كل شيء عن الروثينيوم

إن عناصر الجدول الدوري مألوفة للجميع ، ومع ذلك ، مع مرور الوقت ، يكتشف العلماء عناصر جديدة ويصفون بالتفصيل خصائص تلك المعروفة بالفعل. الروثينيوم هو أحد الاكتشافات الرائعة والمثيرة للاهتمام ، والتي تتمتع بخصائص مغناطيسية فريدة ، وبالتالي فهي مهمة جدًا للعلم والتكنولوجيا الحديثة.

يعتبر الروثينيوم الأخف من معادن مجموعة البلاتين ، ويتميز أيضًا بنبل أقل. تم اكتشاف العنصر من قبل البروفيسور Ozann ، الذي كان مهتمًا بدراسة خامات الأورال الثمينة. خلص الباحث إلى أنه بالإضافة إلى البلاتين ، فإن الخام يحتوي على الروثنيوم ، السمران ، متعدد الحدود. تلقت العناصر أسماء من Ozanne ، بينما تم تسمية الروثينيوم بعد روسيا. كان الموقف من عمل الأستاذ نقديًا إلى حد ما ، لذلك أجرى الكيميائي التجارب بشكل متكرر.

بعد عدة عقود من العمل ، أصبح Ozanne مهتمًا بأستاذ الكيمياء KK Klauss من جامعة Kazan. طور تجاربه الخاصة لاستخراج البلاتين من الخام الثمين.

طوال حياته تقريبًا ، كرس العالم السوفيتي S.M. Starostin نفسه لدراسة هذا المعدن متعدد التكافؤ. في سياق عمله ، توصل إلى الكثير من الاستنتاجات حول السمات المميزة للروثينيوم ، وكذلك شدة فصله عن اليورانيوم والبلوتونيوم.

يصنف الروثينيوم كمعدن نبيل ، وتتشابه خصائصه جزئياً مع خصائص الحديد والأوزميوم. العنصر له الرقم 44 في الجدول الدوري وهو في المجموعة الثامنة من الفترة الخامسة. الروثينيوم لديه كتلة ذرية نسبية 101.07 amuتتضمن تركيبته الإلكترونية 44 نواة موجبة الشحنة ، بداخلها 44 بروتون و 57 نيوترون و 44 إلكترونًا ، والتي تتحرك في 5 مدارات.

الروثينيوم ليس معدنًا فحسب ، بل أيضًا مادة مضافة تعطي الذهب لونًا أسود. صيغته الإلكترونية – 4s 2 p 6 d 7 5s 1 ، نقطة الانصهار - 2250 درجة مئوية. يدعي العلماء أن هذا المعدن الموجود في القشرة الأرضية يحتوي على حوالي 5000 طن. لهذا السبب ، وكذلك بسبب التعدين الصعب ، فإن العنصر النبيل مكلف. تختلف خصائص الروثينيوم عن خصائص المعادن الأخرى ؛ وبالتالي ، فهي محل تقدير في العديد من الصناعات. يمكن أن يكون العنصر ضارًا في بعض المركبات فقط.

تعتبر الخصائص الكيميائية لمعدن كازان نموذجية للبلاتين.. هذا عنصر خامل للغاية في الجدول الدوري ، الذي يحتوي على 7 نظائر طبيعية ذات ثبات عالي و 20 نظيرًا اصطناعيًا ، بأعداد كبيرة 92-113.

في ظل ظروف درجة الحرارة العادية ، لا يخضع الروثينيوم للأكسدة وعمليات التآكل ، وكذلك لتأثير الأحماض والقلويات. إذا تم تسخين الروثينيوم إلى درجة حرارة 400 درجة مئوية ، فيمكنه التفاعل مع الكلور. يمكن أن يتفاعل معدن ساخن إلى 930 درجة مع الأكسجين.

هناك معادن قادرة مع الروثنيوم على تكوين سبائك ذات ثبات عالي – مركبات بين معدنية. في المركبات ، يعرض العنصر النبيل تكافؤ 0-8. أهم المركبات بمشاركة الروثينيوم هي ثاني أكسيد الروثينيوم ، ورباعي أكسيد الروثينيوم ، وكبريتيد الروثينيوم ، وكذلك فلوريده.

في شكل معدن نقي ، يمكن استخدام الروثينيوم كمحفز له انتقائية عالية. تساهم هذه الخاصية في حقيقة أنه يمكن استخدام المعدن النبيل لتركيب المواد ذات الطبيعة العضوية وغير العضوية.

الروثينيوم معدن صلب جميل ، يعتمد لونه بشكل مباشر على طريقة التحضير ويمكن أن يختلف من الرمادي الأزرق إلى الفضي الأبيض. نظرًا لبعض الخصائص ، يعتبر العنصر فريدًا. نظرًا للهشاشة الشديدة للروثينيوم ، يمكن فركه بسهولة في اليد ، ومع ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على صلابة عالية - 6.5 على مقياس موس من 10 نقاط.

