत वाले सौर सेल का विकास बाजार में उन लोगों की तुलना में।
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रूथेनियम का इतिहास
1827 में, जैकब बर्ज़ेलियस और गॉटफ्राइड ओसान ने एक्वा रेजिया के साथ यूराल पर्वत से प्लैटिनम के विघटन से बचे अवशेषों की जांच की। जबकि बर्ज़ेलियस को कोई नई धातु नहीं मिली, ओसान का मानना था कि उसने तीन नई धातुएँ पाई हैं और उनमें से एक का नाम रूथेनियम रखा है।
कार्ल कार्लोविच क्लॉस को आमतौर पर माना जाता है रूथेनियम के खोजकर्ता. 1844 में, उन्होंने प्रदर्शित किया कि ओसान द्वारा देखे गए यौगिक में शामिल हैं a ऑक्साइड रूथेनियम अशुद्ध। क्लॉस ने एक्वा रेजिया से उपचारित अघुलनशील प्लैटिनम कचरे से लगभग 6 ग्राम धातु प्राप्त की।
रुथेनिया नाम रूस के लिए एक श्रद्धांजलि है - देश का लैटिन नाम रूथेनिया है। क्लॉस ने ओसान के काम की मान्यता में नाम रखा, लेकिन अपनी मातृभूमि के सम्मान में भी।
रूथेनियम पर हल किए गए व्यायाम
प्रश्न 1
रूथेनियम एक धातु है जिसमें कई संभावित ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं, जो 0 से +8 तक होती हैं। आरयू ऑक्साइड में23, रुओ2 और रुओ4रूथेनियम की क्रमशः ऑक्सीकरण संख्या क्या है?
ए) 0, +2 और +4
बी) +3, +2 और +4
सी) +3, +4 और +8
डी) +2, +4 और +5
ई) 0, +4 और +8
संकल्प:
वैकल्पिक सी
ऑक्साइड में, ऑक्सीजन NOx को -2 के बराबर रखता है। इस प्रकार, हम यौगिकों में रूथेनियम के NOx की गणना निम्नानुसार कर सकते हैं:
आरयू23: 2x + 3(-2) = 0 → 2x - 6 = 0 → 2x = 6 → x = 3
रुओ2: y + 2(-2) = 0 → y - 4 = 0 → y = 4
रुओ4: z + 4(-2) = 0 → z - 8 = 0 → z = 8
प्रश्न 2
रूथेनियम ऑक्साइड RuO बनाने में सक्षम है4, एक यौगिक जिसमें आवर्त सारणी में किसी तत्व के लिए तत्व का उच्चतम संभव आवेश (NOx) होता है। इस यौगिक के बारे में हम कह सकते हैं कि:
ए) यह एक तटस्थ ऑक्साइड है।
बी) यह एक ऑक्सीकरण पदार्थ है।
सी) इस यौगिक में रूथेनियम का NOx +4 है।
डी) यह एक कम करने वाला पदार्थ है।
संकल्प:
वैकल्पिक बी
RuO. में4, रूथेनियम का NOx +8 है। इस मामले में, एक रासायनिक प्रतिक्रिया में, इसका चार्ज नहीं बढ़ सका, क्योंकि यह पहले से ही अधिकतम मूल्य तक पहुंच गया है (जो कि आवर्त सारणी के लिए सबसे बड़ा संभव भी है)। इस प्रकार, एक रासायनिक प्रक्रिया में, Ru का NOx केवल गिर सकता है, अर्थात रूथेनियम को केवल कम किया जा सकता है।
जब रूथेनियम को कम किया जाता है, तो यह एक अन्य पदार्थ को ऑक्सीकरण करता है जो प्रतिक्रिया माध्यम में होता है, जिससे इस पदार्थ को ऑक्सीडेंट के रूप में जाना जाता है।
स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक
