THE rutenis, atominis skaičius 44, yra metalas, esantis periodinės lentelės 8 grupėje. Tai dalis to, ką mes žinome kaip platinos grupės metalus, kartu su osmiu, paladžiu, iridžiu, rodiu ir, žinoma, platina. Jis gali turėti keletą oksidacijos būsenų, net pasiekdamas formalų +8 įkrovą, aukščiausią periodinėje lentelėje.
Dėl savo kilnumo rutenis pasižymi geromis fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis, tokiomis kaip mažas reaktyvumas ir didelis atsparumas korozijai. Todėl jis naudojamas metalo lydiniai padidinti jo mechanines savybes ir pagerinti apsaugą nuo korozijos. Be to, rutenis ir jo junginiai buvo naudojami šiuolaikinėse cheminėse reakcijose ir kuriant pigesnius saulės elementus.
Taip pat žiūrėkite: Cirkonis – chemiškai panašus į hafnį elementas
Santrauka apie rutenį
Rutenis yra metalas, priklausantis 8 grupei Periodinė elementų lentelė.
Tai vienas iš platinos grupės metalų (MGP), į kurį taip pat įeina paladis, osmis, iridis, rodis ir pati platina.
Jo yra mažai Žemės pluta, tačiau dėl mažo reaktyvumo jį galima rasti gryna forma.
Jis gali gaminti junginius su skirtingomis oksidacijos būsenomis, kurios svyruoja nuo 0 iki +8.
Komerciniais tikslais jis gaunamas kaip šalutinis kasybos produktas nikelio.
Metalurgijos pramonėje jis pagerina kai kurių lydinių fizines ir antikorozines savybes.
Jo junginiai buvo naudojami šiuolaikiniuose cheminiuose procesuose ir pigesnių nei tradicinių saulės elementų gamyboje.
Nesustok dabar... Po skelbimo yra daugiau ;)
Rutenio savybės
Simbolis: Ru.
Atominis skaičius: 44.
Atominė masė: 101.07 c.u.
Elektronegatyvumas: 2,2.
Susiliejimo taškas: 2334°C.
Virimo taškas: 4150°C.
Tankis: 12,1 g.cm-3 (20°C temperatūroje).
Elektroninė konfigūracija: [Kr] 5s1 4d7.
Cheminė serija: 8 grupė, pereinamieji metalai, platinos grupės metalai.
rutenio savybės
Rutenis yra vienas iš metalai priklauso grupei, žinomai kaip Platinum Group Metals (MGP), taip pat sudaryta iš platinos, paladžio, osmio, iridžio ir rodžio metalų. Kadangi rutenis priklauso šiai grupei, jis turi tam tikrų savybių, kurios nurodo taurieji metalai, Kaip tavo mažas reaktyvumas ir didelis atsparumas korozijai.
Tai yra metalo nėra žemės plutoje, kurio vidutinė sudėtis yra 10-8% didelio masto. Tačiau jo daugiau yra meteoritai, kaip ir chondrituose bei meteorituose geležies. Rutenis turi septynis natūralius izotopus ir 34 radioaktyvius izotopus.
Metalinės formos rutenis yra apsaugotas plonu RuO sluoksniu2, kuris neleidžia oksidacija iš šio metalo O2 iki 870 K temperatūros. Rutenis vis tiek gali reaguoti su fluoru (F2) ir chloras (Cl2) kaitinamas, taip pat jį atakuoja druskos rūgštis, kai ji sumaišoma su kitais oksidatoriais, pvz., KClO4, todėl vyksta sprogi oksidacija.
Išlydytos šarminės medžiagos taip pat turi savybę reaguoti su metalu. Tačiau jo nepuola rūgštys, esant žemai arba aukštai temperatūrai, ir jos negali užpulti aqua regia.
Viena iš rutenio, kuris apima osmį (taip pat 8 grupės elementas), savybių yra plati oksidacijos būsenų įvairovė kad šis elementas gali turėti: NOx jo junginių skaičius gali svyruoti nuo 0 iki +8, o +3 būsena yra stabiliausia.
Oksidacijos būsena +8 imtinai yra didžiausia, kurią pasiekia bet kuris periodinės lentelės elementas. Medžiagos su šiuo NOx pavyzdys yra RuO4. Šis oksidas yra toksiškas, ozono kvapo, labai tirpus anglies tetrachloride (CCl)4). Tai taip pat galingas oksidatorius.
Taip pat skaitykite: Chromas – cheminis elementas, naudojamas nerūdijančiame pliene dėl jo antikorozinių savybių
Kur galima rasti rutenio?
Dėl savo kilnių savybių rutenis gamtoje randamas natūraliu pavidalu, kartu su kitais MGP, kaip Uralo kalnuose ir Šiaurės bei Pietų Amerikos regionuose.
Tačiau komerciškai jis dažniausiai gaunamas per nikelio atliekos, kilęs iš jo rafinavimo, gaunamo iš pentlandito rūda, (Fe, Ni) S. Pažymėtina indėliai pietų Afrika, Rusija, Zimbabvė, JAV ir Kanada.
Rutenio gavimas
Tauriuosius metalus sunku išskirti.MGP atveju sunkumų kyla dėl to, kad jų fizikinės ir cheminės savybės yra tam tikru mastu panašios. Rutenio gavyba yra gana sudėtinga, nors yra daug būdų. Tam tikra prasme problema yra rasti saugią techniką, kurią būtų galima pritaikyti pramonėje, o ne tik laboratorijoje.
Pavyzdžiui, rutenio tetroksido, RuO, distiliavimas4, galima pasigaminti laboratorijoje ir būtų įdomu atskirti nuo kitų MGP, nes tai yra lakus junginys. Tačiau jo naudoti dideliu mastu nerekomenduojama, nes aukštesnėje nei 180 °C temperatūroje rutenio tetroksidas yra sprogus. Taip pat sunku jį gauti nusodinant, nes cheminis panašumas su kitais MGP apsunkina selektyvų nusodinimą.
Taigi, dažniausiai naudojamas ekstrahavimas tirpikliu, kuriame rutenis gali būti sukoncentruotas ir atskirtas nuo kitų junginių. Vienas iš būdų yra jo pavertimas tirpiomis rūšimis RuCl62-, kuris gali būti atskirtas tretiniais aminais ir dėl to gaunamas rutenis, kurio grynumas viršija 99%.
rutenio panaudojimas
Pramonėje rutenio panaudojimas metalų lydiniuose labai gerai matomas, nes pagerina fizikines ir chemines produkto savybes. Pavyzdžiui, pridedant 0,1% rutenio masės į titano jo atsparumas korozijai padidėja 100 kartų.
Tačiau nemaža rutenio dalis naudojama studijose ir gaminant produktus. Tyrimai, kuriuose dalyvauja katalizatoriai rutenio pagrindu integravo metatezės techniką organinėje sintezėje, atsakingas už laureatus Yves'ą Chauviną, Robertą Grubbsą ir Richardą Schrocką, 2005 m. apdovanotą Nobelio chemijos premija.
Rutenio kompleksai taip pat buvo plačiai naudojami katalizinėse hidrinimo reakcijose. asimetrinė, kuri laimėjo Williamą Knowlesą, Barry Sharplessą ir Ryoji Noyori Nobelio chemijos premiją už 2001.
Plačiai ištirtas rutenio junginys yra šio metalo kompleksas su 2,2'-bipiridinu, vadinamasis. rubinas. Pastebėta, kad ši medžiaga ir kai kurie dariniai pasižymi dideliu oksidaciniu gebėjimu dėl Ru3+ir sumažinimas dėl bipiridino. Taip pat buvo tiriami rutenio junginiai pigesnių saulės elementų kūrimas palyginti su esančiais rinkoje.
Žinoti daugiau:Vanadis – svarbus chemijos pramonės katalizatorius
rutenio istorija
1827 m. Jakobas Berzelius ir Gottfriedas Osannas ištyrė likučius, likusius ištirpus Uralo kalnų platinai su aqua regia. Nors Berzelius nerado naujų metalų, Osanas tikėjo radęs tris naujus metalus ir vieną iš jų pavadino ruteniu.
Karlas Karlovičius Klausas paprastai laikomas rutenio atradėjas. 1844 m. jis įrodė, kad Osano pastebėtas junginys susideda iš a oksidas rutenis nešvarus. Klausas apie 6 g metalo gavo iš netirpių platinos atliekų, apdorotų vandens regija.
Pavadinimas Ruthenia yra duoklė Rusijai – lotyniškas šalies pavadinimas yra Ruthenia. Klausas išlaikė vardą, pripažindamas Osano darbą, bet ir savo tėvynės garbei.
Pratimai ant rutenio
Klausimas 1
Rutenis yra metalas, turintis keletą galimų oksidacijos laipsnių, nuo 0 iki +8. Ru oksiduose2THE3, RuO2 ir RuO4, kokie yra atitinkamai rutenio oksidacijos skaičiai?
A) 0, +2 ir +4
B) +3, +2 ir +4
C) +3, +4 ir +8
D) +2, +4 ir +5
E) 0, +4 ir +8
Rezoliucija:
Alternatyva C
Oksiduose, deguonies išlaiko NOx lygų -2. Taigi rutenio NOx kiekį junginiuose galime apskaičiuoti taip:
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
2 klausimas
Rutenis gali sudaryti oksidą RuO4, junginys, kuriame elementas turi didžiausią įmanomą periodinės lentelės elemento krūvį (NOx). Apie šį junginį galime pasakyti:
A) Tai neutralus oksidas.
B) Tai oksiduojanti medžiaga.
C) Rutenio NOx šiame junginyje yra +4.
D) Tai redukuojanti medžiaga.
Rezoliucija:
Alternatyva B
RuO4, rutenio NOx yra +8. Šiuo atveju cheminėje reakcijoje jo krūvis negalėtų padidėti, nes jau pasiekė maksimalią reikšmę (kuri yra netgi didžiausia galima periodinei lentelei). Taigi cheminiame procese Ru NOx gali tik kristi, tai yra, rutenis gali tik mažėti.
Kai rutenis redukuojamas, jis oksiduoja kitą reakcijos terpėje esančią medžiagą, todėl ši medžiaga apibūdinama kaip oksidantas.
Autorius Stefano Araújo Novais
Chemijos mokytojas
