그만큼 루테늄, 원자 번호 44는 주기율표 8족에 속하는 금속이다. 이것은 오스뮴, 팔라듐, 이리듐, 로듐, 그리고 물론, 백금. 그것은 주기율표에서 가장 높은 +8의 형식 전하에 이르기까지 여러 산화 상태를 가질 수 있습니다.
루테늄은 고귀함 때문에 낮은 반응성과 광범위한 부식 저항성과 같은 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있습니다. 따라서 다음에서 사용됩니다. 금속 합금 기계적 특성을 높이고 부식 방지 기능을 향상시킵니다. 또한 루테늄과 그 화합물은 현대 화학 반응과 저렴한 태양 전지 개발에 사용되었습니다.
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루테늄에 대한 요약
루테늄은 8족에 속하는 금속으로 주기율표.
팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 로듐 및 백금 자체도 포함하는 백금족 금속(MGP) 중 하나입니다.
에 거의 존재하지 않는다. 지각, 그러나 낮은 반응성으로 인해 순수한 형태로 발견될 수 있습니다.
0에서 +8 범위의 다양한 산화 상태를 가진 화합물을 생성할 수 있습니다.
광업의 부산물로 상업적으로 얻어진다. 니켈.
야금 산업에서 일부 합금의 물리적 및 부식 방지 능력을 향상시킵니다.
그것의 화합물은 현대 화학 공정과 전통적인 태양 전지보다 저렴한 제조에 사용되었습니다.
루테늄 속성
상징: 루.
원자 번호: 44.
원자 질량: 101.07 c.u.
전기 음성도: 2,2.
퓨전 포인트: 2334°C
비점: 4150°C
밀도: 12.1g.cm-3 (20°C에서).
전자 구성: [크] 5초1 4d7.
화학 시리즈: 8족, 전이 금속, 백금족 금속.
루테늄의 특성
루테늄은 다음 중 하나입니다. 궤조 백금, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐 및 로듐 금속으로 구성된 백금족 금속(MGP)으로 알려진 그룹에 속합니다. 루테늄은 이 그룹에 속하므로 다음을 나타내는 몇 가지 특성이 있습니다. 귀금속, 당신처럼 낮은 반응성 및 높은 내식성.
이것은 지각에 존재하지 않는 금속, 평균 구성 10-8대규모로 %. 그러나 그것은 더 많이 존재합니다. 운석, 콘드라이트 및 운석에서와 같이 철. 루테늄에는 7개의 천연 동위원소와 34개의 방사성 동위원소가 있습니다.
금속 형태의 루테늄은 RuO의 얇은 층으로 보호됩니다.2, 방지하는 산화 O에 의해 이 금속의2 최대 870K의 온도. 루테늄은 여전히 불소(F2) 및 염소(Cl2) 가열 중이며 또한 KClO와 같은 다른 산화제와 혼합될 때 염산의 공격을 받습니다.4, 폭발적인 산화를 일으킵니다.
용융된 알칼리성 물질은 또한 금속과 반응하는 능력이 있습니다. 그러나 그는 공격받지 않는다. 산, 온도가 낮거나 높으며 왕수에 공격받지 않습니다.
오스뮴(또한 8족 원소)까지 확장되는 루테늄의 특성 중 하나는 다음과 같습니다. 다양한 산화 상태 이 요소는 다음을 가질 수 있습니다. NOx 화합물의 0에서 +8까지 다양할 수 있으며 +3 상태가 가장 안정적입니다.
+8 산화 상태는 주기율표의 모든 원소가 도달하는 가장 높은 상태입니다. 이 NOx를 포함하는 물질의 예는 RuO입니다.4. 이 산화물은 유독하며 오존을 연상시키는 냄새가 나며 사염화탄소(CCl)에 잘 녹습니다.4). 또한 강력한 산화제입니다.
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루테늄은 어디에서 찾을 수 있습니까?
그 고귀한 특성 때문에 루테늄은 자연에서 고유의 형태로 발견될 수 있으며, Ural Mountains 및 북미 및 남미 지역에서와 같이 다른 MGP와 함께.
그러나 상업적으로 가장 일반적으로 다음을 통해 얻습니다. 니켈 광미, 정제에서 유래 펜틀란다이트 광석, (Fe, Ni) S. 참고로 예금은 남아프리카, 러시아, 짐바브웨, 우리를 그리고 캐나다.
루테늄 얻기
귀금속은 분리하기 어렵다.MGP의 경우 물리화학적 성질이 어느 정도 유사하기 때문에 어려움이 있다. 루테늄 추출은 많은 기술이 있지만 상당히 복잡합니다. 어떻게 보면 연구실 뿐만 아니라 산업현장에서 적용할 수 있는 안전한 기술을 찾는 것이 문제다.
