Рутений (Ru): получение, применение, история

protection click fraud

НАШИ рутений, атомный номер 44 — это металл, находящийся в группе 8 Периодической таблицы. Он входит в группу металлов платиновой группы, наряду с осмием, палладием, иридием, родием и, конечно же, металлами платиновой группы. платина. Он способен иметь несколько степеней окисления, даже достигая формального заряда +8, самого высокого в Периодической таблице.

Благодаря своему благородству рутений обладает хорошими физико-химическими свойствами, такими как низкая реакционная способность и широкая коррозионная стойкость. Поэтому он используется в металлические сплавы повысить его механические свойства, а также улучшить его антикоррозионную защиту. Кроме того, рутений и его соединения используются в современных химических реакциях и при разработке более дешевых солнечных элементов.

Смотрите также: Цирконий — химически аналогичный гафнию элемент.

Резюме по рутению

  • Рутений – это металл, относящийся к 8 группе Периодическая таблица.

  • Это один из металлов платиновой группы (MGP), в который также входят палладий, осмий, иридий, родий и сама платина.

  • instagram story viewer
  • Мало присутствует в земной коры, но из-за низкой реакционной способности его можно найти в чистом виде.

  • Он способен производить соединения с различными степенями окисления, которые находятся в диапазоне от 0 до +8.

  • Его получают в коммерческих целях как побочный продукт добычи полезных ископаемых. никель.

  • В металлургической промышленности улучшает физические и антикоррозионные свойства некоторых сплавов.

  • Его соединения используются в современных химических процессах и в производстве более дешевых, чем традиционные солнечные элементы.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще ;)

свойства рутения

  • Условное обозначение: Ру.

  • Атомный номер: 44.

  • Атомная масса: 101,07 у.е.

  • Электроотрицательность: 2,2.

  • Точка слияния: 2334°С.

  • Точка кипения: 4150°С.

  • Плотность: 12,1 г.см-3 (при 20°С).

  • Электронная конфигурация: [Кр] 5с17.

  • Химическая серия: группа 8, переходные металлы, металлы платиновой группы.

характеристики рутения

Образцы кристаллов рутения, изолированные на белом фоне.
Кристаллы рутения чистотой 99,9%. Они образуются путем осаждения паров.

Рутений является одним из металлы принадлежащие к группе, известной как металлы платиновой группы (MGP), также состоящей из металлов платины, палладия, осмия, иридия и родия. Поскольку он принадлежит к этой группе, рутений имеет некоторые характеристики, относящиеся к благородные металлы, Как твой низкая реакционная способность и высокая коррозионная стойкость.

Это металл, которого нет в земной коре, со средним составом 10-8% в больших масштабах. Однако он больше присутствует в метеориты, как в хондритах и ​​метеоритах железо. Рутений имеет семь природных изотопа и 34 радиоактивных изотопа.

В металлической форме рутений защищен тонким слоем RuO.2, что предотвращает окисление этого металла O2 до температуры 870 К. Рутений все еще может реагировать с фтором ( F2) и хлор (Cl2) при нагревании, а также подвергается воздействию соляной кислоты при смешивании с другими окислителями, такими как KClO4, что приводит к взрывному окислению.

Расплавленные щелочные вещества также обладают способностью реагировать с металлом. Однако на него не нападают кислоты, находящиеся при низкой или высокой температуре, и не могут быть атакованы царской водкой.

Одной из характеристик рутения, которая распространяется на осмий (также элемент группы 8), является большое разнообразие степеней окисления что этот элемент может иметь: NOx его соединений может варьироваться от 0 до +8, причем состояние +3 является наиболее стабильным.

Степень окисления +8 включительно является наивысшей степенью, достигнутой любым элементом периодической таблицы. Примером вещества с этим NOx является RuO.4. Этот оксид токсичен, с запахом, напоминающим озон, хорошо растворим в четыреххлористом углероде (CCl4). Это также мощный окислитель.

Читайте также: Хром — химический элемент, используемый в нержавеющей стали из-за его антикоррозионных свойств.

Где можно найти рутений?

Из-за своих благородных свойств рутений можно найти в естественной форме в природе. вместе с другими МГ, как на Урале, так и в районах Северной и Южной Америки.

Образец пентландита изолирован на белом фоне.
Рутений можно получить как побочный продукт добычи пентландита.

Однако в коммерческих целях его чаще всего получают через никелевые хвосты, происходящие от его переработки, поступающей из пентландитовая руда, (Fe, Ni) С. Следует отметить месторождения Южная Африка, Россия, Зимбабве, НАС и Канада.

Получение рутения

Благородные металлы трудно изолировать.В случае МГП трудность возникает из-за того, что их физико-химические свойства в определенной степени схожи. Извлечение рутения довольно сложно, хотя существует множество доступных методов. В некотором смысле проблема заключается в том, чтобы найти безопасную методику, которую можно было бы применять в производственных условиях, а не только в лаборатории.

Например, перегонка четырехокиси рутения RuO4, можно сделать в лаборатории, и было бы интересно отделить его от других MGP, так как это летучее соединение. Однако его применение в больших масштабах не рекомендуется, так как при температуре выше 180 °С четырехокись рутения взрывоопасна. Его также трудно получить осаждением, так как химическое сходство с другими МГБ затрудняет селективное осаждение.

Так, наиболее используемый способ - экстракция растворителем, в котором рутений можно сконцентрировать и отделить от других соединений. Одним из методов является его преобразование в растворимые формы RuCl.62-, которые можно разделить третичными аминами и, следовательно, получить рутений чистотой выше 99%.

применения рутения

 Человек, держащий рутениевую солнечную батарею к небу.
Солнечные элементы на основе рутения разрабатываются как более дешевая альтернатива существующим солнечным элементам.

В промышленности очень хорошо видно применение рутения в металлических сплавах, т.к. улучшает физико-химические свойства продукта. Например, добавление 0,1% по массе рутения к титан повышает его коррозионную стойкость в 100 раз.

Однако значительная часть рутения используется в исследованиях и при разработке продуктов. Исследования с участием катализаторы на основе рутения интегрировал метод метатезиса в органический синтез, за ​​что лауреаты Ив Шовен, Роберт Граббс и Ричард Шрок получили Нобелевскую премию по химии в 2005 году.

Комплексы рутения также широко используются в реакциях каталитического гидрирования. асимметричный, что принесло Уильяму Ноулзу, Барри Шарплессу и Рёдзи Ноёри Нобелевскую премию по химии за 2001.

Широко изученным соединением рутения является комплекс этого металла с 2,2'-бипиридином, так называемый Рубин. Было замечено, что это вещество и некоторые производные обладают большой окислительной способностью благодаря Ru.3+, и снижение из-за бипиридина. Соединения рутения также изучались на предмет разработка более дешевых солнечных батарей по сравнению с теми, что есть на рынке.

Узнать больше:Ванадий — важный катализатор для химической промышленности

история рутения

В 1827 году Якоб Берцелиус и Готфрид Осанн исследовали остатки, оставшиеся от растворения платины с Уральских гор царской водкой. В то время как Берцелиус не нашел новых металлов, Осанн полагал, что он нашел три новых металла и назвал один из них рутением.

Карла Карловича Клауса обычно считают первооткрыватель рутения. В 1844 году он продемонстрировал, что соединение, наблюдаемое Осанном, состоит из окись рутений нечистый. Клаус получил около 6 г металла из нерастворимых платиновых отходов, обработанных царской водкой.

Название Русь — это дань уважения России — латинское название страны — Рутения. Клаус сохранил это имя в знак признания работы Осанна, а также в честь своей родины.

Упражнения, решенные на рутении

Вопрос 1

Рутений — это металл, который имеет несколько возможных степеней окисления от 0 до +8. в оксидах Ru2НАШИ3, РуО2 и РуО4, каковы степени окисления рутения соответственно?

А) 0, +2 и +4

Б) +3, +2 и +4

В) +3, +4 и +8

Г) +2, +4 и +5

Д) 0, +4 и +8

Разрешение:

Альтернатива С

В оксидах кислород сохраняет NOx равным -2. Таким образом, мы можем рассчитать NOx рутения в соединениях следующим образом:

  • Ру2НАШИ3: 2х + 3(-2) = 0 → 2х – 6 = 0 → 2х = 6 → х = 3

  • РуО2: у + 2 (-2) = 0 → у - 4 = 0 → у = 4

  • РуО4: г + 4 (-2) = 0 → г - 8 = 0 → г = 8

вопрос 2

Рутений способен образовывать оксид RuO4, соединение, в котором элемент имеет максимально возможный заряд (NOx) для элемента периодической таблицы. Об этом соединении можно сказать следующее:

А) Это нейтральный оксид.

Б) Это окисляющее вещество.

C) NOx рутения в этом соединении +4.

г) является восстановителем.

Разрешение:

Альтернатива Б

в РуО4, NOx рутения +8. В этом случае в химической реакции его заряд не мог увеличиться, так как он уже достиг максимального значения (даже максимально возможного для Периодической таблицы). Таким образом, в химическом процессе NOx Ru может только падать, т. е. рутений может только восстанавливаться.

Когда рутений восстанавливается, он окисляет другое вещество, находящееся в реакционной среде, в результате чего это вещество характеризуется как окислитель.

Стефано Араужо Новаис
Учитель химии

Teachs.ru

4 совета, как обеспечить гостям комфорт и удовлетворение в вашем доме

Наш дом – это наш особый уголок, и когда мы встречаем там гостей, мы надеемся создать для них ком...

read more

По этой причине люди бросают соль в унитаз по ночам

Знаете ли вы, что вы можете использовать предметы из кухня основы, чтобы гарантировать глубокую у...

read more

Есть ли у вас эти 8 ежедневных привычек? Итак, вы более элегантны, чем вы думаете.

Вы когда-нибудь задумывались, что делает некоторых людей такими стильными? Это просто одежда, кот...

read more
instagram viewer