• POP
• شبابيك
• مضاد للفيروسات
• مضاد للفيروسات
• الفنون التصويرية

تاريخ اكتشاف عنصر الروثينيوم الكيميائي. روثينيوم. خصائص الروثينيوم. استخدام الروثينيوم. اكتشف واثبت

الروثينيوم هو الأخف وزنا والأقل "نبلا" بين جميع معادن مجموعة البلاتين. ربما يكون العنصر الأكثر "متعدد التكافؤ" (تسعة حالات تكافؤ معروفة). على الرغم من أكثر من نصف قرن من تاريخ البحث ، فإنه لا يزال يطرح العديد من الأسئلة والمشاكل للكيميائيين المعاصرين اليوم. إذن ما هو الروثينيوم كعنصر كيميائي؟ بادئ ذي بدء ، استطالة قصيرة في التاريخ.

غامض وغني

يرتبط اسم وتاريخ اكتشاف الروثينيوم ارتباطًا وثيقًا بروسيا. في بداية القرن XΙX ، كان المجتمع العالمي متحمسًا وقلقًا من أنباء اكتشاف أغنى رواسب البلاتين في الإمبراطورية الروسية. كانت هناك شائعات بأنه يمكن استخراج هذا المعدن الثمين في جبال الأورال باستخدام مجرفة عادية. سرعان ما تم تأكيد حقيقة اكتشاف الودائع الغنية من خلال حقيقة أن وزير المالية الروسي ، إي إف كانكرين ، أرسل أعلى مرسوم بشأن سك العملات المعدنية من البلاتين إلى دار سك النقود في سانت بطرسبرغ. في السنوات اللاحقة ، تم تداول حوالي مليون ونصف قطعة نقدية (3.6 و 12 روبل) ، حيث تم إنفاق 20 طنًا من المعادن الثمينة.

"اكتشاف" أوزانا

تولى البروفيسور جوتفريد أوزان من جامعة ديربت يوريفسكي (تارتو الآن) دراسة تكوين خام الأورال الثمين. توصل إلى استنتاج مفاده أن البلاتين مصحوب بثلاثة معادن غير معروفة - متعدد الحدود ، متعدد الحدود والروثينيوم - أطلق عليها أوزان نفسه. بالمناسبة ، أطلق على ثالث اسم تكريما لروسيا (من اللاتينية روثينيا).

انتقد زملاء أوزان في جميع أنحاء أوروبا ، بقيادة الكيميائي السويدي الأكثر موثوقية ينس برزيليوس ، تقرير البروفيسور بشدة. في محاولة لتبرير نفسه ، كرر العالم سلسلة من تجاربه ، لكن النتائج السابقة لم تتحقق.

بعد عقدين من الزمان ، أصبح أستاذ الكيمياء كارل كارلوفيتش كلاوس (جامعة كازان) مهتمًا بعمل أوزان. حصل على إذن من وزير الخزانة للحصول على عدة جنيهات من بقايا إنتاج العملات من مختبر دار سك العملة لإعادة الفحص.

أشار الأكاديمي الروسي إيه.إي أربوزوف في كتاباته إلى أنه من أجل اكتشاف عنصر جديد في تلك الأيام ، يحتاج الكيميائي إلى عناية ومثابرة شديدة ، وإلى الملاحظة والبصيرة ، والأهم من ذلك ، ذوق تجريبي خفي. جميع الصفات المذكورة أعلاه متأصلة في الشاب كارل كلاوس إلى أعلى درجة.

بحث العالم كان و قيمة عملية- استخراج إضافي من البلاتين النقي من بقايا الخام. بعد أن طور خطته الخاصة للتجربة ، صهر كلاوس مادة الخام مع الملح الصخري واستخلص العناصر القابلة للذوبان: الأوزميوم والإيريديوم والبلاديوم. تعرض الجزء غير القابل للذوبان لمزيج من الأحماض المركزة ("أكوا ريجيا") والتقطير. في راسب هيدروكسيد الحديد ، اكتشف وجود معدن غير معروف وعزله أولاً على شكل كبريتيد ، ثم في شكل نقي (حوالي 6 جرام). احتفظ الأستاذ بالاسم الذي اقترحه أوزان للعنصر - الروثينيوم.

اكتشف واثبت

لكن كما اتضح ، تاريخ الاكتشاف عنصر كيميائيكان الروثينيوم قد بدأ للتو. بعد نشر نتائج الدراسة في عام 1844 ، وقع وابل من النقد على كلاوس. استقبل أكبر الكيميائيين في العالم استنتاجات عالم قازان المجهول. حتى إرسال عينة من العنصر الجديد إلى Berzelius لم يحفظ الموقف. وفقًا للسيد السويدي ، لم يكن الروثينيوم الخاص بكلاوس سوى "عينة من الإيريديوم غير النقي".

فقط الصفات البارزة لكارل كارلوفيتش ككيميائي تحليلي ومُجرب وسلسلة من الدراسات الإضافية سمحت للعالم بإثبات حالته. في عام 1846 ، حصل الاكتشاف على اعتراف رسمي وتأكيد. لعمله ، حصل كلاوس على جائزة ديميدوف من الأكاديمية الروسية للعلوم بمبلغ 10 آلاف روبل. بفضل موهبة ومثابرة أستاذ كازان ، انضم الروثينيوم إلى صفوف البلاتينويد - أول عنصر تم اكتشافه في روسيا (واليوم ، للأسف ، العنصر الوحيد في المدرسة الكيميائية الروسية).

مزيد من البحوث

مجالات الاستخدام

على الرغم من أن جميع خصائص المعدن النبيل في الروثينيوم موجودة تمامًا ، إلا أن العنصر لم يتلق توزيعًا واسعًا في صناعة المجوهرات. يتم استخدامه فقط لتقوية السبائك وجعل المجوهرات باهظة الثمن أكثر متانة.

من حيث كمية الروثينيوم المستهلكة ، يتم ترتيب القطاعات الصناعية بالترتيب التالي:

1. إلكتروني.
2. الكهروكيميائية.
3. المواد الكيميائية.

هناك طلب كبير على الخصائص التحفيزية للعنصر. يتم استخدامه في تصنيع أحماض الهيدروسيانيك والنتريك ، في إنتاج الهيدروكربونات المشبعة والجلسرين وبلمرة الإيثيلين. في صناعة المعادن ، تُستخدم إضافات الروثينيوم لزيادة خصائص مقاومة التآكل ، لإضفاء القوة على السبائك ، والمقاومة الكيميائية والميكانيكية. غالبًا ما تساعد النظائر المشعة للروثينيوم العلماء في أبحاثهم.

وجدت العديد من مركبات العنصر أيضًا إمكانية استخدامها كأصباغ ومؤكسدات جيدة. على وجه الخصوص ، يتم استخدام الكلوريدات لتعزيز اللمعان.

الأهمية البيولوجية

الروثينيوم لديه القدرة على التراكم في خلايا الأنسجة الحية ، وخاصة الأنسجة العضلية (المعدن الوحيد من مجموعة البلاتين). يمكن أن يثير تطور الحساسية ، وله تأثير سلبي على الغشاء المخاطي للعينين والجهاز التنفسي العلوي.

في الطب ، يستخدم المعدن النبيل كوسيلة للتعرف على الأنسجة المصابة. تستخدم الأدوية التي تعتمد عليها في علاج السل والالتهابات المختلفة التي تصيب جلد الإنسان. لهذا السبب ، يبدو واعدًا جدًا استخدام قدرة الروثينيوم على تكوين مركبات نيتروز مستقرة في مكافحة الأمراض المرتبطة بالتركيز المفرط للنترات في جسم الإنسان (ارتفاع ضغط الدم والتهاب المفاصل والصدمة الإنتانية والصرع).

من المذنب؟

في الآونة الأخيرة ، أزعج علماء أوروبا الغربية الجمهور بشكل خطير برسالة مفادها أن محتوى النظير المشع للروثينيوم رو 106 ينمو فوق القارة ، ويستبعد الخبراء تمامًا تكوينه الذاتي في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى الإطلاق العرضي من محطة للطاقة النووية ، منذ ذلك الحين ستكون النويدات المشعة من السيزيوم واليود موجودة بالضرورة في الهواء ، وهو ما لم تؤكده البيانات التجريبية. تأثير هذا النظير على جسم الإنسان ، مثل أي عنصر مشع ، يؤدي إلى تشعيع الأنسجة والأعضاء ، وتطور السرطان. مصادر التلوث المحتملة ، وفقًا لوسائل الإعلام الغربية ، تقع على أراضي روسيا أو أوكرانيا أو كازاخستان.

رداً على ذلك ، قال ممثل إدارة الاتصالات في روساتوم إن جميع مؤسسات الشركة الحكومية تعمل وتعمل في أوضاع عادية. الوكالة الدولية للطاقة الذرية ، في رأيها ، بناءً على بيانات المراقبة الخاصة بها ، دعت جميع الاتهامات الموجهة ضد الاتحاد الروسيلا أساس له.

الروثينيوم هو عنصر من مجموعة فرعية جانبية للمجموعة الثامنة من الفترة الخامسة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev ، العدد الذري 44. يُشار إليه بالرمز Ru (lat. روثينيوم).

بدأ تاريخ اكتشاف هذا العنصر في روسيا ، عندما تم اكتشاف رواسب البلاتين في جبال الأورال في العشرينات من القرن التاسع عشر. انتشر خبر هذا الاكتشاف بسرعة في جميع أنحاء العالم وتسبب في الكثير من القلق والاضطراب في السوق الدولية. بين المضاربين الأجانب ، كانت هناك شائعات حول شذرات وحشية ، حول رمال البلاتين ، التي يجرفها عمال مناجم البلاتين مباشرة بالمجارف. في الواقع ، تبين أن ودائع البلاتين غنية ، وأمر الكونت كانكرين ، الذي كان في ذلك الوقت وزير المالية في روسيا ، بسك العملات المعدنية البلاتينية. بدأ سك العملات المعدنية بفئات 3.6 و 12 روبل. تم إصدار 1،400،000 قطعة نقدية بلاتينية ، تم استخدام أكثر من 20 طناً من البلاتين الأصلي.

في العام الذي أصدر فيه كانكرين أمرًا لسك العملات المعدنية ، توصل أوزان ، الأستاذ في جامعة يوريف ، الذي يفحص عينات من البلاتين الأورال ، إلى استنتاج مفاده أن البلاتين كان مصحوبًا بثلاثة معادن جديدة. أطلق أوزان على أحدهما نصف ركض ، والثاني - متعدد الحدود ، والثالث على شرف الاسم اللاتيني. روسيا - أعطى الروثينيوم اسمًا - الروثينيوم. استقبل الكيميائيون "اكتشاف" أوزان بارتياب. احتج الكيميائي السويدي برزيليوس ، الذي كانت سلطته في ذلك الوقت على مستوى العالم حقًا ، بشكل خاص. تعهد الخلاف الذي نشأ بين Ozann و Berzelius بحل أستاذ الكيمياء في جامعة قازان K.K Klaus. بعد أن تلقى تحت تصرفه كمية صغيرة من بقايا سك عملة بلاتينية ، اكتشف كلاوس معدنًا جديدًا فيها ، احتفظ خلفه باسم الروثينيوم الذي اقترحه أوزان. في 13 سبتمبر 1844 ، قدم كلاوس تقريرًا في أكاديمية العلوم حول عنصر جديد وخصائصه. في عام 1845 نُشر تقرير كلاوس بعنوان "دراسات كيميائية لبقايا خام الأورال البلاتيني ومعدن الروثينيوم" ككتاب منفصل. "... تمت دراسة كمية صغيرة من المادة - لا تزيد عن ستة جرامات بالكامل المعدن النقي- لم يسمح لي بمواصلة بحثي ، "كتب كلاوس في كتابه". ومع ذلك ، فإن البيانات التي تم الحصول عليها عن خصائص المعدن الجديد جعلت من الممكن لكلاوس أن يعلن بحزم اكتشاف عنصر كيميائي جديد.

