РУТЕНИЙ

Рутений — свойства благородного металла

РУТЕНИЙ

Ruthenia на латыни значит «Россия». Как и Россия, рутений красив, загадочен и крайне неудобен для человека. Во-первых, получение чистого рутения – проблема, не решенная до сих пор.

Во-вторых, рутений настолько хрупок, что использовать его в чистом виде не представляется возможным. В-третьих, рутений, находящийся в форме различных химических соединений, часто бывает опасным.

В том числе и взрывоопасным!

Ну чем не Россия?

История металла

Карл-Эрнст Клаус, прибалтийский немец, родился и вырос в Эстонии. В детстве он разрывался между желанием сделаться ботаником и идеей зарабатывать на жизнь аптекарским ремеслом.

Однако судьба велела ему забыть о глупостях, осознать себя русским ученым-химиком и отправиться на службу в Казанский университет. Сопротивлялся Карл Карлович как мог. Женился на немке, ботаники не оставил (один из родов капусты таки назван его именем), к химии относился не то чтобы пренебрежительно, а…

несерьезно. Кислоты трогал руками, растворы пробовал на вкус, ядовитые газы обонял, чтоб запомнить их запах, и часто высказывал соображения, не подобающие солидному ученому. В общем, проявил все черты русского характера – и ненапрасно! Большинство высказанных профессором К.К.

Клаусом идей, слишком смелых для своего времени, оказались верными. Реализуя одну из них, в 1844-м году Клаус получает шесть граммов металла, ранее неизвестного науке и впоследствии названного рутением.
Светила мирового сообщества отмечали близость нового металла отчасти к железу, отчасти к осмию.

Возникло – и с тех пор не исчезает – устойчивое мнение, что из всех так называемых «благородных» металлов рутений – самый неблагородный…

Свойства рутения

Вот уже полтораста лет рутений находится в полном распоряжении исследователей, но исчерпывающего понимания его возможностей все еще нет. Экспериментаторы столкнулись с парадоксальным явлением: физические свойства этого платиноида меняются в зависимости от метода получения металла. Наличие разницы в свойствах, понимают ученые, говорит только о загрязненности образцов.

Осознание проблемы отчасти озадачивает, потому как действенного способа очищения рутения от примесей пока нет; а отчасти – обнадеживает, поскольку теоретические характеристики вещества очень завидны. Так или иначе, сегодня не удается избавить рутений от присущей его отливкам хрупкости.

Попытки механической обработки (ковка, прессование, резание) заканчиваются разрушением рутениевой заготовки.

Между тем, производственники весьма заинтересованы в «покорении» металла: газопоглотительные способности рутения непревзойденны.

Если палладий способен впитать водорода в 940 раз больше своего объема, то у рутения этот показатель почти вдвое выше! При этом поглотительная способность рутения касается не одного только водорода, но и азота, и – в меньшей степени – других неметаллов.

Четырехокись рутения RuO4 (так же, как и мелкодисперсный родий) настолько химически активна, что даже взрывоопасна. Правда, и родиевая, и рутениевая взрывчатка – явление дороговатое…

Цена и распространенность

По оценкам геологов, рутения в земной коре не более пяти тысяч тонн. Столь незначительное количество, рассеянность и сложность добычи определяют изначально высокую стоимость металла. Однако ограниченность спроса вносит коррективы в прайс-лист драгоценных металлов.

Рутений – самый недорогой из платиноидов. Его рыночная стоимость на начало 2016-го года всего лишь в 2,7 раза выше цены серебра! Золото дороже рутения почти в 30 раз – при том что годовая добыча рутения редко превышает 20 тонн, а золота на мировой рынок поступает 2500 тонн в год.

Нет справедливости в ценообразовании! Как нет ее и в стране Рутении…

Куда идет рутений?

В отличие от большинства благородных металлов, в ювелирной отрасли рутений не используется, причем абсолютно. Дело тут не только в недостаточной выразительности его природного облика и неудобстве физических свойств.

Химическая активность соединений рутения настолько велика, что введение металла в человеческий обиход неизбежно приведет к повышению заболеваемости – уверены медики. Львиная доля добываемого рутения уходит в электронную промышленность. Около трети объема добычи приобретают предприятия электрохимического цикла.

Оставшаяся треть потребляется обычными химическими производствами. Совсем немного соединений рутения требуется медицине для изготовления исследовательских и лечебных препаратов.

Водоочистные устройства космических аппаратов работают на рутениевых катализаторах – они наиболее эффективны. В цветной металлургии рутений – ценная легирующая добавка.

В концентрациях на уровне десятых и сотых долей процента благородный металл в разы повышает прочностные свойства изделий. Турбинные лопасти реактивных двигателей, высокотемпературные детали ракет, топливная аппаратура летательных аппаратов содержат рутений.

Некоторые технологии получения графена основываются на использовании способности рутения поглощать неметаллы. Рутениевая подложка оказывается надежной основой для выращивания модифицированного углерода. Растертая в пудру смесь двуокиси и четырехокиси рутения дают возможность криминалистам выявлять слаборазличимые отпечатки пальцев. Никакие другие соединения не «впиваются» в молекулы жиров с такой силой! Весьма перспективным представляется использование рутениевой краски в качестве …солнечной батареи. В будущем человек сможет утилизировать солнечную энергию при помощи преобразователя, носимого в виде баллончика с краской и двух проводков – причем стоить такая система обещает сущие копейки.

Проблемный рутений

С проблемой рутения столкнулись ядерщики, а вместе с ними и экологи. Для них радиоактивный рутений, возникающий в реакторах в процессе распада урана и плутония, является серьезной и трудноразрешимой проблемой. До трети шлаковой массы в реакторе приходится на опасный радиорутений. Удалить чрезвычайно «прилипчивый» металл крайне сложно.

Зато при консервации отходов атомной энергетики рутений первым находит выход из хранилищ! Миграция активного рутения происходит всеми возможными путями. Поставить надежный заслон на пути слишком «подвижного» элемента, а равно и дезактивировать металл удается не всегда.

Бобовые растения, излюбленная пища человека и животных, концентрируют почвенный рутений в своих корнях..

Все камни

Рутений

РУТЕНИЙ

рутений 106, рутений челябинск
Рутений / Ruthenium (Ru), 44

Атомная масса(молярная масса)

101,07(2) а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация

4d7 5s1 Радиус атома

134 пм Химические свойства Ковалентный радиус

125 пм Радиус иона

(+4e) 67 пм Электроотрицательность

2,2 (шкала Полинга) Электродный потенциал

0 Степени окисления

+3, +4, +6, +8, 0 Энергия ионизации(первый электрон)

 710,3 (7,36) кДж/моль (эВ) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.)

12,41 г/см³ Температура плавления

2334 °C (2607 K, 4233 °F) Температура кипения

4077 °C (4350 K, 7371 °F) Уд. теплота плавления

(25,5) кДж/моль Молярная теплоёмкость

24,0 Дж/(K·моль) Молярный объём

8,3 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки

гексагональная Параметры решётки

a=2,706 c=4,282 Å Отношение c/a

1,582 Температура Дебая

600 K Прочие характеристики Теплопроводность

(300 K) 117,0 Вт/(м·К) Номер CAS

7440-18-8
44 Рутений
Ru101,07
4d75s1

Руте́ний — элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов, атомный номер — 44. Простое вещество рутений — переходный металл серебристого цвета. Относится к платиновым металлам.

  • 1 История
    • 1.1 Происхождение названия
  • 2 Получение
  • 3 Добыча и запасы
  • 4 Физические и химические свойства
    • 4.1 Физические свойства
    • 4.2 Химические свойства
      • 4.2.1 Неорганические соединения
      • 4.2.2 Органическая химия рутения
  • 5 Применение
  • 6 Физиологическое действие
  • 7 См. также
  • 8 Примечания
  • 9 Ссылки

История

Открыт профессором Казанского университета Карлом Клаусом в 1844 году, в том же году опубликовавшим о новом элементе большую статью «Химические исследования остатков Уральской платиновой руды и металла рутения» в «Учёных записках Казанского университета». Об открытии, методе получения и свойствах нового элемента Клаус сообщил в письме Г. И.

Гессу на немецком языке, который зачитал его на заседании Петербургской Академии наук 13 сентября 1844 года, этот текст был опубликован в бюллетене Академии и в переводе на русский язык — в «Горном журнале».

Клаус выделил рутений из уральской платиновой руды в чистом виде и указал на сходство между триадами рутений — родий — палладий и осмий — иридий — платина.

Происхождение названия

Первооткрыватель элемента К. К. Клаус назвал рутений в честь Руси (Ruthenia — латинское название Руси). Название «рутений» было предложено в 1828 году Г. В. Озанном для элемента, который он по ошибке принял за новый элемент, и Клаус, действительно открывший новый элемент в 1844 году, дал ему это название.

Получение

Рутений получают как «отходы» при аффинировании платины и платиновых металлов.

Значительным источником рутения для его добычи является выделение его из осколков деления ядерных материалов (плутоний, уран, торий), где его содержание в отработанных ТВЭЛах достигает 250 граммов на тонну «сгоревшего» ядерного топлива.

Также разработана технология получения рутения из технеция-99 с помощью нейтронного облучения

Добыча и запасы

Добыча рутения в 2009 17,9 тонн, мировые запасы рутения оцениваются в 5000 тонн.

Физические свойства

По тугоплавкости (Тпл= 2334 °C) рутений уступает лишь нескольким элементам — рению, осмию, молибдену, иридию, вольфраму, танталу и ниобию.

Химические свойства

Рутений — весьма инертный металл.

Неорганические соединения

Рутений не растворяется в кислотах и царской водке (смеси HCl и HNO3). Вместе с тем рутений реагирует с хлором выше 400 °C (образуется RuCl3) и со смесью щелочи и нитрата при сплавлении (образуются рутенаты, например, Na2RuO4).

Рутений способен давать соединения, соответствующие разной степени окисления:

8 RuO4; RuO4 · PCl37 M6 M2; M2; RuF65 M; RuF54 RuCl4; RuO2; M23 RuCl3; М32 M2; M41 Ru(CO)nBr0 Ru(CO)n

Соединения рутения представлены также широким спектром нитрозосоединений — содержащих группировку RuNO. Данные комплексные соединения, в особенности, нитрозонитроамины (например, ) и нитрозонитрокомплексы (особенно комплексный анион 2−) (желто-оранжевый) отличаются высокой устойчивостью и кинетической инертностью.

Тетраоксид рутения (Ru+VIIIO4) по свойствам несколько напоминает тетраоксид осмия.

Органическая химия рутения

Рутений образует ряд металлоорганических соединений и является активным катализатором.

Применение

  • Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость титана.
  • В сплаве с платиной используется для изготовления чрезвычайно износостойких электрических контактов.
  • Катализатор для многих химических реакций. Очень важное место рутения как катализатора в системах очистки воды орбитальных станций.

Уникальна также способность рутения к каталитическому связыванию атмосферного азота при комнатной температуре.

Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по прочности превосходят лучшие сплавы молибдена и вольфрама (имея преимущество также в высокой стойкости к окислению).

Физиологическое действие

Является единственным платиновым металлом, который обнаруживается в составе живых организмов (по некоторым данным — ещё и платина). Концентрируется в основном в мышечной ткани. Высший оксид рутения крайне ядовит и, будучи сильным окислителем, может вызвать возгорание пожароопасных веществ.

См. также

  • Металлы платиновой группы

Примечания

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu.

     Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.

  2. 1234 Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 285-286.

     — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.

  3. 12 Соловьев Ю. И. Исследования К. К. Клауса по химии платиновых металлов. Открытие рутения // История химии в России: Научные центры и основные направления исследований. — М.: Наука, 1985. — С. 140—147.
  4. (1844) «Découverte d'un nouveau métal. Lettre de M.

    le professeur CLAUS de Kazan à M. HESS (Lu le 13 septembre 1844.)». Bulletin de la classe physico-mathématique de l'Académie impériale des Sciences de St.- Pétersbourg 3.

  5. Об открытии нового металла // Горный журнал. Часть I. Книжка II. — 1845. — С. 265—273.
  6. Популярная библиотека химических элементов.

    Рутений

  7. История науки и техники
  8. Рынок металлов платиновой группы 2010: родий, иридий, рутений, осмий.. metalresearch.ru. Проверено 11 июля 2013. Архивировано из первоисточника 15 июля 2013.
  9. Emsley, J. (2003). «Ruthenium». Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements.

    Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 368—370. ISBN 0-19-850340-7.

Ссылки

  • Рутений на Webelements
  • Рутений в Популярной библиотеке химических элементов
  • Рутений на onx.distant.ru
  • Изотопы рутения
  • Ruthenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
  • Nano-layer of ruthenium stabilizes magnetic sensors
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
8 Uue Ubn Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh
Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы Лантаноиды Актиноиды Суперактиноиды Переходные металлы Другие металлы Полуметаллы Другие неметаллы Галогены Благородные газы Свойства неизвестны

рутений, рутений 106, рутений 106 в челябинске, рутений 106 свойства, рутений 106 челябинск, рутений в челябинске, рутений википедия, рутений челябинск, рутений элемент

Рутений Информацию О

Рутений

Рутений
Рутений Вы просматриваете субъект
Рутений что, Рутений кто, Рутений описание

There are excerpts from wikipedia on this article and video

Наш сайт имеет систему в функции поисковой системы. Выше: «что вы искали?»вы можете запросить все в системе с коробкой. Добро пожаловать в нашу простую, стильную и быструю поисковую систему, которую мы подготовили, чтобы предоставить вам самую точную и актуальную информацию.

Поисковая система, разработанная для вас, доставляет вам самую актуальную и точную информацию с простым дизайном и системой быстрого функционирования. Вы можете найти почти любую информацию, которую вы ищете на нашем сайте.

На данный момент мы служим только на английском, турецком, русском, украинском, казахском и белорусском языках.
Очень скоро в систему будут добавлены новые языки.

Жизнь известных людей дает вам информацию, изображения и видео о сотнях тем, таких как политики, правительственные деятели, врачи, интернет-сайты, растения, технологические транспортные средства, автомобили и т. д.

Основные свойства рутения

В ходе исследований рутения, ученые выявили, что его физические свойства изменяются в зависимости от метода, который используется для получения данного платиноида. Это свидетельствует о том, что образцы металла загрязненные, а способов получения их в чистом виде пока не найдено.

Для рутения характерна высокая хрупкость. Механически обрабатывать (прессовать, резать, ковать) металл не удается, поскольку это приводит к разрушению материала.

Теоретически рутений наделен газопоглотительными свойствами. Металл способен впитать водород, объем которого больше чем в 1500 раз превышает его собственный. Высокое газопоглощение платиноида распространяется  также на азот и, в меньшей мере, на ряд другим неметаллов. Из этого вывод – для производства очень актуально освоение рутения.

Оксид рутения RuO4, подобно мелкодисперсному родию, обладает высокой химической активностью и является взрывоопасным.

Распространенность и стоимость рутения

По предположению геологом, в земной коре содержится не более 5 тыс. тонн рутения. Высокая стоимость складывается, с учетом:

  • ограниченности количества;
  • рассеянности металла;
  • сложностью добычи.

Если сравнить рутений с другими платиноидами, то он считается одним из самых недорогих.

Область применения рутения

В отличие от других платиноидов, рутений не применяется в ювелирной отрасли. И дело не в том, что природный облик металла не насколько привлекателен. В этом случае причиной являются его физические свойства. Поскольку металлу свойственна высокая химическая активность, то, по мнению медиков, его контакт с человеческим телом может вызвать ряд заболеваний.

Рутений нашел свое применение в электронной промышленности. Треть от добываемого металла используется предприятиями электрохимического цикла. Львиная доля потребляется химической отраслью. Небольшое количество рутения востребовано и в медицине: из него изготавливают исследовательские и лечебные препараты.

Рутениевыми катализаторами укомплектованы водоочистные космические аппараты. В металлургии представленный металл используется в качестве легирующей добавки. Одной из составляющих сплавов для изготовления турбинных лопастей реактивных двигателей, высокотемпературных деталей ракет, аппаратуры летальных устройств является рутений.

Используя газопоглотительную способность рутения, ученые освоили несколько технологий по получению графена. Подложка из данного металла используется как надежная основа для выращивания модифицированного углерода.

Используют рутений и криминалисты. Пудра, полученная из двуокиси и четырехокиси металла, позволяет выявить даже слаборазличимые отпечатки. Рутений способен активно проникать в молекулы жиров.

Перспективным направлением использования рутения является солнечная энергетика. Краска, полученная из металла, сможет легко поглощать энергию, а преобразователь, представленный окрашенным баллончиком и двумя проводниками, обойдется дешево.

Почему рутений считается проблемным?

В процессе распада урана и плутония, который протекает в ядерных реакторах, образуется радиоактивный рутений. Его появление становится трудноразрешимой проблемой, как для ядерщиков, так и для экологов.

Шлаковая масса в реакторе на 1/3 состоит из радиоактивного рутения. Металл тяжело извлечь. Но, как выявлено, при помещении отходов ядерной энергетики в хранилища, рутений начинает активно мигрировать. Остановить данный процесс удается не всегда. При попадании в атмосферу, радиоактивный рутений концентрируется в корнях бобовых растений.

  • Электронная формула KLM4s24p64d75s1, Eион(Ме=>Ме++e)=7,36 эВ.
  • Степень окисления: +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8; валентность: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
  • Физические свойства: серебристо-белый хрупкий металл, tпл=2250оС, tкип=4200оС, плотность 12,4 г/см3
  • Распространенность в природе: содержание в земной коре 5,0.10-6%(масс.)
  • Основной минерал: лаурит RuS2
  • Получение: в результате сложной переработке руд получают RuО4, который восстанавливают водородом
  • Химические свойства: малоактивный металл. В ряду напряжений стоит после водорода. Не реагирует с кислотами. Взаимодействует при нагревании с галогенами. Реагирует с окислительно-щелочными смесями.

ООО «Метаторг» — продажа цветных металлов и сплавов в Москве.

Рутений — химический элемент: описание, история и состав

РУТЕНИЙ

Рутений — наиболее легкий и наименее «благородный» из всех металлов платиновой группы. Является едва ли не самым «многовалентным» элементом (известно девять валентных состояний).

Несмотря на более чем полувековую историю изучения, он и сегодня перед современными химиками ставит немало вопросов и проблем.

Так что же представляет собой рутений как химический элемент? Для начала — небольшой экскурс в историю.

Загадочная и богатая

Название и история открытия рутения неразрывно связаны с Россией. В самом начале XΙX века мировую общественность взволновало и обеспокоило известие о том, что в Российской империи обнаружены богатейшие залежи платины. Ходили слухи, что на Урале добычу этого драгоценного металла можно было вести обыкновенной лопатой.

Факт открытия богатых месторождений был вскоре подтвержден тем, что министр финансов России Е. Ф. Канкрин направил на Петербургский Монетный двор высочайший указ о чеканке монет из платины. В последующие годы было запущено в оборот около полутора миллионов монет (3,6 и 12 руб.

) для производства которых затрачено 20 тонн драгоценного металла.

«Открытие» Озанна

Изучением состава уральской драгоценной руды занялся профессор Дерптско-Юрьевского (ныне Тартусского) университета Готфрид Озанн. Он пришел к выводу, что платине сопутствуют три неизвестных металла — полуран, полином и рутений — названия которым были даны самим Озанном. Кстати, третий он назвал в честь России (от латинского Ruthenia).

Коллеги Озанна во всей Европе, во главе с авторитетнейшим шведским химиком Йенсом Берцелиусом, очень критично отнеслись к сообщению профессора. В попытке оправдаться ученый повторил серию своих экспериментов, но прежних результатов достигнуть не удалось.

Спустя два десятилетия работами Озанна заинтересовался профессор химии Карл Карлович Клаусс (Казанский университет). Он добился разрешения министра финансов получить в лаборатории Монетного двора несколько фунтов остатков производства монет для проведения повторных исследований.

Казанский химический элемент рутений

Русский академик А. Е. Арбузов отмечал в своих трудах, что для открытия нового элемента в те времена химику требовались чрезвычайное трудолюбие и настойчивость, наблюдательность и проницательность, а самое главное — тонкое экспериментальное чутье. Все вышеперечисленные качества в самой высокой степени были присущи молодому Карлу Клауссу.

Исследования ученого имели и практическое значение — дополнительное извлечение чистой платины из остатков руды. Разработав собственный план эксперимента, Клаусс сплавил рудный материал с селитрой и извлек растворимые элементы: осмий, иридий, палладий.

Нерастворимую часть подверг воздействию смеси концентрированных кислот («царской водки») и перегонке. В осадке гидроокиси железа он обнаружил наличие неизвестного металла и выделил его сначала в виде сульфида, а затем — и в чистом (около 6 граммов).

Профессор сохранил за элементом название, предложенное Озанном, — рутений.

Но как оказалось, история открытия химического элемента рутения только начиналась. После опубликования в 1844 году результатов исследования на Клаусса обрушился град критики.

Выводы неизвестного казанского ученого были скептически восприняты крупнейшими химиками мира. Даже отправка образца нового элемента Берцелиусу не спасла ситуацию.

По мнению шведского мэтра, рутений Клаусса являлся лишь «пробой нечистого иридия».

Только выдающиеся качества Карла Карловича как химика-аналитика и экспериментатора и серия дополнительных исследований позволили доказать ученому свою правоту. В 1846 году открытие получило официальное признание и подтверждение.

За проведенную работу Клаусс был удостоен Демидовской премии Российской академии наук в размере 10 тыс. рублей.

Благодаря таланту и настойчивости казанского профессора ряды платиноидов пополнил рутений — первый элемент, открытый в России (и на сегодняшний день, к сожалению отечественной химической школы, единственный).

Дальнейшие исследования

Основной проблемой изучения химических и физических свойств рутения является крайне ограниченное содержание этого металла в земной коре.

Например, в отходах платинового производства (рабочем материале Клаусса) его содержание — около 1 %. Большинство ученых-химиков признают рутений крайне неблагоприятным веществом для изучения.

Обилие тупиковых ситуаций часто заставляет исследователей сворачивать или приостанавливать свои работы.

Всю жизнь посвятил изучению свойств «неудобного» металла и его соединений советский ученый С. М. Старостин. Главным результатом деятельности химика являются выводы о свойствах нитрозокомплексов рутения и связанных с ними трудностях отделения чистого металла от сопутствующих урана и плутония. Что же представляет собой рутений, как химический элемент?

Элемент Ru

Свойства «казанского» металла во многом типичны для представителей VΙΙΙ (платиновой) группы. Рутений — химический элемент периодической таблицы с атомным номером 44, отличающийся высокой инертностью. Имеет 7 стабильных природных и 20 искусственных изотопов с массовыми числами от 92 до 113.

При нормальной температуре не подвержен окислению и коррозии, воздействию кислот и щелочей. При нагреве свыше 400 °С вступает в реакцию с хлором, при 930 °С — с кислородом. С некоторыми металлами химический элемент рутений образует устойчивые сплавы, называемые интерметаллидами.

В многочисленных соединениях проявляет валентность от нуля до восьми. К наиболее важным относят двуокись и четырехокись рутения, сульфид RuS2 и фторид RuF5.

В чистом металлическом виде обладает свойствами катализатора с высокой избирательной способностью, что позволяет его использовать для синтеза самых различных органических и неорганических веществ. Служит лучшим сорбентом для водорода.

Распространение в природе

Химический элемент рутений характеризуется чрезвычайной редкостью и рассеянностью в природе. В естественной среде он образует единственный известный минерал — лаурит.

Это твердое вещество в виде небольших октаэдров железно-черного цвета. Самое богатое и известное месторождение находится на платиновых россыпях острова Борнео (Калимантан).

В России ведутся разработки на Среднем и Южном Урале, на Кольском полуострове, в Красноярском и Хабаровском краях.

Во всех остальных природных соединениях количество рутения не превышает 0,1 %. Следы металла обнаружены в некоторых медно-никелевых рудах и кислых магматических породах. Способностью концентрировать и накапливать рутений облают некоторые растения, среди которых выделяются представители семейства бобовых.

Общее содержание элемента в земной коре, по мнению специалистов, не превышает 5 000 тонн.

Промышленное получение

Элемент рутений считается благородным, и основным источником металла являются отвальные породы производства платины. Безусловным лидером по добыче рутения (как и платины) выступает Южно-Африканская Республика. Разработку и производство этого металла осуществляют также Россия, Канада и Зимбабве. Кстати, последняя страна занимает второе место в мире по разведанным запасам платиноидов.

Количество поставляемого на рынок рутения колеблется от 17 до 20 тонн в год. Производственный цикл получения элемента длится около 6 недель и представляет собой непрерывную цепь следующих друг за другом термохимических реакций.

Разработана технология получения рутения нейтронным облучением изотопов радиоактивного технеция. Но необходимо отметить, что выделение чистого и устойчивого металла, ввиду его химических свойств, непредсказуемости и недостаточной изученности, остается по-прежнему несбыточной мечтой.

Области применения

Хотя все свойства благородного металла у рутения присутствуют в полной мере, широкого распространения в ювелирной индустрии элемент не получил. Его используют лишь для укрепления сплавов и придания дорогим украшениям большей прочности.

По количеству потребляемого рутения секторы промышленности расположились в следующем порядке:

  1. Электронный.
  2. Электрохимический.
  3. Химический.

Очень востребованы каталитические свойства элемента. Его применяют при синтезе синильной и азотной кислот, при получении предельных углеводородов, глицерина и полимеризации этилена.

В металлургической промышленности добавки рутения используют для увеличения антикоррозийных свойств, придания сплавам прочности, химической и механической стойкости.

Радиоактивные изотопы рутения нередко помогают ученым при проведении научных исследований.

Нашли применение и многие соединения элемента в качестве хороших окислителей и красителей. В частности, хлориды используют для усиления люминесценции.

Биологическое значение

Рутений обладает способностью накапливаться в клетках живых тканей, главным образом — мышечных (единственный из металлов платиновой группы). Может провоцировать развитие аллергических реакций, оказывать негативное воздействие на слизистую оболочку глаз и верхнего дыхательного тракта.

В медицине благородный металл используют как средство для распознавания пораженных тканей. Лекарственные препараты на его основе применяют для лечения туберкулеза и различных инфекций, поражающих кожные покровы человека.

По этой причине весьма перспективным выглядит использование способности рутения образовывать прочные нитрозокомплексы в борьбе с заболеваниями, связанными с избыточной концентрацией нитратов в организме человека (гипертонии, артрита, септического шока и эпилепсии).

Кто виноват?

Совсем недавно ученые Западной Европы всерьез обеспокоили общественность сообщением, что над континентом растет содержание радиоактивного изотопа рутения Ru106. Самообразование его в атмосфере специалисты полностью исключают.

Как и аварийный выброс с АЭС, так как тогда в воздухе обязательно присутствовали бы радионуклиды цезия и йода, что не подтверждается экспериментальными данными. Воздействие этого изотопа на организм человека, как и всякого радиоактивного элемента, ведет к облучению тканей и органов, развитию онкологических заболеваний.

Возможные источники загрязнения, по версии западных СМИ, расположены на территории России, Украины или Казахстана.

В ответ представитель Департамента коммуникаций Росатома заявил, что все предприятия госкорпорации работали и работают в штатных режимах. Международное агентство по атомной энергетике (МАГАТЭ) в своем заключении, основываясь на данных собственного мониторинга, назвало все обвинения в адрес Российской Федерации беспочвенными.

Рутений: стоимость грамма металла и сферы его применения

РУТЕНИЙ

Рутений – это драгоценный металл, относящийся к семейству металлов платиновой группы. Внешний вид металла напрямую зависит от способа его добычи, поэтому он может быть серебристо-белого или матово-серого цвета.

Название металла произошло от Ruthenia, что в переводе с латыни означает «Россия», и это неслучайно, так как его впервые нашли на Урале.

Стоит сказать, что рутений цены за 1 грамм в рублях, на который довольно низкие, по сравнению с другими драгоценными металлами, составляют на сегодняшний день всего 118 рублей.

Где добывается?

Добывают рутений в ЮАР, РФ, Канаде и других странах. Главным поставщиком этого благородного металла на сегодняшний день является ЮАР. Его извлекают из остатков платинового производства. В виде примеси присутствует в различных металлических рудах.

Рутений довольно рассеянный химический элемент, но существует единственный минерал, который из него образуется – это лаурит. Кроме того, содержится в продуктах отработанного ядерного топлива. В тонне радиационных отходов содержится около 250 г. рутения.

За год во всем мире добывают 17-21 т. рутения. Общие запасы металла на Земле, по подсчетам ученых, составляют всего 5000 т.

Свойства

Основные достоинства металла – это высокая твердость и повышенная стойкость к различным агрессивным веществам. В таблице Менделеева элемент находится на 44 строчке. Твердость металла – 6,5 по шкале Мооса, по этому показателю он опережает платину в то же время очень хрупок.

При этом металл легкий, и его плотность менее 13 г. на см3. По тугоплавкости занимает 8-е место. Температура плавления металла – 2334С, а кипения – около 4077C. В процессе его нагревания в атмосфере элемент частично окисляется.

При температуре 1 000 C рутений окисляется в двуокись RuО2, а при 1 200 C и более – в четырехокись RuO4, которая имеет высшую степень валентности 8+. Способность рутения быстро менять валентность заставляет ученых глубже его изучать.

Окись RuO4 представляет собой желтые кристаллы, которые при температуре 25 C становятся коричнево-оранжевой жидкостью, которая по запаху очень похожа на озон.

При этом его контакт со многими органическими веществами приводит ко взрыву. RuO4 – ядовитое вещество, поэтому, если долго дышать его парами, то закружится голова, появится рвота и удушье.

У некоторых ученых, занимавшихся RuO4, появлялась экзема.

Металл вступает в реакции при температуре выше 400С. В обычном состоянии элемент не растворяется даже в царской водке. Ему нипочем кислоты и щелочи.

Кроме того, этот элемент обладает отличной газопоглотительной способностью. Впитывает водорода в 1 500 раз больше своего объема, при этом может впитывать не только водород, но и азот, а в меньших количествах и другие неметаллы.

Ювелирная промышленность

У металла яркий блеск и приятный голубовато-серый оттенок, он не окисляется, поэтому привлекает к себе внимание ювелиров. Очень хрупкий, его используют в качестве одного из легирующих элементов в драгоценных сплавах. Это позволяет повысить их твердость и износоустойчивость. Однако с ним сложно работать, так как у него высокая тугоплавкость.

Добавление этого элемента в золотой сплав придает ему черный тон. Конечно, затемняют золото и родием, однако оттенок выходит не таким насыщенным, как с легирующим рутением.

Медицина

В медицине используют красители с соединениями рутения, что позволяет выделить ткани для их детального изучения, в том числе и раковые опухоли. Это помогает хирургам видеть все пораженные клетки и участки тканей.

Этот материал является биологически активным, поэтому его соединения используют в производстве лекарств против рака, туберкулеза и различных инфекций, поражающих кожные покровы.

Электротехника

Благодаря высокой тугоплавкости этот химический элемент нашел применение в электротехнике. Из него делают контакты и различные элементы высокоточных приборов. Высокая температура плавления сделала его незаменимым материалом для термопар. Устройства необходимы для измерения высоких температур.

При нагревании 272,53 С этот материал становится сверхпроводником, что очень востребовано в электротехнике.

В электронике им покрывают радиодетали для антикоррозийной защиты. Этот слой также делает их стойкими к химическим воздействиям и защищает от механического износа.

Космос

В космической отрасли тоже востребован этот материал – из сплава платины и рутения делают топливные элементы для спутников. Этот состав способен выдержать все перегрузки на орбите Земли.

Химия

Химический элемент рутений благодаря тому, что не вступает в реакции с агрессивными веществами, очень востребован в химии. Кроме того, у него отличные каталитические способности. Рутениевые катализаторы позволяют получать глицерин и другие спирты из целлюлозы.

Главное достоинство рутениевого катализатора – это его избирательность. Помогает химикам синтезировать различные органические, а также продукты неорганического происхождения. Этот катализатор составляет конкуренцию остальными металлами платиновой группы.

Стекольная промышленность

Используют соединения рутения и в стекольной промышленности – их добавляют и в некоторые эмали. Существуют и флуоресцирующие покрытия, свечение которых вызывают соединения этого материала.

Остальные отрасли потребляют около 10% рутения.

Стоимость

Актуальная на сегодняшний день цена драгоценных металлов

МеталлЦена за грамм (руб.)
Осмий 729
Родий 1697
Золото 2308
Платина 1738
Иридий 1724
Рутений 118
Палладий 1412
Серебро 31

Небольшое количество рутения на Земле и сложность добычи этого элемента делают его очень дорогим. Цена за один грамм металла постоянно колеблется, в среднем в пределах 100-200 рублей.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть