Наука
Advertisement
Рутений / Ruthenium (Ru)
Атомный номер 44
Внешний вид серебристо-серый очень хрупкий металл
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
1010,07 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 134 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
710,3 (7,36) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Kr] 4d7 5s1
Химические свойства
Ковалентный радиус 125 пм
Радиус иона (+4e) 67 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
2,2
Электродный потенциал 0
Степени окисления +3, +4, +6, +8, 0
Термодинамические свойства
Плотность 12,41 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,238 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 117,0 Вт/(м·K)
Температура плавления 2583 K
Теплота плавления (25,5) кДж/моль
Температура кипения 4173 K
Теплота испарения n/a кДж/моль
Молярный объём 8,3 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки гексагональная
Период решётки 2,700 Å
Отношение c/a 1,584
Температура Дебая n/a K

Рутенийхимический элемент с атомным номером 44 в периодической системе, обозначается символом Ru (лат. Ruthenium), Серебристо-серый хрупкий переходный металл, благородный металл.

История

Открыт профессором Казанского университета Карлом Клаусом в 1844 году. Клаус выделил его из уральской платиновой руды в чистом виде и указал на сходство между триадами рутений — родийпалладий и осмийиридийплатина.

Происхождение названия

К. К. Клаус назвал элемент в честь своей родины России — (латинское название России — Ruthenia). Клаус родился в городе Дерпте, который с 1704 входил в состав Российской империи1893 — Юрьев, ныне — Тарту в Эстонии).

Получение

Источник рутения — остатки, образующиеся после очистки платины или шлам, возникающий при электрохимическом рафинировании Cu и Ni. Эти материалы подвергают сначала окислительному сплавлению с использованием пероксидов бария Ва2О2 или натрия Na2O2. Полученный сплав растворяют в воде и обрабатывают раствор сильным окислителем — газообразным хлором.

Образовавшийся при этом летучий оксид рутения RuO4 отгоняют из раствора при нагревании. Отогнанный тетраоксид поглощают соляной кислотой и осаждают из полученного раствора хлоррутенат аммония (NH4)2[RuCl6]. Осадок прокаливают. Образовавшийся после прокаливания RuO2 восстанавливают до свободного металла водородом.

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

Физические и химические свойства

Рутений — блестящий серебристый металл. По химическим свойствам — типичный платиновый металл. Компактный рутений не окисляется кислородом воздуха при нагревании до 930 °C, не реагирует с растворами сильных минеральных кислот и щелочей. Порошкообразный рутений при нагревании реагирует с кислородом с образованием диоксида рутения RuO2. При сплавлении со многими металлами рутений образует сплавы, с некоторыми металлами — интерметаллиды.

Известно несколько оксидов рутения. При взаимодействии K2RuO4 c гидроксидом калия КОН и газообразным хлором, а также при действии на K2RuO4 перманганата калия KMnO4 или других сильных окислителей возникает легколетучий тетраоксид RuO4. Температура плавления золотисто-желтых кристаллов этого оксида +25,5 °C, температура кипения +27 °C. При нагревании выше 100 °C он разлагается с отщеплением кислорода.

Прокаливанием на воздухе такой соли рутения, как (NH4)2[RuCl6], или гидроксида рутения Ru (OH)4 получается темно-синий порошок диоксида рутения RuО2. Он нерастворим в воде, кислотах и щелочах. При его сплавлении с основными оксидами типа SrO, BaO, PbO и другими образуются рутенаты SrRuO3, BaRuO3 и PbRuO3.

Для рутения в разных степенях окисления характерно образование комплексных соединений. При длительном нагревании растворов соединений трехвалентного рутения в аммиачной среде образуется «красная рутениевая соль» состава [Ru3O2(NH3)14]Cl6·4H2O. Взаимодействием RuO4 c раствором хлорида калия в среде соляной кислоты получают «бурую соль» состава K4[Ru2OCl10]·H2O — промежуточное вещество при извлечении рутения из природных материалов. Некоторые комплексы рутения позволяют химически связать даже такое химически инертное вещество, как атмосферный азот. В 1962 году было получено комплексное соединение рутения с молекулярным азотом, его состав: [(NO)(NH3)4RuN2Ru (NH3)4(NO)]Cl6.

Позднее были синтезированы более простые комплексы рутения с молекулярным азотом, например, [Ru (NH3)5N2]Cl2. При переработке облученного ядерного горючего рутений обычно извлекают в виде комплексного соединения состава [Ru (NO)(NO3)3]·H2O.

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 так же способность рутения к каталитическому связыванию атмосферного азота при комнатной температуре. Рутений входит в состав сплавов с платиной и иридием, используемых для изготовления фильер при получении стекловолокна и вискозы. Сплав рутения с иридием, осмием и вольфрамом служит при изготовлении перьев дорогих авторучек. Коррозионностойкие сплавы рутения, платины и палладия служат для изготовления контактов в измерительных приборах.

Металлический рутений и его сплавы с палладием используются как катализаторы реакций гидрирования и дегидрирования. Рутениевая соль ([Ru3O2(NH3)14]Cl6·4H2O) находит применение при гистологических исследованиях в медицине и как вещество для окраски фарфора. 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 приемущество так же в высокой стойкости к окислению). В последние годы очень большое значение приобрел оксид рутения как материал для производства суперконденсаторов электроэнергии, удельная емкость свыше 768Фарад/1 грамм!

Физиологическое действие

Летучие и растворимые соединения рутения вызывают аллергию, раздражают слизистые оболочки, вызывают изъязвление. ПДК для содержания аэрозоля RuO2 в воздухе рабочих помещений 1 мг/м3.

Ссылки


Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

ar:روذنيوم bs:Rutenijum ca:Ruteni co:Ruteniu cs:Ruthenium da:Ruthenium de:Ruthenium el:Ρουθήνιο en:Ruthenium eo:Rutenio es:Rutenio et:Ruteenium fi:Rutenium fr:Ruthénium gl:Rutenio (elemento) he:רותניום hr:Rutenij hu:Ruténium id:Rutenium io:Rutenio is:Rúþen it:Rutenio ja:ルテニウム jbo:rukyjinme ko:루테늄 ku:Rûtenyûm la:Ruthenium lb:Ruthenium lt:Rutenis lv:Rutēnijs nl:Ruthenium nn:Ruthenium no:Ruthenium oc:Rutèni pl:Ruten pt:Rutênio ro:Ruteniu sh:Rutenijum simple:Ruthenium sk:Ruténium sl:Rutenij sr:Рутенијум sv:Rutenium th:รูทีเนียม tr:Rutenyum tt:Ruteni ug:رۇتېنىي uk:Рутеній uz:Ruteniy zh:钌



  1. Википедия Рутений адрес
  2. Викисловарьадрес
  3. Викицитатникадрес
  4. Викиучебникадрес
  5. Викитекаадрес
  6. Викиновостиадрес
  7. Викиверситетадрес
  8. Викигидадрес

Выделить Рутений и найти в:

  1. Вокруг света адрес
  2. Академик адрес
  3. Астронет адрес
  4. Элементы адрес
  5. Научная Россия адрес
  6. Кругосвет адрес
  7. Научная Сеть
  8. Традицияадрес
  9. Циклопедияадрес
  10. Викизнаниеадрес
  1. Google
  2. Bing
  3. Yahoo
  4. Яндекс
  5. Mail.ru
  6. Рамблер
  7. Нигма.РФ
  8. Спутник
  9. Google Scholar
  10. Апорт
  11. Онлайн-переводчик
  12. Архив Интернета
  13. Научно-популярные фильмы на Яндексе
  14. Документальные фильмы
  1. Список ru-вики
  2. Вики-сайты на русском языке
  3. Список крупных русскоязычных википроектов
  4. Каталог wiki-сайтов
  5. Русскоязычные wiki-проекты
  6. Викизнание:Каталог wiki-сайтов
  7. Научно-популярные сайты в Интернете
  8. Лучшие научные сайты на нашем портале
  9. Лучшие научно-популярные сайты
  10. Каталог научно-познавательных сайтов
  11. НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов

  • Страница 0 - краткая статья
  • Страница 1 - энциклопедическая статья
  • Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
  • Прошу вносить вашу информацию в «Рутений 1», чтобы сохранить ее

Комментарии читателей:

Advertisement