예를 들어, 사산화루테늄의 증류, RuO4, 실험실에서 만들 수 있으며 휘발성 화합물이므로 다른 MGP와 분리하는 것이 흥미로울 것입니다. 그러나 180°C 이상에서 사산화루테늄은 폭발성이 있으므로 대규모로 적용하는 것은 권장되지 않습니다. 다른 MGP와의 화학적 유사성으로 인해 선택적 침전이 어려워 침전으로 얻기도 어렵다.
그래서, 가장 많이 사용되는 방법은 용매 추출을 통한 것입니다., 루테늄이 농축되어 다른 화합물과 분리될 수 있습니다. 방법 중 하나는 가용성 종 RuCl로의 전환입니다.62-, 이는 3차 아민으로 분리될 수 있고 결과적으로 99% 이상의 순도의 루테늄을 생성합니다.
루테늄의 응용
업계에서 금속 합금에 루테늄을 적용하는 것은 매우 잘 알려져 있습니다. 제품의 물리화학적 특성을 향상시킵니다.. 예를 들어, 0.1질량%의 루테늄을 첨가하면 티탄 내식성을 100배 증가시킵니다.
그러나 루테늄의 상당 부분이 연구 및 제품 개발에 사용됩니다. 관련된 연구 촉매 루테늄을 기반으로 유기 합성에 복분해 기술을 통합했으며 2005년 노벨 화학상을 수상한 Yves Chauvin, Robert Grubbs 및 Richard Schrock을 담당했습니다.
루테늄 착물은 또한 촉매 수소화 반응에 광범위하게 사용되었습니다. William Knowles, Barry Sharpless 및 Ryoji Noyori가 노벨 화학상을 수상한 비대칭 2001.
광범위하게 연구된 루테늄 화합물은 이 금속과 2,2'-비피리딘의 착물입니다. 루비. 이 물질과 일부 유도체는 Ru로 인해 산화 용량이 큰 것으로 나타났습니다.3+, 비피리딘 때문에 감소. 루테늄 화합물도 연구되었습니다. 저가형 태양전지 개발 시중에 파는 것들에 비해.
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루테늄의 역사
1827년 Jakob Berzelius와 Gottfried Osann은 왕수와 함께 우랄 산맥에서 백금이 용해된 후 남은 잔류물을 조사했습니다. Berzelius는 새로운 금속을 발견하지 못했지만 Osann은 3개의 새로운 금속을 발견했다고 믿고 그 중 하나를 루테늄이라고 명명했습니다.
Karl Karlovitch Klaus는 일반적으로 고려됩니다. 루테늄의 발견자. 1844년에 그는 Osann이 관찰한 화합물이 산화물 루테늄 불순. Klaus는 왕수 처리된 불용성 백금 폐기물에서 약 6g의 금속을 얻었다.
Ruthenia라는 이름은 러시아에 대한 찬사입니다. 국가의 라틴어 이름은 Ruthenia입니다. 클라우스는 오산의 업적을 기리기 위해 이름을 지었지만 그의 조국을 기리기 위해 이름을 지었습니다.
루테늄에서 풀린 운동
질문 1
루테늄은 0에서 +8 범위의 여러 가능한 산화 상태를 가진 금속입니다. Ru 산화물에서2그만큼3, 루오2 그리고 RuO4, 루테늄의 산화수는 각각 얼마입니까?
A) 0, +2 및 +4
나) +3, +2 및 +4
다) +3, +4 및 +8
D) +2, +4 및 +5
마) 0, +4 및 +8
해결:
대안 C
산화물에서, 산소 NOx를 -2로 유지합니다. 따라서 화합물에서 루테늄의 NOx를 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
루2그만큼3: 2x + 3(-2) = 0 → 2x – 6 = 0 → 2x = 6 → x = 3
루오2: y + 2(-2) = 0 → y – 4 = 0 → y = 4
루오4: z + 4(-2) = 0 → z – 8 = 0 → z = 8
질문 2
루테늄은 산화물 RuO를 형성할 수 있습니다.4, 원소가 주기율표의 원소에 대해 가능한 가장 높은 전하(NOx)를 갖는 화합물. 이 화합물에 대해 다음과 같이 말할 수 있습니다.
A) 중성 산화물입니다.
나) 산화성 물질이다.
다) 이 화합물에서 루테늄의 NOx는 +4이다.
라) 환원제이다.
해결:
대안 B
RuO에서4, 루테늄의 NOx는 +8입니다. 이 경우 화학 반응에서 전하가 이미 최대값(주기율표에서 가능한 최대값)에 도달했기 때문에 전하가 증가할 수 없습니다. 따라서 화학 공정에서 Ru의 NOx는 떨어질 수 밖에 없습니다. 즉, 루테늄은 환원될 수 밖에 없습니다.
루테늄이 환원되면 반응 매질에 있는 다른 물질을 산화시켜 이 물질을 산화제로 특성화합니다.
스테파노 아라우조 노바이스
화학 선생님
