ה רניום הוא מתכת מספר אטומי 75, שזה שני מיקומים מתחת למנגן בטבלה המחזורית, כלומר בקבוצה 7, תקופה שישית. היו חזה מנדלייב ב-1869, כאשר פרסם את הגרסה הראשונה של הטבלה המחזורית שלו, וגילה רק בשנת 1925. הוא נדיר ונמצא בטבע בדגימות קטנות של מינרלים מוליבדן.
רניום משמש בעיקר כזרז לזיקוק נפט ולפנים סגסוגות מתכת ביצועים גבוהים, עם עמידות רבה לטמפרטורה, מכיוון שהיא המתכת השנייה בגובהה בנקודת ההיתוך טבלה מחזורית.
ניתן להשתמש בסגסוגות כאלה בייצור של צמדים תרמיים (חיישנים למדידת טמפרטורה), חוטי הבזק צילומים וגם בספקטרומטרי מסה, מכשיר המשמש לאיתור, זיהוי וכימות מולקולות באמצעות המסה שלך.
יודע יותר: דובניום - יסוד רדיואקטיבי הנמצא בקבוצה 5 של הטבלה המחזורית
סיכום רניום
- רניום הוא א Metal אשר חזה מנדלייב ב-1869.
- זה לא בשפע, עם רק 1 מ"ג לכל טון של קרום כדור הארץ.
- הוא מציג מגוון רחב של מצבי חמצון, הנעים בין -1 ל-+7.
- הוא מופק באופן מסחרי ממוליבדניט.
- הוא משמש בסגסוגות-על מתכתיות, המשתתפות בייצור, למשל, של להבי טורבינה למטוסים.
- שמו מתייחס לנהר הריין, נתיב מים חשוב ביבשת אירופה.
תכונות רניום
- סֵמֶל: מִחָדָשׁ.
- מספר אטומי: 75.
- מסה אטומית: 186.207 לספירה
- אלקטרוני שליליות: 1,9.
- נקודת היתוך: 3185 מעלות צלזיוס.
- נקודת רתיחה: 5596 מעלות צלזיוס.
- צְפִיפוּת: 20.8 גרם ס"מ-3.
- תצורה אלקטרונית: [Xe] 6s2 5ד5.
- סדרת כימיקלים: קבוצה 7; מתכות מעבר חיצוניות; לחסום ד.
מאפייני רניום
רניום היא מתכת כסופה-לבנה נחשבת אחד היסודות הנדירים ביותר על פני כדור הארץ. השפע שלו מוערך בטווח של 1 ppb (חלקים למיליארד), שווה ערך ל-1 מ"ג של רניום לכל טון של קרום כדור הארץ.
מבחינה כימית, לרניום יש קווי דמיון עם אֵלֵמֶנט כִּימִי המפורסם ביותר בקבוצתו, ה מַנגָן, כמו, למשל, ב מגוון רחב של מצבי חמצון (תשע בסך הכל), שנעים בין -1 ל-+7.
למרות היותו פחות תגובתי מאשר מנגן, רניום, כאשר הוא מחולק דק, כן מסוגל לסבול שְׂרֵפָה בנוכחות חַמצָן, יוצרים תחמוצות יציבות, כגון Re2ה7, ReO3 וה-ReO2. רניום הפטוקסיד, בניגוד לצורה המתכתית של היסוד, הוא נדיף למדי.
ניתן גם להמיס אותו במים וליצור HReO4, חומצה פרמית. חומצה כזו יכולה להיווצר גם אם המתכת מומסת בחומצות מחמצנות, כפי שקורה עם חוּמצָה חנקתי (HNO3).
מאפיין נוסף של רניום הוא שלו נקודת התכה גבוהה, הנחשבת השנייה בגודלה בטבלה המחזורית מבין המתכות, מאחורי רק את ווֹלפרָם. זה גם המתכת של נקודת הרתיחה הגבוהה ביותר, נכס שנחקר רבות בשימושיו.
יודע יותר: חומצה גופרתית — סוג חומצה מאכל במיוחד
היכן נמצא רניום?
רק לעתים נדירות יתרחש רניום מתכתי בטבע, למרות שהוא כבר נמצא בסלעי דלק באוקראינה. ישנם מינרלים רניום בצורה של סולפידים, כמו במקרה של reniita (ReS2), שכבר התגלה באזורים געשיים (פומארולה).
כמו כן דווח על מינרל עשיר ברניום, טרקיאניט, גופרית מעורבת של רניום, נחושת, ברזל ומוליבדן. עם זאת, אף אחד מהמינרלים הללו אינו מכיל כמויות משמעותיות מבחינה כלכלית של היסוד.
אז ה המקור המסחרי העיקרי של רניום הוא מוליבדניט, כאשר תכולת המתכת יכולה לנוע מ-1 ppm (חלק למיליון, שווה ערך ל-1 מ"ג לק"ג מינרל) ל-2000 ppm. במהלך הטיפול בחום של מוליבדניט, Re2ה7 זה נוצר. מכיוון שהוא נדיף, זה תַחמוֹצֶת ניתן לאסוף בארובות. לאחר מכן הוא מומס במים ומשקע בצורה של KReO4, perremato של אֶשׁלָגָן.
בדוק את הפודקאסט שלנו: קשה כמו יהלום - מה זה אומר?
יישומי רניום
מאז סוף שנות ה-80, השימושים העיקריים של רניום היו בייצור של סגסוגות-על (סגסוגות מתכת בעלות ביצועים גבוהים) עם עמידות בטמפרטורות גבוהות ובייצור של זרזים פלטינה-רניום (Pd-Re). סגסוגות-על אלה בהן מיושמת רניום משמשות עבור ייצור להבי טורבינה למנועי מטוסי סילון.
מצד שני, זרזי Pd-Re משמשים בתעשייה הפטרוכימית, ב ייצור בנזין בעל אוקטן גבוה ללא גוֹפרִית, במהלך שלב הרפורמה הקטליטית. זרזי רניום עמידים בפני התקפה כימית על ידי חַנקָן, זַרחָן וגופרית, המאפשרת להשתמש בהם בתגובות הידרוגנציה בתהליכים תעשייתיים שונים.
בין שימושים קלים, רניום יכול ליצור סגסוגות עם טונגסטן או מוליבדן עבור יישומים מגוונים, כגון חפצים אלקטרוניים, ציוד פלאש, צינורות ואקום, צינורות רנטגן וצמדים תרמיים, חיישנים למדידת טֶמפֶּרָטוּרָה, המסוגלים למדוד מכמה עשרות שליליות ועד אלפי מעלות צלזיוס.
אמצעי זהירות עם רניום
- מספר תרכובות רניום מדווחות כמגרים את העיניים והעור, כגון רניום הקספלואוריד.
- ניסויים עם בעלי חיים מצאו סיכון לפיברוזיס ריאתי באמצעות שאיפת אבק רניום.
- גופרית רניום VII מתלקחת באופן ספונטני במגע עם אוויר, ופולט אדים רעילים.
עם זאת, כמות הרניום בסביבה כל כך נמוכה הסיכונים שלו עדיין אינם ידועים. ל קרקע, אדמה ובני אדם.
היסטוריה של רניום
כאשר פרסם את הטבלה המחזורית שלו בשנת 1869, דמיטרי מנדלייב השאיר שני פערים כדי ששני אלמנטים יתגלו בקבוצה 7. לאחר מכן, הפערים הללו מולאו על ידי יסוד 43, טכנציום (Tc), ועל ידי יסוד 75, רניום (Re).
ה רניום התגלה בשנת 1925, כאשר וולטר נודק, אידה טאקה ואוטו ברג הצליחו להשיג, במחיר גבוה, גרם בודד מהמתכת לאחר עיבוד של כ-660 ק"ג של מוליבדניט בגרמניה. השם Rhenius מתייחס למונח Rhenius, השם הלטיני של נהר הריין המפורסם, שחוצה את אירופה מצפון לדרום.
תרגילים שנפתרו על רניום
שאלה 1
רניום, סמל Re, הוא מתכת נדירה שאת קיומה חזה דמיטרי מנדלייב ב-1869. בניתוח הטבלה המחזורית הנוכחית, ניתן לסווג רניום כ:
א) מתכת אלקלית.
ב) מתכת אדמה אלקליין.
ג) לא מתכת.
ד) מתכת מעבר חיצונית.
ה) מתכת מעבר פנימית.
פתרון הבעיה:
חלופה D
רניום נמצא בקבוצה 7 של הטבלה המחזורית, ובראשה מנגן. במצב זה, יש לסווג אותו כמתכת מעבר חיצונית, מכיוון שהיא שייכת ל-d-block.
שאלה 2
שימו לב למידע על היסוד הכימי רניום, סימן Re:
- נקודת התכה: 3185 מעלות צלזיוס.
- נקודת רתיחה: 5596 מעלות צלזיוס.
- צפיפות: 20.8 גרם ס"מ-3.
- שפע בקרום כדור הארץ: 1 מ"ג/טון.
הערך את המידע וסמן את האפשרות הנכונה.
א) רניום היא מתכת נדיפה, המופיעה כנוזל בטמפרטורת החדר.
ב) כאשר מניחים חתיכת רניום במים, היא צפה.
ג) רניום הוא יסוד בעל שפע רב בקרום כדור הארץ.
ד) נקודת ההיתוך הגבוהה של רניום מאפשרת להשתמש בו בסגסוגות כדי לספק עמידות תרמית גדולה יותר.
פתרון הבעיה:
חלופה D
נקודת ההיתוך הגבוהה של רניום משפרת את העמידות התרמית של סגסוגות מתכת, שעלולות להיחשף לתנאי חום קיצוניים. לרניום, אגב, יש את נקודת ההיתוך השנייה בגובהה מבין המתכות.
מאת סטפנו אראוחו נובאיס
מורה לכימיה