رغبة في تعريف العلماء الأجانب باكتشاف عنصر جديد ، أرسل كلاوس عينة من المعدن إلى برزيليوس. كانت إجابة برزيليوس غريبة على أقل تقدير. وجود في متناول اليد عنصر جديدمع وصف تفصيلي للممتلكات ، اختلف مع رأي كلاوس. ذكر برزيليوس أن المعدن الذي تم الحصول عليه من كلاوس كان "عينة من الإيريديوم النجس" ، وهو عنصر معروف منذ زمن طويل. أُجبر برزيليوس لاحقًا على الاعتراف بخطئه.

يعتبر فصل معادن البلاتين والحصول عليها بشكلها النقي (التكرير) شديد جدا مهمة صعبة، الأمر الذي يتطلب الكثير من العمل والوقت والكواشف باهظة الثمن ، فضلاً عن المهارة العالية. يتم معالجة البلاتين الأصلي والبلاتيني "الخردة" والمواد الأخرى أولاً بـ "الفودكا الملكية" مع حرارة منخفضة. في هذه الحالة ، ينتقل البلاتين والبلاديوم تمامًا إلى المحلول على شكل H2 و H2 والنحاس والحديد والنيكل - في شكل كلوريدات CuCl2 و FeCl3 و NiCl2. يذوب الروديوم والإيريديوم جزئيًا في شكل H3 و H2. البقايا غير القابلة للذوبان في الماء الريجيا تتكون من مركب من الأوزميوم مع الإيريديوم ، وكذلك المعادن المرتبطة به (الكوارتز SiO2 ، خام الحديد الكروم FeCr2O4 ، خام الحديد المغناطيسي Fe3O4 ، إلخ.) بعد ترشيح المحلول ، يتم ترسيب البلاتين منه مع الأمونيوم كلوريد. ومع ذلك ، من أجل عدم احتواء راسب سداسي كلورو بلاتينات الأمونيوم على الإيريديوم ، والذي يشكل أيضًا سداسي كلوروريدات الأمونيوم القابل للذوبان (IV) (NH4) 2 ، فمن الضروري تقليل Ir (IV) إلى Ir (III). يتم ذلك عن طريق إضافة ، على سبيل المثال ، قصب السكر C12H22O14 (طريقة I.I. Chernyaev). سداسي كلوريديت الأمونيوم (III) قابل للذوبان في الماء ولا يترسب كلوريد الأمونيوم. يتم ترشيح راسب سداسي كلورو بلاتينات الأمونيوم وغسله وتجفيفه وتكلسه. يتم ضغط الإسفنجة البلاتينية الناتجة ثم تنصهر في لهب أكسجين - هيدروجين أو في فرن كهربائي عالي التردد. يتم استخراج البلاديوم والروديوم والإيريديوم من المرشح من سداسي كلورو بلاتينات الأمونيوم ؛ يتم عزل الإيريديوم والأوزميوم والروثينيوم من سبيكة الإيريديوم. العمليات الكيميائية المطلوبة لهذا معقدة للغاية. حاليًا ، المصدر الرئيسي لمعادن البلاتين هو خامات كبريتيد النحاس والنيكل. نتيجة لمعالجتها المعقدة ، يتم صهر ما يسمى المعادن "الخام" - النيكل والنحاس الملوثين. أثناء تكريرها بالتحليل الكهربائي ، تتراكم المعادن النبيلة في شكل حمأة الأنود ، والتي يتم إرسالها إلى التكرير.

مصدر مهم للروثينيوم لاستخراجه هو عزله عن الشظايا الانشطارية للمواد النووية (البلوتونيوم واليورانيوم والثوريوم) ، حيث يصل محتواه في قضبان الوقود المستهلك إلى 250 جرامًا لكل طن من الوقود النووي "المحروق".

من حيث المقاومة الحرارية (Tmelt 2250 ° C) ، يعتبر الروثينيوم أقل شأنا من عدة عناصر فقط - الرينيوم ، الأوزميوم ، التنجستن.

أهم خصائص الروثينيوم هي المقاومة للحرارة والصلابة والمقاومة الكيميائية والقدرة على تسريع تفاعلات كيميائية معينة. المركبات ذات التكافؤ 3+ و 4+ و 8+ هي الأكثر تميزًا. تميل إلى تكوين مركبات معقدة. يتم استخدامه كعامل مساعد ، في السبائك التي تحتوي على معادن البلاتين ، كمادة للأطراف الحادة ، والملامسات ، والأقطاب الكهربائية والمجوهرات.

الروثينيوم والأوزميوم هشان وصعبان للغاية. تحت تأثير الأكسجين والعوامل المؤكسدة القوية ، فإنها تشكل أكاسيد RuO4 و OsO4. هذه بلورات صفراء منخفضة الذوبان. أبخرة كلا المركبين لها رائحة حادة كريهة وهي شديدة السمية. يتخلى كلا المركبين عن الأكسجين بسهولة ، حيث يتم اختزالهما إلى RuO2 و OsO2 أو إلى معادن. مع القلويات ، يعطي RuO4 الأملاح (الروثينات): 2Ru04 + 4KOH = 2K2RuO4 + 2H2O + O2

• تؤدي إضافة صغيرة من الروثينيوم (0.1٪) إلى زيادة مقاومة التيتانيوم للتآكل.
• في سبيكة من البلاتين ، يتم استخدامه لعمل اتصالات كهربائية شديدة المقاومة للتآكل.
• محفز للعديد من التفاعلات الكيميائية. مكان مهم جدا للروثينيوم كعامل مساعد في أنظمة تنقية المياه للمحطات المدارية.

ميزة فريدة أيضًا هي قدرة الروثينيوم على الارتباط التحفيزي بالنيتروجين الجوي في درجة حرارة الغرفة.

يستخدم الروثينيوم وسبائكه كمواد هيكلية مقاومة للحرارة في هندسة الطيران ، وتتفوق حتى 1500 درجة مئوية في القوة على أفضل السبائكالموليبدينوم والتنغستن (يتمتعان بميزة مقاومة الأكسدة العالية أيضًا).

في السنوات الأخيرة ، تمت دراسة أكسيد الروثينيوم على نطاق واسع كمواد لإنتاج المكثفات الفائقة للطاقة الكهربائية ، بسعة كهربائية محددة تزيد عن 700 فاراد / جرام.

استخدام الروثينيوم لتنمية الجرافين

أظهر باحثون من مختبر Brookhaven الوطني (الولايات المتحدة الأمريكية) أنه أثناء النمو الفوقي للجرافين على سطح Ru (0001) ، تتشكل مناطق الجرافين العيانية. في هذه الحالة ، يستمر النمو طبقة تلو الأخرى ، وعلى الرغم من أن الطبقة الأولى مرتبطة بقوة بالركيزة ، فإن الطبقة الثانية لا تتفاعل معها عمليًا وتحتفظ بجميع الخصائص الفريدة للجرافين.

يعتمد التركيب على حقيقة أن قابلية ذوبان الكربون في الروثينيوم تعتمد بشدة على درجة الحرارة. عند درجة حرارة 1150 درجة مئوية ، يكون الروثينيوم مشبعًا بالكربون ، وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى 825 درجة مئوية ، يظهر الكربون على السطح ، مما يؤدي إلى تكوين جزر الجرافين أكبر من 100 ميكرومتر. تنمو الجزر وتتحد ، وبعد ذلك يبدأ نمو الطبقة الثانية.

يعتبر الروثينيوم (وفقًا لمحتوى خامات البلاتين) هو الأندر بين معادن البلاتين. اكتشفه الأستاذ في قازان كلاوس ، الذي وجد في عام 1844 عنصرًا جديدًا في بقايا خام الأورال البلاتيني ، والذي أطلق عليه اسم الروثينيوم (من أواخر روثينيا اللاتينية - روسيا). تلقى كلاوس الروثينيوم النقي ودرس خواصه الكيميائية وحدد وزنه الذري وأشار إلى أوجه التشابه بين الثلاثيات الروثينيوم - الروديوم - البلاديوم والأوزميوم - الإيريديوم - البلاتين.
الروثينيوم هو قمر صناعي من البلاتين. وهو موجود بشكل أساسي في الأوزميريديوم - البقايا بعد فصل خامات البلاتين مع الريجيا المائية. نادرًا جدًا ، يوجد أيضًا في شكل معدن مستقل - لوريت ، كبريتيد الروثينيوم RuS 2 يحتوي على الأوزميوم.

إيصال:

يتم تحويل المخلفات من تكرير البلاتين أو التكرير الكهربائي للنحاس إلى (NH4) 2 ، والتي يتم تحميصها إلى RuO 2 ، ويتم تقليل الأخير باستخدام الهيدروجين.
في الحالة الغروانية ، يمكن الحصول على الروثينيوم عن طريق تقليل أملاحه مع الهيدرازين في وجود الصمغ العربي أو مع الأكرولين.
في الوقت الحاضر ، يمكن أن يعمل الوقود المستنفد من محطات الطاقة النووية أيضًا كمصدر للروثينيوم ، لأنه أحد نواتج الانشطار للمواد النووية (البلوتونيوم واليورانيوم والثوريوم).

الخصائص الفيزيائية:

الروثينيوم ، اعتمادًا على طريقة إنتاجه ، معدن رمادي باهت أو أبيض فضي لامع مع صلابة عالية للغاية ؛ ومع ذلك ، فهو هش للغاية بحيث يمكن طحنه بسهولة إلى مسحوق. إنه شديد المقاومة للحرارة ويذوب عند درجة حرارة أعلى بكثير من البلاتين. في القوس الكهربائي أثناء الذوبان ، يتبخر Ru في نفس الوقت. كما أنه يمر في الطور الغازي عند تكليس قوي في الهواء ، ولكن في هذه الحالة ليس المعدن هو الذي يطير ، ولكن رباعي أكسيد ، الذي يكون مستقرًا عند درجات حرارة عالية جدًا.

الخواص الكيميائية:

في غياب الأكسجين الجوي ، لا يؤثر أي حمض ، ولا حتى الريجيا المائية ، على الروثينيوم. ومع ذلك ، فإن حمض الهيدروكلوريك الذي يحتوي على الهواء يذوبه ببطء في درجة الحرارة العادية ، وعند 125 درجة (في أنبوب مغلق) حتى بسرعة كبيرة. عند تسخينه في الهواء ، يتحول الروثينيوم إلى اللون الأسود بسبب أكسدة السطح. يعمل الفلور على مسحوق الروثينيوم الذي يكون بالفعل أقل من درجة حرارة الحرارة الحمراء ، والكلور - عند الحرارة الحمراء. يتفاعل مسحوق الروثينيوم مع الكبريت فقط في ظل ظروف خاصة. مع الفوسفور ، فإنه يشكل مركب RuP 2 و RuP و Ru 2 P ؛ بالزرنيخ ، وكذلك البلاتين ، يعطي الروثينيوم الديارسينيد RuAs 2. القلويات في وجود الأكسجين أو المواد التي تعطي الأكسجين بسهولة ، على سبيل المثال ، مخاليط KOH مع KNO 3 أو K 2 CO 3 مع KCIO 3 ، وكذلك البيروكسيدات ، على سبيل المثال Na 2 O 2 أو BaO 2 ، في درجات حرارة عالية تصرف بقوة على الروثينيوم ، مكونًا من روثينات النيم (VI) M 1 2 RuO 4. Tc 2 O 7.

أهم الروابط:

ثاني أكسيد الروثينيوميتم الحصول على RuO 2 في شكل مسحوق أزرق-أسود عن طريق تسخين مسحوق الروثينيوم أو الكلوريد أو كبريتيده في تيار من الأكسجين. يتم تقليل RuO 2 بواسطة الهيدروجين في درجات حرارة منخفضة ؛ في درجات حرارة عالية جدًا ، يبدأ RuO 2 في التحلل إلى الروثينيوم والأكسجين.
رابع أكسيد الروثينيوميتم الحصول على RuO 4 عن طريق تمرير الكلور عبر محلول من روثينات الفلزات القلوية أو بإضافة فائض من القلويات إلى محاليل أملاح الروثينيوم ؛ تشكل إبرًا صفراء ، تذوب عند 25 درجة في سائل برتقالي. عند تسخينها ، حوالي 108 درجة ، RuO 4 ج انفجار قوييتحلل إلى RuO 2 و O 2. يتفاعل رابع أكسيد الروثينيوم بقوة شديدة مع المواد العضوية ؛ ويحدث تفاعله مع الكحول بانفجار.
روثينيوم بنتاكاربونيل Ru (CO) 5 سائل متطاير ، يشتعل في الهواء. يتم استخدامه لتطبيق طلاء Ru على الزجاج والسيراميك والمعادن.
مركبات معقدة من الروثينيومكثيرة جدا. على وجه الخصوص ، يمكن أن تشكل رابطة فيها حتى مع مثل هذا الترابط غير المعتاد مثل النيتروجين الجزيئي ، مكونًا ، على سبيل المثال ، مركب Cl 2.

طلب:

إنتاج المواد الحفازة والطلاءات الزخرفية والوقائية والسبائك. تزيد الإضافات الصغيرة من الروثينيوم بشكل عام من مقاومة التآكل وقوة وصلابة السبيكة ، وهو أمر ذو قيمة لإنتاج ملامسات كهربائية مقاومة للتآكل.
قدر الإنتاج السنوي من الروثينيوم في عام 2009 بحوالي 18 طنًا.

G. Elfimova

أنظر أيضا:
Fedorenko N.V. KKKlaus: اكتشاف الروثينيوم.الكيمياء في المدرسة 1977 عدد 4
Shulchus A. عدة قصص عن اكتشاف الروثينيوم ، الكيمياء في المدرسة ، 2010 ، العدد 9 ، ص 79

قصة

أصل الاسم

إيصال

يتم الحصول على الروثينيوم على أنه "نفايات" من تكرير معادن البلاتين والبلاتين.

مصدر مهم للروثينيوم لاستخراجه هو عزله عن الشظايا الانشطارية للمواد النووية (البلوتونيوم واليورانيوم والثوريوم) ، حيث يصل محتواه في قضبان الوقود المستهلك إلى 250 جرامًا لكل طن من الوقود النووي المستهلك.

كما تم تطوير تقنية لإنتاج الروثينيوم من التكنيتيوم 99 باستخدام التشعيع النيوتروني للموليبدينوم.

الإنتاج والاحتياطيات والسعر

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

تكوين النظائر

يحتوي الروثينيوم الطبيعي على سبعة نظائر مستقرة:

96 رو (5.7٪ من الكتلة) ، 98 رو (2.2٪) ، 99 رو (12.8٪) ، 100 رو (12.7٪) ، 101 رو (13٪) ، 102 رو (31 ، 3٪) ، 104 رو (18.3). ٪).

الخصائص الفيزيائية

عن طريق الحران ( تي pl \ u003d 2334 ° C) يحتل الروثينيوم المرتبة الثانية بعد عدد قليل من العناصر - الرينيوم والأوزميوم والموليبدينوم والإيريديوم والتنغستن والتنتالوم والنيوبيوم.

الخواص الكيميائية

الروثينيوم معدن خامل للغاية.

المركبات غير العضوية

الكيمياء العضوية للروثينيوم

يشكل الروثينيوم عددًا من المركبات المعدنية العضوية وهو محفز نشط.

طلب

• تؤدي إضافة صغيرة من الروثينيوم (0.1٪) إلى زيادة مقاومة التيتانيوم للتآكل.
• في سبيكة من البلاتين ، يتم استخدامه لعمل اتصالات كهربائية شديدة المقاومة للتآكل.
• يستخدم ثاني أكسيد الروثينيوم وروثينات البزموت في مقاومات الأغشية السميكة. يستهلك هذان التطبيقان في الإلكترونيات حوالي 50٪ من الروثينيوم المنتج.
• محفز للعديد من التفاعلات الكيميائية. مكان مهم جدا للروثينيوم كعامل مساعد في أنظمة تنقية المياه للمحطات المدارية.
• يستخدم Ruthenium red en كمضاد تنافسي لدراسة القنوات الأيونية (CatSper1، TASK، RyR1، RyR2، RyR3، TRPM6، TRPM8، TRPV1، TRPV2، TRPV3، TRPV4، TRPV5، TRPV6، TRPA1، mCa1، mCa2) .

ميزة فريدة أيضًا هي قدرة الروثينيوم على الارتباط التحفيزي بالنيتروجين الجوي في درجة حرارة الغرفة. يوضح الاكتشاف الذي تم إجراؤه تجريبيًا بواسطة باحثين في جامعة مينيسوتا في عام 2018 أن العنصر الكيميائي الروثينيوم هو العنصر الرابع بخصائص مغناطيسية فريدة في درجة حرارة الغرفة. حتى وقت قريب ، لم يعرف الناس سوى ثلاثة عناصر مغناطيسية مستقرة ، وهي الحديد (Fe) ، والكوبالت (Co) ، والنيكل (Ni) ، وجزئيًا ، الجادولينيوم (Gd) ، الذي يفقد خصائصه المغناطيسية عند درجات حرارة أعلى من 8 درجات مئوية. قد يؤدي اكتشاف مادة مغناطيسية جديدة إلى تطوير أنواع جديدة من أجهزة الاستشعار وأجهزة التخزين ومعالجة المعلومات ومجموعة من الأجهزة الإلكترونية والكهروميكانيكية الأخرى. بالإضافة إلى التقنيات التقليدية التي تستخدم الخصائص المغناطيسية للمواد ، يمكن أن يلعب ظهور مادة مغناطيسية جديدة دورًا مهمًا في مزيد من التطويرعدد من الاتجاهات الجديدة ، مثل spintronics. سيفضل ذلك حقيقة أن تقنيات زراعة الأغشية الرقيقة وإنشاء الهياكل النانوية قد وصلت بالفعل إلى المستوى الذي يسمح بإنتاج مواد ذات خصائص فريدة لا تمتلكها نفس المواد ذات الأصل الطبيعي.

يستخدم الروثينيوم وسبائكه كمواد هيكلية ذات درجة حرارة عالية في هندسة الطيران ، وتتفوق حتى 1500 درجة مئوية في القوة على أفضل سبائك الموليبدينوم والتنغستن (تتمتع بميزة مقاومة الأكسدة العالية أيضًا).

العمل الفسيولوجي والدور البيولوجي

يبدو أن الروثينيوم عنصر ضئيل. إنه المعدن البلاتيني الوحيد الموجود في تكوين الكائنات الحية (وفقًا لبعض المصادر ، فهو أيضًا بلاتيني). يتركز بشكل رئيسي في الأنسجة العضلية.