الروثينيوم: تكلفة جرام المعدن ونطاقه. الروثينيوم - عنصر كيميائي: الوصف والتاريخ والتكوين

سيرجيفا إيكاترينا

تاريخ اكتشاف مادة الروثينيوم وخصائصها.

تحميل:

معاينة:

"قازان عنصر كيميائي(روثينيوم) "

سيرجيفا إيكاترينا يوريفنا

مؤسسة تعليمية مستقلة تابعة للدولة "كلية تشيستوبول للفنون التطبيقية"

رئيس Ionycheva A.L.

حاشية. ملاحظة

في هذا العمل ، كنت مهتمًا بتاريخ الاكتشاف والخصائص والتطبيقات المحتملة للعنصر الكيميائي Ruthenium ، والذي اكتشفه Karl Karlovich Klaus في المختبر الكيميائي بجامعة Kazan ويمكن تسميته بحق عنصر Kazan الكيميائي. تم إعلان عام 2011 من قبل اليونسكو باعتباره عام الكيمياء ، ويجب على طلاب قازان وجمهورية تتارستان أن يتذكروا هذا الحدث الرائع بوضوح في تاريخ مدينة قازان الذي يزيد عن 1000 عامو الشخص الوحيد في روسيا ، K.K. Klaus ، الذي اكتشف عنصرًا كيميائيًا طبيعيًا ، خاصةً أنه يعتبر بحق أحد مؤسسي مدرسة Kazan الكيميائية.

بدا هذا الموضوع مثيرًا للاهتمام وذو صلة بنا أيضًا لأن

الروثينيوم هو أحد ممثلي المعادن البلاتينية ، لكنه كان آخر من تم اكتشافه. قدم اكتشاف الروثينيوم صعوبات كبيرة.

من أجل اكتشاف عنصر جديد في المجموعة البلاتينية في زمن كلاوس - الروثينيوم ، كان على المرء أن يتمتع بقدرات غير عادية من الملاحظة والبصيرة والاجتهاد والمثابرة والفن التجريبي الدقيق. كل هذه الصفات امتلكها كلاوس بدرجة عالية ، وهو أحد أوائل ممثلي العلوم الكيميائية اللامعين في جامعة كازان الشابة آنذاك.

عند دراسة المشكلة ، استخدمنا مواد مورد الإنترنت: موقع عالم الكيمياء ، ويكاموس ، المكتبة الشعبية للعناصر الكيميائية ، دار ناوكا للنشر ، 2011.

خلال الاسبوع علوم طبيعيةعقدنا (من بين أحداث أخرى) مؤتمرا علميا وعمليا: "الكيميائيين العظماء واكتشافاتهم" ، والذي فيه عمل بحثيوعدد من العروض التقديمية التي أصبحت تساعد بشكل جيد في عمل المعلمين واهتمام الطلاب بدراسة الكيمياء والتخصصات الطبيعية الأخرى.

عنصر كيميائي كازان (روثينيوم)

"من أجل اكتشاف عنصر جديد في مجموعة البلاتين في زمن كلاوس - الروثينيوم ، كان على المرء أن يتمتع بسلطات قصوى في الملاحظة ، والبصيرة ، والاجتهاد ، والمثابرة ، والفن التجريبي الدقيق. كل هذه الصفات كان يمتلكها كلاوس ، أحد أوائل الممثلين الرائعين للعلوم الكيميائية في جامعة كازان الشابة آنذاك.

الأكاديمي أ. أربوزوف

تاريخ اكتشاف الروثينيوم

الروثينيوم هو أول عنصر كيميائي اكتشفه الكيميائي الروسي كارل كارلوفيتش كلاوس. تم اكتشاف الروثينيوم ، ممثل المعادن البلاتينية ، من بينها.

أ. سناديتسكي ، بولندي الجنسية ، والعالم الروسي ك.ك. كلاوس. حصل العالم على مساعدة كبيرة من قبل E.F. كانكرين الذي كان في ذلك الوقت وزيرا للمالية

ك. كلوز

ثم قام بتزويد كلاوس ببقايا البلاتين الخام ، والتي عزل العالم منها البلاتين ، بالإضافة إلى معادن أخرى: الروديوم والبلاديوم والإيريديوم والأوزميوم. بالإضافة إلى هذه المعادن ، قام أيضًا بعزل مزيج من المعادن الأخرى ، والتي ، وفقًا لكلاوس ، كان يجب أن تكون هناك مادة جديدة غير معروفة حتى الآن. كرر الكيميائي تجارب G.V. Ozanne ، وبعد ذلك ، بعد أن طور خطته الخاصة للتجربة ، تلقى عنصرًا كيميائيًا جديدًا ، الروثينيوم. ومرة أخرى أرسل رسالة إلى بيرزيليوس ، لكنه ، مثل المرة الأولى ، لم يوافق على حجج كلاوس. لكن الكيميائي الروسي لم يلتفت إلى حجج بيرزيليوس وأثبت أنه اكتشف عنصرًا كيميائيًا جديدًا من مجموعة البلاتين. وفي عام 1845 ، أدرك بيرزيليوس اكتشاف مادة الروثينيوم.

تم تسمية العنصر الكيميائي باسم روسيا ( الاسم اللاتينيروسيا - روثينيا)

بناءً على طلب وزارة المالية ، بدأ الأستاذ في جامعة كازان كارل كارلوفيتش كلاوس في عام 1841 في البحث عن طريقة لمعالجة بقايا خامات البلاتين المتراكمة في دار سك النقود في سانت بطرسبرغ من أجل استخراج البلاتين بشكل كامل. قبل عام ، من خلال جهود رئيس الجامعة Lobachevsky ، تم إنشاء مبنى منفصل من طابقين مع قبو ضخم ومجهز بأحدث المعدات للمختبر الكيميائي.

أسس كلاوس تكوين بقايا خام البلاتين وطور طرقًا لفصل والحصول على معادن البلاتين النقية. كان على كلاوس التغلب على صعوبات تجريبية استثنائية ، بالنظر إلى مستوى المعرفة في تلك الأوقات. بالإضافة إلى ذلك ، كان العمل خطيرًا على الصحة ، حيث تم تكوين مواد شديدة السمية أثناء معالجة الخامات.

من بين المكونات المعزولة ، اكتشف كلاوس معدنًا غير معروف من قبل. درس خصائص كل من المعدن نفسه ومركباته ، وحدد وزنه الذري بعناية فائقة ، ووضع طريقة لعزله وتنقيته. في عام 1844 ، نشر كلاوس نتائجه ، وسمي العنصر الكيميائي الجديد الروثينيوم ، بعد روسيا. في البداية ، قبل المجتمع العلمي العالمي هذا الاكتشاف بريبة ، ومنذ ذلك الحين تم "اكتشاف" العديد من العناصر بشكل خاطئ.

فقط في عام 1846 ، عندما نشر كلاوس عمل جديدحول الدراسة الإضافية للروثينيوم ، تم الاعتراف باكتشافه عالميًا. سرعان ما حصل أستاذ كازان على جائزة ديميدوف من الأكاديمية الروسية للعلوم للبحث في مجال المعادن البلاتينية. كانت قيمته البالغة 10000 روبل أكبر بكثير من قيمة جائزة نوبل الحالية.

المختبر الكيميائي لجامعة قازان حيث عمل كلاوس عام 1842. بعد مائة عام ، بدأ معهد كورتشاتوف المستقبلي عمله في هذه الغرفة.

الحصول على الروثينيوم

يعد فصل معادن البلاتين والحصول عليها في صورتها النقية (التكرير) مهمة صعبة للغاية تتطلب الكثير من العمل والوقت والكواشف باهظة الثمن والمهارة العالية حاليًا ، تعد خامات كبريتيد النحاس والنيكل المصدر الرئيسي للحصول على معادن البلاتين. 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 إلى 250 جرام لكل طن من الوقود النووي "المحروق".

الخصائص الفيزيائية للروثينيوم.

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.

الخواص الكيميائية للروثينيوم.

الروثينيوم والأوزميوم هشان وصعبان للغاية. تحت تأثير الأكسجين والعوامل المؤكسدة القوية ، فإنها تشكل أكاسيد RuO4 و OsO4. هذه بلورات صفراء منخفضة الذوبان. أزواج كلا المركبين لها حادة ، رائحة كريهةوسامة جدا. يتخلى كلا المركبين عن الأكسجين بسهولة ، حيث يتم اختزالهما إلى RuO2 و OsO2 أو إلى معادن. مع القلويات ، يعطي RuO4 الأملاح (الروثينات). تطرح أبحاث الروثينيوم ثلاثة تحديات أمام الكيميائيين اليوم:

المهمة رقم 1: كيف تتخلص من الروثينيوم؟

يحتوي الروثينيوم على العديد من الخصائص القيمة والمثيرة للاهتمام. في العديد من الخصائص الميكانيكية والكهربائية والكيميائية ، يمكنه منافسة العديد من المعادن وحتى البلاتين والذهب. ومع ذلك ، على عكس هذه المعادن ، فإن الروثينيوم هش للغاية ، وبالتالي لم يكن من الممكن بعد إنتاج أي منتجات منه. تم تعيين المهمة رقم 1 أمام العلماء بواسطة التكنولوجيا النووية.

لا توجد النظائر المشعة للروثينيوم في الطبيعة ، لكنها تتشكل نتيجة لانشطار نوى اليورانيوم والبلوتونيوم في مفاعلات محطة الطاقة النووية ، غواصاتوالسفن والانفجارات قنابل ذرية. من وجهة نظر نظرية ، هذه الحقيقة مثيرة للاهتمام بالتأكيد. حتى أن لها "نكهة" خاصة: لقد تحقق حلم الكيميائيين - تحول المعدن الأساسي إلى حلم نبيل. وبالفعل ، فإن منشآت إنتاج البلوتونيوم اليوم ترمي عشرات الكيلوغرامات من معدن الروثينيوم النبيل. لكن ضرر عملي، الناتجة عن هذه العملية للتكنولوجيا الذرية ، لن تؤتي ثمارها حتى لو كان من الممكن استخدام كل الروثينيوم الذي تم الحصول عليه في المفاعلات النووية.

لماذا يعتبر الروثينيوم ضار جدا؟

إحدى المزايا الرئيسية للوقود النووي هي قابليته للتكاثر. كما هو معروف ، عند "حرق" كتل اليورانيوم في المفاعلات النووية ، يتم تكوين وقود نووي جديد - البلوتونيوم. في الوقت نفسه ، يتشكل "الرماد" أيضًا - أجزاء من انشطار نوى اليورانيوم ، بما في ذلك نظائر الروثينيوم. الرماد ، بالطبع ، يجب إزالته.

يبدأ الروثينيوم في الهجرة تدريجياً إلى التربة ، مما يخلق خطر التلوث الإشعاعي على مسافات كبيرة من الخزان. يحدث الشيء نفسه عندما يتم دفن الشظايا في المناجم على أعماق كبيرة. الروثينيوم المشع ، والذي (على شكل مركبات نيتروسو قابلة للذوبان في الماء) هو متحرك للغاية ، أو بشكل صحيح ، مهاجر ، يمكن أن يذهب بعيدًا مع المياه الجوفية.

يولي الفيزيائيون والكيميائيون والتقنيون وخاصة علماء الكيمياء الإشعاعية في العديد من البلدان اهتمامًا كبيرًا بمكافحة الروثينيوم المشع. في الأول والثاني المؤتمرات الدوليةحول الاستخدامات السلمية للطاقة الذرية في جنيف ، تم تخصيص العديد من التقارير لهذه المشكلة. ومع ذلك ، لا توجد حتى الآن أسباب للاعتبار أن المعركة ضد الروثينيوم قد اكتملت بنجاح ، وعلى ما يبدو ، سيتعين على الكيميائيين العمل كثيرًا حتى يمكن نقل هذه المشكلة إلى فئة تم حلها نهائيًا.

المهمة رقم 2: مزيد من الدراسة لكيمياء الروثينيوم ومركباته.

إن الإلحاح الاستثنائي للمشكلة رقم 1 يجعل الباحثين يتعمقون أكثر في كيمياء الروثينيوم ومركباته.

الروثينيوم عنصر نادر ونادر للغاية. المعدن الوحيد المعروف الذي يتشكل فيه فيفو. هذا هو لوريت روس 2 - مادة سوداء شديدة الصلابة وثقيلة ونادرة للغاية في الطبيعة. في بعض المركبات الطبيعية الأخرى ، الروثينيوم هو مجرد شوائب متماثل الشكل ، وكميته ، كقاعدة عامة ، لا تتجاوز أعشار بالمائة. تم العثور على شوائب صغيرة من مركبات الروثينيوم في خامات النحاس والنيكل في رواسب Sedbury الكندية ، ثم في مناجم أخرى.

واحد من أروع الخواص الكيميائيةالروثينيوم - دول التكافؤ العديدة. تؤدي سهولة انتقال الروثينيوم من حالة تكافؤ إلى أخرى ووفرة هذه الحالات إلى التعقيد الشديد والأصالة في كيمياء الروثينيوم ، والتي لا تزال منتشرة في العديد من البقع البيضاء.

السوفياتي عالم سيرجيكرس ميخائيلوفيتش ستاروستين حياته كلها لدراسة كيمياء الروثينيوم ومركباته. كان هو الذي أثبت أن الصعوبات الهائلة التي تنشأ في فصل الروثينيوم عن البلوتونيوم واليورانيوم مرتبطة بتكوين وخصائص مجمعات نيتروسو الروثينيوم.

يقترح بعض العلماء أنه سيكون من الممكن أيضًا عزل البوليمرات غير العضوية بناءً على مركبات الروثينيوم نيتروسو.

منذ عدة عقود ، خدمت مجمعات الروثينيوم نظرية الكيمياء خدمة مهمة ، وأصبحت نموذجًا ممتازًا ابتكر من خلاله فيرنر نظريته التنسيقية الشهيرة. من المحتمل أن المركبات البوليمرية للروثينيوم ستعمل أيضًا كنموذج لإنشاء نظرية البوليمرات غير العضوية.

التحدي رقم 3: استخدام الروثينيوم

أين يستخدم الروثينيوم وما هي احتمالات استخدامه؟

يحتوي الروثينيوم ، مثل البلاتين والبلاديوم ، على خصائص تحفيزية ، ولكنه غالبًا ما يختلف عنهما في انتقائية وانتقائية أكبر. يستخدم معدن الروثينيوم وسبائكه في التحفيز غير المتجانس. يتم الحصول على المحفزات الأكثر كفاءة عن طريق ترسيب الروثينيوم على دعامات مختلفة ذات أسطح عالية التطور. في كثير من الحالات ، يتم استخدامه مع البلاتين لزيادة نشاطه التحفيزي. تعمل سبيكة من الروديوم والروثينيوم والبلاتين على تسريع أكسدة الأمونيا في إنتاج حمض النيتريك. يستخدم الروثينيوم لتخليق حمض الهيدروسيانيك من الأمونيا والميثان ، لإنتاج الهيدروكربونات المشبعة من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. تم تسجيل براءة اختراع لطريقة بلمرة الإيثيلين على محفز الروثينيوم في الخارج.

أصبحت محفزات الروثينيوم مهمة لتفاعل الحصول على الجلسرين والكحولات المتعددة الهيدروجين الأخرى من السليلوز عن طريق الهدرجة.

تُستخدم مركبات الروثينيوم العضوية المعدنية في التحفيز المتجانس لتفاعلات الهدرجة المختلفة ، وفي الانتقائية والنشاط التحفيزي فهي ليست أقل شأنا من المحفزات القائمة على الروديوم المعترف بها.

الميزة الرئيسية لمحفز الروثينيوم هي انتقائية عالية. هي التي تسمح للكيميائيين باستخدام الروثينيوم في تصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات العضوية وغير العضوية. يبدأ محفز الروثينيوم في التنافس بجدية مع البلاتين والإيريديوم والروديوم.

تعد إمكانية العنصر رقم 44 في علم المعادن أقل إلى حد ما ، ولكنها تستخدم أيضًا في هذه الصناعة. تزيد الإضافات الصغيرة من الروثينيوم بشكل عام من مقاومة التآكل وقوة وصلابة السبيكة. غالبًا ما يتم إدخاله في المعادن ، والتي يتم من خلالها إجراء اتصالات للهندسة الكهربائية ومعدات الراديو. وجدت سبيكة من الروثينيوم والبلاتين تطبيقًا في خلايا الوقود لبعض الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية الأمريكية. تمتلك سبائك الروثينيوم مع اللانثانم ، والسيريوم ، والسكانديوم ، والإيتريوم موصلية فائقة. تسمح لك المزدوجات الحرارية المصنوعة من سبيكة من الإيريديوم والروثينيوم بقياس أعلى درجات الحرارة.

