THE rutenij, atomski broj 44, je metal koji se nalazi u skupini 8 periodnog sustava. To je dio onoga što poznajemo kao metali platinaste grupe, zajedno s osmijem, paladijem, iridijem, rodijem i, naravno, platina. Može imati nekoliko oksidacijskih stanja, čak i dosegnuti formalni naboj od +8, najviši u periodnom sustavu.
Zbog svoje plemenitosti rutenij ima dobra fizikalno-kemijska svojstva, poput niske reaktivnosti i široke otpornosti na koroziju. Stoga se koristi u metalne legure kako bi se povećala njegova mehanička svojstva i poboljšala antikorozivna zaštita. Osim toga, rutenij i njegovi spojevi korišteni su u modernim kemijskim reakcijama i u razvoju jeftinijih solarnih ćelija.
Vidi također: Cirkonij — kemijski sličan element hafniju
Sažetak o ruteniju
Rutenij je metal koji pripada skupini 8 Periodni sustav elemenata.
To je jedan od metala Platinum Group (MGP), koji također uključuje paladij, osmij, iridij, rodij i samu platinu.
Malo je prisutan u Zemljina kora, ali zbog niske reaktivnosti može se naći u čistom obliku.
Sposoban je proizvoditi spojeve s različitim oksidacijskim stanjima, koja se kreću od 0 do +8.
Dobiva se komercijalno kao nusproizvod rudarenja nikla.
U metalurškoj industriji poboljšava fizičku i antikorozivnu sposobnost nekih legura.
Njegovi spojevi korišteni su u modernim kemijskim procesima i u proizvodnji jeftinijih od tradicionalnih solarnih ćelija.
Nemoj sada stati... Ima još toga nakon oglasa ;)
Svojstva rutenija
Simbol: Ru.
Atomski broj: 44.
Atomska masa: 101.07 c.u.
elektronegativnost: 2,2.
Točka spajanja: 2334°C.
Vrelište: 4150°C.
Gustoća: 12,1 g.cm-3 (na 20°C).
Elektronička konfiguracija: [Kr] 5s1 4d7.
Kemijska serija: skupina 8, prijelazni metali, metali platinske skupine.
karakteristike rutenija
Rutenij je jedan od metali koji pripada skupini poznatoj kao metali platinaste grupe (MGP), koja se također sastoji od metala platine, paladija, osmija, iridija i rodija. Kako spada u ovu skupinu, rutenij ima neke karakteristike koje se odnose na plemeniti metali, Kao tvoje niska reaktivnost i visoka otpornost na koroziju.
To je metal koji nije prisutan u zemljinoj kori, s prosječnim sastavom od 10-8% u velikom obimu. Međutim, prisutniji je u meteoriti, kao u hondritima i meteoritima željezo. Rutenij ima sedam prirodnih izotopa i 34 radioaktivna izotopa.
U svom metalnom obliku, rutenij je zaštićen tankim slojem RuO2, što sprječava oksidacija ovog metala od strane O2 do temperature od 870 K. Rutenij još uvijek može reagirati s fluorom (F2) i klora (Cl2) pod zagrijavanjem i također je napadnut klorovodičnom kiselinom kada se pomiješa s drugim oksidacijskim sredstvima kao što je KClO4, što rezultira eksplozivnom oksidacijom.
Otopljene alkalne tvari također imaju sposobnost reagiranja s metalom. Međutim, on nije napadnut od strane kiseline, na niskoj ili visokoj temperaturi i ne može biti napadnut od strane kraljevske vode.
Jedna od karakteristika rutenija, koja se proteže na osmij (element također grupe 8), je širok izbor oksidacijskih stanja da ovaj element može imati: the NOx njegovih spojeva može varirati od 0 do +8, pri čemu je stanje +3 najstabilnije.
Oksidacijsko stanje +8, uključujući, najveće je dostignuće bilo kojeg elementa u periodnom sustavu. Primjer tvari s ovim NOx je RuO4. Ovaj oksid je otrovan, s mirisom koji podsjeća na ozon, vrlo topiv u ugljičnom tetrakloridu (CCl4). Također je snažan oksidans.
Pročitaj i: Krom — kemijski element koji se koristi u nehrđajućem čeliku zbog svojih antikorozivnih svojstava
Gdje se rutenij može naći?
Zbog svojih plemenitih karakteristika, rutenij se može naći u svom izvornom obliku u prirodi, zajedno s ostalim MGP-ovima, kao na Uralskim planinama iu regijama Sjeverne i Južne Amerike.
Međutim, komercijalno se najčešće dobiva putem jalovine od nikla, koji potječe od njegove rafinacije koja dolazi iz ruda pentlandita, (Fe, Ni) S. Od značaja su depoziti od Južna Afrika, Rusija, Zimbabvea, NAS i Kanada.
Dobivanje rutenija
Plemenite metale je teško izolirati.U slučaju MGP-ova, poteškoća nastaje jer su njihova fizikalno-kemijska svojstva u određenoj mjeri slična. Ekstrakcija rutenija je prilično složena, iako postoje mnoge dostupne tehnike. Na neki način, problem je pronaći sigurnu tehniku koja se može primijeniti u industrijskoj stvarnosti, a ne samo u laboratoriju.
