Viss par rutēniju

Periodiskās tabulas elementi ir pazīstami visiem, tomēr laika gaitā zinātnieki atklāj jaunus un sīki apraksta arī jau zināmo īpašības. Viens no ievērojamiem un interesantiem atklājumiem ir rutēnijs, kam piemīt unikālas magnētiskās īpašības, un tāpēc tas ir ļoti svarīgs zinātnei un modernajām tehnoloģijām.

Rutēnijs tiek uzskatīts par vieglāko no platīna grupas metāliem, un to raksturo arī mazāks cēlums. Elementu atklāja profesors Ozans, kurš bija ieinteresēts Urāla dārgo rūdu izpētē. Pētnieks secināja, ka rūdā papildus platīnam rūda satur arī rutēniju, semirānu un polinomu. Elementi saņēma vārdus no Ozanne, bet rutēnijs tika nosaukts pēc Krievijas. Attieksme pret profesora darbu bija diezgan kritiska, tāpēc ķīmiķis atkārtoti veica eksperimentus.

Pēc vairāku gadu desmitu darba Ozanne sāka interesēties par ķīmijas profesoru K. K. Klauss no Kazaņas universitātes. Viņš izstrādāja savus eksperimentus, lai iegūtu platīnu no dārgām rūdām.

Gandrīz visu savu dzīvi padomju zinātnieks S. M. Starostins veltīja šī daudzvērtīgā metāla izpētei. Darba gaitā viņš izdarīja daudz secinājumu par rutēnija raksturīgajām iezīmēm, kā arī par tā atdalīšanas smagumu no urāna un plutonija.

Rutēnijs tiek klasificēts kā cēlmetāls, tā īpašības ir daļēji līdzīgas dzelzs un osmija īpašībām. Elementam ir 44. numurs periodiskajā tabulā un tas ir 5. perioda 8. grupā. Rutēnija relatīvā atoma masa ir 101,07 amuTās elektroniskajā formulā ir 44 pozitīvi lādēti kodoli, kuru iekšpusē atrodas 44 protoni, 57 neitroni un 44 elektroni, kas pārvietojas pa 5 orbītām.

Rutēnijs ir ne tikai metāls, bet arī piedeva, kas zeltam piešķir melnu krāsu. Viņa elektroniskā formula – 4s 2 p 6 d 7 5s 1, kušanas temperatūra - 2250 grādi pēc Celsija. Zinātnieki apgalvo, ka šim metālam zemes garozā ir aptuveni 5000 tonnu. Šī iemesla dēļ un arī sarežģītās ieguves dēļ cēls elements ir dārgs. Rutēnija īpašības atšķiras no citu metālu īpašībām, tāpēc daudzās nozarēs to novērtē. Elements var būt kaitīgs tikai dažiem savienojumiem.

Kazaņas metāla ķīmiskās īpašības tiek uzskatītas par tipiskām platīnai.. Tas ir ļoti inerts periodiskās tabulas elements, kurā ir 7 dabiski izotopi ar augstu stabilitāti un 20 mākslīgie, kuru masas skaitļi ir 92-113.

Normālos temperatūras apstākļos rutēnijs netiek pakļauts oksidācijas un kodīgiem procesiem, kā arī skābes un sārmu iedarbībai. Ja rutēnijs tiek uzkarsēts līdz temperatūrai 400 grādi pēc Celsija, tad tas spēj reaģēt ar hloru. Metāls, kas uzsildīts līdz 930 grādiem, var mijiedarboties ar skābekli.

Ir metāli, kas kopā ar rutēniju spēj radīt sakausējumus ar augstu stabilitāti – intermetāla savienojumi. Savienojumos cēlā elementa valence ir 0–8. Nozīmīgākie savienojumi, kuros piedalās rutēnijs, ir rutēnija dioksīds, rutēnija tetroksīds, rutēnija sulfīds, kā arī tā fluorīds.

Rutēniju tīra metāla formā var izmantot kā katalizatoru ar augstu selektivitāti. Šī īpašība veicina faktu, ka cēlmetālu var izmantot organiska un neorganiska rakstura vielu sintēzei.

Rutēnijs ir skaists ciets metāls, tā krāsa tieši ir atkarīga no sagatavošanas metodes un var mainīties no pelēcīgi zilas līdz sudrabaini baltai. Dažu īpašību dēļ elements tiek uzskatīts par unikālu. Rutēnija ārkārtīgi trausluma dēļ to var viegli iemasēt rokā, tomēr tam ir arī augsta cietība - 6,5 pēc 10 ballu Mosa skalas.

Rutēnijs ir viens no vieglākajiem metāliem platīna grupā.Tā blīvums ir 12,45 g / cm3. Šis priekšmets ir atšķirīgs ugunsizturība - lai tas nonāktu šķidrā stāvoklī, ir nepieciešama temperatūra 2334 grādi pēc Celsija. Kausēšanas laikā metāla loka elektriskajā lokā iztvaiko. Augstas temperatūras kalcinēšanas procedūra brīvā dabā ir saistīta ar metāla tetroksīda gaistošanu.

Rutēnijs ir supravadītājs. 44. elementam ir raksturīga liela zinātniska un praktiska nozīme, jo tas tiek uzskatīts par interesantu dārgmetālu.

Sakarā ar to, ka rutēnijs nav oksidēts, tam ir patīkama krāsa un spīdums, to bieži izmanto rotaslietās. Tajā pašā laikā no tīra metāla izgatavotas preces neeksistē, jo tās pieder pie mazām. Šis platinoīds ir trausls, tāpēc to izmanto kā dārga sakausējuma galveno sakausējumu.

Augstās rutēnija izmaksas un sliktā kaļamība veicina tā izmantošanu kā rotu pārklājumu. Tā klātbūtne rotaslietās veicina to, ka rotaslietas, kas izgatavotas no titāna, kļūst izturīgas pret koroziju, bet zelts un platīns - izturīgākas. Rutēniju var izmantot kā piedevu, kas krāso zeltu melnu.

Rutēnija savienojumi ir atraduši pielietojumu stikla ražošanā. Dažās emaljās ir cēlmetāls. Turklāt rutēnijs ir daļa no dienasgaismas pārklājuma, kas tā klātbūtnes dēļ mirdz.

Ir zināms, ka rutēnija krāso audzējus un ļauj tos redzēt cilvēka ķermeņa izpētē. Pateicoties viņam, ārsti redz katru no skartajām šūnām. Rutēniju izmanto arī tuberkulozes, kā arī infekcijas un ādas kaites zāļu ražošanā. Bez šī cēlmetāla ir grūti iedomāties kosmosa industriju.

Tā kā rutēnijs ir izturīgs pret karstumu, tas ir kļuvis par neatņemamu sastāvdaļu termoelementiem, kurus izmanto augstas temperatūras mērījumos. Elektroenerģijas nozarē rutēnijs tiek izmantots tīrā veidā. Šis metāls nelielā slānī tiek uzklāts uz radio komponentiem, lai panāktu pretkorozijas efektu. Sakarā ar šo izsmidzināšanu produktiem ir raksturīga ķīmiska necaurlaidība, kā arī zems mehāniskais nodilums.

Neskatoties uz to, ka rutēnija pasaules rezerves ir nelielas un sasniedz 5000 tonnas, metālu uzskata par atkritumiem. Šis minerāls netiek iegūts tīrā veidā, bet tiek izolēts platīna ražošanas laikā. Dārgu metālu galvenokārt iegādājas rūpnieki, tas šobrīd ir vērtīgs un arī turpmāk tiks novērtēts. Mūsdienās ir zināmi gadījumi, kad rutēnijs tiek izmantots dimantu sintēzē.

Mūsdienās šis cēlmetāls mēģina konkurēt ar platīnu, irīdiju un rodiju. Zinātnieki uzskata, ka nākotnē daudz ko var sagaidīt no rutēnija pārklājuma izmantošanas, kas palielina produkta izturību pret koroziju, mehāniskiem un ķīmiskiem bojājumiem. Šādu unikālu metāla īpašību, piemēram, spēju sorbēt un pārvadīt ūdeņradi, vēlāk var izmantot tīra ūdeņraža iegūšanai.

Ar sudraba metālu ir saistīti daudzi interesanti fakti.

• Rutēnijs ir vienīgais metāls, kas Krievijā tika noņemts, ekstrahējot no minerālām izejvielām.
• Līdz šim neviens nav spējis iegūt 100% stabilu rutēniju, jo elementam ir raksturīga augsta ķīmiskā aktivitāte.
• Rutēnijs ir ļoti ugunsizturīgs metāls; tikai rēns, osmijs, molibdēns, irīdijs, volframs, tantāls un niobijs ir otrajā vietā pēc šī raksturlieluma.
• Rutēnija unikalitāte slēpjas tā daudzvērtībā, tai ir spēja izpausties 9 dažādās valentās.
• Šo cēlmetālu nevar izšķīdināt skābē un “aqua regia”.
• Šis elements tiek uzskatīts par vienīgo, kam piemīt spēja saistīt gaisa slāpekli ar ķīmisku savienojumu. Dažām baktērijām ir šī spēja.
• Dabā ir viena viela ar rutēniju - laurīts.
• Samērā daudz rutēnija ir Krievijā, Kanādā un ASV.
• Rutēnijs ir reti sastopams ļoti valentīgs metāls ar unikālām īpašībām. Tā augstākais oksīds tiek uzskatīts par diezgan toksisku vielu.

Nākamajā videoklipā atradīsit vairāk informācijas par rutēniju.