الروثينيوم هو أحد أخف المعادن في مجموعة البلاتين.كثافته 12.45 جم / سم 3. هذا البند مختلف الانكسار - لدخولها في حالة سائلة ، يلزم درجة حرارة 2334 درجة مئوية. أثناء الصهر ، تتبخر الجسيمات المعدنية في القوس الكهربائي. يستلزم إجراء التكلس عالي الحرارة في الهواء الطلق تطاير رباعي أكسيد الفلز.

الروثينيوم هو موصل فائق. يتميز العنصر الرابع والأربعون بأهمية علمية وعملية كبيرة ، حيث يعتبر معدنًا ثمينًا مثيرًا للاهتمام.

نظرًا لحقيقة أن الروثينيوم غير مؤكسد ، وله لون لطيف وبريق ، فإنه غالبًا ما يستخدم في المجوهرات. في الوقت نفسه ، لا توجد السلع المصنوعة من المعدن النقي ، لأنها تنتمي إلى السلع النادرة. هذا platinoid هش ، لذلك يتم استخدامه كسبيكة رئيسية من سبيكة ثمينة.

تساهم التكلفة العالية للروثينيوم وضعف صهره في استخدامه كطلاء للمجوهرات. يساهم وجودها في المجوهرات في حقيقة أن المجوهرات المصنوعة من التيتانيوم تصبح مقاومة للتآكل ، والذهب والبلاتين - أكثر متانة. يمكن استخدام الروثينيوم كمادة مضافة تلون الذهب الأسود.

وجدت مركبات الروثينيوم تطبيقها في إنتاج الزجاج. بعض المينا تحتوي على معدن نبيل. علاوة على ذلك ، الروثينيوم هو جزء من طلاء الفلورسنت الذي يتوهج بسبب وجوده.

من المعروف أن الروثنيوم يصبغ الأورام ويسمح برؤيتها في دراسة جسم الإنسان. بفضله ، يرى الأطباء كل خلية مصابة. يستخدم الروثينيوم أيضًا في تصنيع أدوية السل ، وكذلك الأمراض المعدية والجلدية. بدون هذا المعدن النبيل ، من الصعب تخيل صناعة الفضاء.

نظرًا لأن الروثينيوم مقاوم للحرارة ، فقد أصبح جزءًا لا يتجزأ من المواد الخام للمزدوجات الحرارية ، والتي يتم استخدامها أثناء قياسات درجات الحرارة العالية. في صناعة الكهرباء ، يستخدم الروثنيوم في شكله النقي. يتم تطبيق هذا المعدن في طبقة صغيرة على المكونات الراديوية لتأثير مضاد للتآكل. بسبب هذا الرش ، تتميز المنتجات بالضعف الكيميائي ، وكذلك التآكل الميكانيكي المنخفض.

على الرغم من حقيقة أن الاحتياطيات العالمية من الروثنيوم صغيرة وتبلغ 5000 طن ، فإن المعدن يعتبر نفايات. لا يتم تعدين هذا المعدن في شكله النقي ، ولكن يتم عزله أثناء إنتاج البلاتين. يتم شراء المعدن الباهظ بشكل رئيسي من قبل الصناعيين ؛ إنه ذو قيمة في الوقت الحالي وسيستمر تقديره. حتى الآن ، هناك حالات معروفة لاستخدام الروثينيوم لتوليف الماس.

اليوم ، يحاول هذا المعدن النبيل التنافس مع البلاتين والإيريديوم والروديوم. يعتقد العلماء أنه في المستقبل ، يمكن توقع الكثير من استخدام طلاء الروثنيوم ، مما يزيد من مقاومة المنتج للتآكل والضرر الميكانيكي والكيميائي. مثل هذه الخاصية الفريدة للمعدن ، مثل القدرة على امتصاص ونقل الهيدروجين ، يمكن استخدامها لاحقًا لإنتاج الهيدروجين النقي.

هناك العديد من الحقائق المثيرة للاهتمام المرتبطة بالمعدن الفضي.

• الروثينيوم هو المعدن الوحيد الذي تمت إزالته في روسيا عن طريق الاستخراج من المواد الخام المعدنية.
• حتى الآن ، لم يتمكن أحد من الحصول على روثينيوم مستقر بنسبة 100 ٪ ، حيث يتميز العنصر بنشاط كيميائي مرتفع.
• الروثينيوم معدن حراري للغاية ؛ فقط الرينيوم والأوزميوم والموليبدينوم والإيريديوم والتنغستن والتنتالوم والنيوبيوم هي الثانية في هذه الخاصية.
• يكمن تفرد الروثينيوم في تعدده ، لديه القدرة على الظهور في 9 تكافؤات مختلفة.
• لا يمكن إذابة هذا المعدن النبيل في الأحماض و "أكوا ريجيا".
• يعتبر هذا العنصر هو الوحيد الذي لديه القدرة على ربط نيتروجين الهواء بمركب كيميائي. بعض البكتيريا لديها هذه القدرة.
• في الطبيعة ، هناك مادة واحدة مع الروثينيوم - لوريت.
• توجد كمية كبيرة نسبيًا من الروثينيوم في روسيا وكندا والولايات المتحدة.
• الروثينيوم هو معدن نادر عالي القيمة ذو خصائص فريدة. يعتبر أكسيدها العالي مادة سامة إلى حد ما.

في الفيديو التالي ستجد المزيد من المعلومات حول الروثينيوم.