Na primjer, destilacija rutenijevog tetroksida, RuO4, može se napraviti u laboratoriju i bilo bi ga zanimljivo odvojiti od ostalih MGP-a, jer je hlapljiv spoj. Međutim, njegova primjena u velikim razmjerima se ne preporučuje, budući da je rutenijev tetroksid iznad 180 °C eksplozivan. Također ga je teško dobiti taloženjem, budući da kemijska sličnost s drugim MGP-ovima otežava selektivnu precipitaciju.
Tako, najčešće korišteni način je putem ekstrakcije otapalom, u kojem se rutenij može koncentrirati i odvojiti od ostalih spojeva. Jedna od metoda je njegova pretvorba u topive vrste RuCl62-, koji se može odvojiti s tercijarnim aminima i, posljedično, proizvoditi rutenij čistoće iznad 99%.
primjene rutenija
U industriji je primjena rutenija u metalnim legurama vrlo dobro vidljiva, jer poboljšava fizikalno-kemijska svojstva proizvoda. Na primjer, dodavanjem 0,1% masenog udjela rutenija u titanijum povećava njegovu otpornost na koroziju 100 puta.
No, dobar dio rutenija se primjenjuje u studijama i razvoju njegovih proizvoda. Studije koje uključuju katalizatori baziran na ruteniji integrirao je tehniku metateze u organsku sintezu, zaslužan za laureate Yvesa Chauvina, Roberta Grubbsa i Richarda Schrocka s Nobelovom nagradom za kemiju 2005. godine.
Rutenijevi kompleksi su također intenzivno korišteni u reakcijama katalitičke hidrogenacije. asimetrična, koja je Williamu Knowlesu, Barryju Sharplessu i Ryojiju Noyiju donijela Nobelovu nagradu za kemiju za 2001.
Opsežno proučavan spoj rutenija je kompleks ovog metala s 2,2'-bipiridinom, tzv. rubin. Uočeno je da ova tvar i neki derivati imaju veliki oksidacijski kapacitet, zbog Ru3+i smanjenje, zbog bipiridina. Rutenijevi spojevi su također proučavani za razvoj jeftinijih solarnih ćelija u usporedbi s onima na tržištu.
Znati više:Vanadij — važan katalizator za kemijsku industriju
povijest rutenija
Godine 1827. Jakob Berzelius i Gottfried Osann ispitali su ostatke preostale od otapanja platine s Uralskog gorja s aqua regia. Dok Berzelius nije pronašao nove metale, Osann je vjerovao da je pronašao tri nova metala i jedan od njih nazvao rutenij.
Karl Karlovitch Klaus se obično smatra otkrivač rutenija. Godine 1844. pokazao je da se spoj koji je promatrao Osann sastoji od a oksid rutenij nečist. Klaus je dobio oko 6 g metala iz netopivog otpada platine tretiranog kraljevskom vodom.
Ime Ruthenia je priznanje Rusiji - latinski naziv zemlje je Ruthenia. Klaus je zadržao ime kao priznanje za Osannov rad, ali i u čast njegove domovine.
Vježbe riješene na ruteniju
Pitanje 1
Rutenij je metal koji ima nekoliko mogućih oksidacijskih stanja, u rasponu od 0 do +8. u Ru oksidima2THE3, RuO2 i RuO4, koji su oksidacijski brojevi rutenija, odnosno?
A) 0, +2 i +4
B) +3, +2 i +4
C) +3, +4 i +8
D) +2, +4 i +5
E) 0, +4 i +8
Rezolucija:
Alternativa C
U oksidima, kisik održava NOx jednakim -2. Stoga možemo izračunati NOx rutenija u spojevima na sljedeći način:
Ru2THE3: 2x + 3(-2) = 0 → 2x – 6 = 0 → 2x = 6 → x = 3
RuO2: y + 2(-2) = 0 → y – 4 = 0 → y = 4
RuO4: z + 4(-2) = 0 → z – 8 = 0 → z = 8
pitanje 2
Rutenij je sposoban tvoriti oksid RuO4, spoj u kojem element ima najveći mogući naboj (NOx) za element u periodnom sustavu. O ovom spoju možemo reći da:
A) To je neutralni oksid.
B) To je oksidirajuća tvar.
C) NOx rutenija u ovom spoju je +4.
D) To je redukujuća tvar.
Rezolucija:
Alternativa B
u RuO4NOx rutenija je +8. U tom slučaju, u kemijskoj reakciji, njegov naboj nije mogao porasti, jer je već dosegao maksimalnu vrijednost (koja je čak najveća moguća za periodni sustav). Dakle, u kemijskom procesu NOx Ru može samo pasti, odnosno rutenij se može samo reducirati.
Kada se rutenij reducira, on oksidira drugu tvar koja se nalazi u reakcijskom mediju, zbog čega se ova tvar karakterizira kao oksidans.
Autor Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije