bu rutenyum, atomik numara 44, Periyodik Tablonun 8. grubunda yer alan bir metaldir. Osmiyum, paladyum, iridyum, rodyum ve tabii ki, Platin Grubu Metaller olarak bildiğimiz şeyin bir parçasıdır. platin. Birkaç oksidasyon durumuna sahip olabilir, hatta Periyodik Tablodaki en yüksek +8 resmi yüküne ulaşabilir.
Asaletinden dolayı rutenyum, düşük reaktivite ve korozyona karşı geniş direnç gibi iyi fizikokimyasal özelliklere sahiptir. Bu nedenle, içinde kullanılır metal alaşımları mekanik özelliklerini artırmak ve ayrıca korozyon önleyici korumasını iyileştirmek. Ayrıca rutenyum ve bileşikleri modern kimyasal reaksiyonlarda ve daha ucuz güneş pillerinin geliştirilmesinde kullanılmıştır.
Ayrıca bakınız: Zirkonyum - kimyasal olarak hafniyuma benzer element
Rutenyum hakkında özet
Rutenyum, grup 8'e ait bir metaldir. Periyodik tablo.
Paladyum, osmiyum, iridyum, rodyum ve platinin kendisini de içeren Platin Grubu Metallerden (MGP) biridir.
İçinde az bulunur yerkabuğu, ancak düşük reaktivitesi nedeniyle saf haliyle bulunabilir.
0 ile +8 arasında değişen farklı oksidasyon durumlarına sahip bileşikler üretebilir.
Ticari olarak madenciliğin yan ürünü olarak elde edilir. nikel.
Metalurji endüstrisinde, bazı alaşımların fiziksel ve korozyon önleyici kapasitesini artırır.
Bileşikleri, modern kimyasal işlemlerde ve geleneksel güneş pillerinden daha ucuza imalinde kullanılmıştır.
Rutenyum özellikleri
Sembol: Ru.
Atomik numara: 44.
Atom kütlesi: 101.07 c.u.
Elektronegatiflik: 2,2.
Füzyon noktası: 2334°C.
Kaynama noktası: 4150°C.
Yoğunluk: 12,1 gr. cm-3 (20°C'de).
Elektronik konfigürasyon: [Kr] 5s1 4d7.
Kimyasal Seriler: grup 8, geçiş metalleri, platin grubu metaller.
rutenyumun özellikleri
Rutenyum bunlardan biridir. metaller Platin Grubu Metaller (MGP) olarak bilinen gruba ait olup, ayrıca platin, paladyum, osmiyum, iridyum ve rodyum metallerinden oluşur. Bu gruba ait olduğu için rutenyumun bazı özellikleri vardır. asil metaller, Sizinki gibi düşük reaktivite ve yüksek korozyon direnci.
Bu bir yerkabuğunda bulunmayan metal, ortalama kompozisyon 10-8% büyük ölçekte. Ancak, daha çok mevcut meteorlarkondritler ve göktaşlarında olduğu gibi ütü. Rutenyum yedi doğal izotopa ve 34 radyoaktif izotopa sahiptir.
Metalik formunda rutenyum, ince bir RuO tabakası ile korunur.2engelleyen, oksidasyon O tarafından bu metalin2 870 K sıcaklığa kadar Rutenyum hala flor ile reaksiyona girebilir (F2) ve klor (Cl2) ısıtma altında ve ayrıca KClO gibi diğer oksitleyici maddelerle karıştırıldığında hidroklorik asit tarafından saldırıya uğrar.4, patlayıcı oksidasyona neden olur.
Erimiş alkali maddeler de metal ile reaksiyona girme yeteneğine sahiptir. Ancak saldırıya uğramaz. asitler, düşük veya yüksek sıcaklıkta olmak ve aqua regia tarafından saldırıya uğramaz.
Osmiyuma kadar uzanan rutenyumun özelliklerinden biri (aynı zamanda grup 8'in bir elementi), çok çeşitli oksidasyon durumları bu öğenin sahip olabileceği: NOx bileşikleri 0 ile +8 arasında değişebilir, +3 durumu en kararlıdır.
+8 oksidasyon durumu, Periyodik Tablodaki herhangi bir element tarafından ulaşılan en yüksek seviyedir. Bu NOx'e sahip bir madde örneği RuO'dur.4. Bu oksit zehirlidir, ozonu andıran bir kokuya sahiptir ve karbon tetraklorürde (CCl) çok çözünür.4). Aynı zamanda güçlü bir oksitleyicidir.
Siz de okuyun: Krom - korozyon önleyici özellikleri için paslanmaz çelikte kullanılan kimyasal element
Rutenyum nerede bulunabilir?
Asil özelliğinden dolayı rutenyum doğada doğal haliyle bulunabilir. Ural Dağları ve Kuzey ve Güney Amerika bölgelerinde olduğu gibi diğer MGP'lerle birlikte.
Bununla birlikte, ticari olarak en yaygın olarak şu yollarla elde edilir: nikel artıkları, rafine edilmesinden kaynaklanan, pentlandit cevheri, (Fe, Ni) S. Önemli olan, mevduatlardır. Güney Afrika, Rusya, Zimbabve, BİZ ve Kanada.
Rutenyum elde etmek
Soy metalleri izole etmek zordur.MGP'ler söz konusu olduğunda, zorluk ortaya çıkar çünkü fizikokimyasal özellikleri bir dereceye kadar benzerdir. Mevcut birçok teknik olmasına rağmen, rutenyum ekstraksiyonu oldukça karmaşıktır. Bir bakıma sorun, yalnızca laboratuvarda değil, endüstriyel bir gerçeklikte de uygulanabilecek güvenli bir teknik bulmaktır.
Örneğin, rutenyum tetroksitin damıtılması, RuO4, laboratuvarda yapılabilir ve uçucu bir bileşik olduğu için onu diğer MGP'lerden ayırmak ilginç olurdu. Bununla birlikte, 180 °C'nin üzerinde rutenyum tetroksit patlayıcı olduğu için büyük ölçekte uygulanması tavsiye edilmez. Diğer MGP'lerle kimyasal benzerlik seçici çökelmeyi zorlaştırdığından, çökeltme yoluyla elde edilmesi de zordur.
Böyle, en çok kullanılan yol solvent ekstraksiyonudurrutenyum konsantre edilebilir ve diğer bileşiklerden ayrılabilir. Yöntemlerden biri, çözünür tür RuCl'ye dönüştürülmesidir.62-üçüncül aminlerle ayrılabilen ve sonuç olarak %99'un üzerinde bir rutenyum saflığı üreten.
rutenyum uygulamaları
Endüstride, metalik alaşımlarda rutenyum uygulaması çok iyi görülmektedir, çünkü ürünün fizikokimyasal özelliklerini iyileştirir. Örneğin, kütlece %0,1 rutenyum eklenmesi titanyum korozyon direncini 100 kat artırır.
Bununla birlikte, rutenyumun büyük bir kısmı çalışmalarda ve ürünlerinin geliştirilmesinde kullanılmaktadır. içeren çalışmalar katalizörler rutenyuma dayalı, metatez tekniğini organik senteze entegre etti, ödüllü Yves Chauvin, Robert Grubbs ve Richard Schrock'tan sorumlu, 2005'te Nobel Kimya Ödülü'nü aldı.
Rutenyum kompleksleri ayrıca katalitik hidrojenasyon reaksiyonlarında yaygın olarak kullanılmıştır. William Knowles, Barry Sharpless ve Ryoji Noyori'ye Nobel Kimya Ödülü'nü kazandıran asimetrik 2001.
Kapsamlı olarak incelenen bir rutenyum bileşiği, bu metalin 2,2'-bipiridin ile kompleksidir. yakut. Ru nedeniyle bu maddenin ve bazı türevlerinin büyük oksidasyon kapasitesine sahip olduğu fark edildi.3+ve bipiridin nedeniyle azalma. Rutenyum bileşikleri ayrıca daha düşük maliyetli güneş pillerinin geliştirilmesi piyasadakilere kıyasla.
Daha fazlasını bilin:Vanadyum — kimya endüstrisi için önemli bir katalizör
rutenyum tarihi
1827'de Jakob Berzelius ve Gottfried Osann, platinin Ural Dağları'ndan çözülmesinden arta kalan kalıntıları aqua regia ile incelediler. Berzelius yeni metal bulamazken, Osann üç yeni metal bulduğuna inandı ve bunlardan birine rutenyum adını verdi.
Karl Karlovitch Klaus yaygın olarak kabul edilir rutenyumu keşfeden kişi. 1844'te Osann tarafından gözlemlenen bileşiğin bir oksit rutenyum saf olmayan. Klaus, aqua regia ile muamele edilen çözünmeyen platin atıklarından yaklaşık 6 g metal elde etti.
Ruthenia adı Rusya'ya bir övgüdür - ülkenin Latince adı Ruthenia'dır. Klaus, adını Osann'ın çalışmalarının tanınması ve aynı zamanda anavatanının onuruna sakladı.
Rutenyum üzerinde çözülmüş alıştırmalar
soru 1
Rutenyum, 0 ile +8 arasında değişen birkaç olası oksidasyon durumuna sahip bir metaldir. Ru oksitlerde2bu3, RuO2 ve RuO4, sırasıyla rutenyum oksidasyon sayıları nelerdir?
A) 0, +2 ve +4
B) +3, +2 ve +4
C) +3, +4 ve +8
D) +2, +4 ve +5
E) 0, +4 ve +8
Çözünürlük:
alternatif C
Oksitlerde, oksijen NOx'i -2'ye eşit tutar. Böylece bileşiklerdeki rutenyumun NOx'ini aşağıdaki gibi hesaplayabiliriz:
Ru2bu3: 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
soru 2
Rutenyum oksit RuO oluşturma yeteneğine sahiptir4, Periyodik Tablodaki bir element için elementin mümkün olan en yüksek yüke (NOx) sahip olduğu bir bileşik. Bu bileşik hakkında şunları söyleyebiliriz:
A) Nötr oksittir.
B) Oksitleyici bir maddedir.
C) Bu bileşikteki rutenyumun NOx'i +4'tür.
D) İndirgeyici bir maddedir.
Çözünürlük:
alternatif B
RuO'da4, rutenyumun NOx'i +8'dir. Bu durumda, bir kimyasal reaksiyonda, maksimum değere (Periyodik Tablo için mümkün olan en büyük bile olsa) ulaşmış olduğu için yükü artamaz. Böylece, kimyasal bir işlemde, Ru'nun NOx'i yalnızca düşebilir, yani rutenyum yalnızca indirgenebilir.
Rutenyum indirgendiğinde, reaksiyon ortamında bulunan başka bir maddeyi oksitleyerek bu maddenin oksidan olarak nitelendirilmesine neden olur.
Stefano Araújo Novais
Kimya hocası