يمكن توقع الكثير أيضًا من استخدام طلاءات الروثينيوم المترسبة على شكل طبقة رقيقة (فيلم) على مواد ومنتجات مختلفة. يغير هذا الفيلم بشكل كبير خصائص وجودة المنتجات ، ويزيد من مقاومتها الكيميائية والميكانيكية ، ويجعلها مقاومة للتآكل ، ويحسن بشكل كبير الخواص الكهربائيةإلخ. الطلاءات الرقيقة من المعادن النبيلة ، بما في ذلك الروثينيوم ، في السنوات الاخيرةأصبحت ذات أهمية متزايدة في مختلف مجالات الإلكترونيات والراديو والهندسة الكهربائية والصناعات الكيماوية وكذلك في المجوهرات.

يمكن استخدام خاصية مثيرة للاهتمام من الروثينيوم المعدني - لامتصاص وتمرير الهيدروجين - بنجاح لاستخراج الهيدروجين من خليط من الغازات والحصول على الهيدروجين عالي النقاوة.

العديد من مركبات الروثينيوم لها خصائص مفيدة. يستخدم بعضها كمضافات في الزجاج والمينا كأصباغ دائمة ؛ كلوريد الروثينيوم ، على سبيل المثال ، تزيد من تألق اللومينول ، وللمواد البولي أمينية الروثينيوم خصائص الفلورسنت ، وملح Na2 2H2O هو كهرضغطية ، RuO4 هو أقوى عامل مؤكسد. العديد من مركبات الروثينيوم نشطة بيولوجيا.

قلم "أبدي"

تحتك حبيبات أقلام الحبر بالورق باستمرار وبالتالي تتآكل. لجعل القلم "أبدية" حقًا ، يتم اللحام عند طرفه. بعض السبائك المستخدمة في لحام الريش "الأبدي" تشمل الروثينيوم. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي هذه السبائك على التنجستن والكوبالت والبورون.

يستخدم الروثينيوم أيضًا في صناعة السبائك لتحمل إبر البوصلة. يجب أن تكون هذه السبائك صلبة وقوية ومرنة. من المعادن الطبيعية ، نادر جدا الأوزميوم إيريديوم له هذه الخصائص. تشتمل المواد الاصطناعية المستخدمة في إبر البوصلة ، جنبًا إلى جنب مع الأوزميوم والإيريديوم ، وأحيانًا معادن أخرى ، على العنصر رقم 44 - الروثينيوم.

هناك اتصال!

يستخدم النحاس في الاتصالات في الهندسة الكهربائية لفترة طويلة. إنها مادة مثالية لنقل التيارات العالية. ماذا لو تم تغطية نقاط التلامس بأكسيد النحاس بعد فترة معينة؟ يمكن فركها بورق الصنفرة وسوف تتألق مرة أخرى ، مثل الأوراق الجديدة. شيء آخر في تكنولوجيا التيار المنخفض. هنا ، يمكن لأي فيلم أكسيد على جهة الاتصال أن يعطل تشغيل النظام بأكمله. لذلك ، فإن التلامس مع التيارات المنخفضة مصنوع من البلاديوم أو سبيكة من الفضة والبلاديوم. لكن هذه المواد ليس لديها قوة ميكانيكية كافية. إن إضافة كميات صغيرة من الروثينيوم (1 ... 5٪) إلى السبائك يعطي التلامس صلابة وقوة. الأمر نفسه ينطبق على جهات الاتصال المنزلقة ، والتي يجب أن تقاوم التآكل جيدًا.

روثينيوم أحمر.

هذا هو اسم صبغة غير عضوية ، وهي عبارة عن كلوريد الأمونيوم المركب من الروثينيوم .. يستخدم الروثينيوم الأحمر في دراسات علم التشريح والأنسجة (علم الأنسجة الحية). محلول هذه الصبغة ، عند تخفيفه 1: 5000 ، يلون مواد البكتين وبعض الأقمشة باللونين الوردي والأحمر. بفضل هذا ، يمكن للباحث تمييز هذه المواد عن غيرها وتحليل أفضل للقسم الذي يتم عرضه تحت المجهر.

استخدام مادة الروثينيوم في زراعة 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 بكل شيء خصائص فريدة من نوعهاالجرافين.
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.

معاينة:

لاستخدام معاينة العروض التقديمية ، قم بإنشاء حساب Google (حساب) وقم بتسجيل الدخول: https://accounts.google.com

شرح الشرائح:

عنصر كيميائي كازان - روثينيوم.

الغرض من العمل: استكشاف تاريخ اكتشاف مادة الروثينيوم لدراسة الخصائص والمجالات الرئيسية لتطبيق العنصر.

الروثينيوم هو أول عنصر كيميائي اكتشفه الكيميائي الروسي كارل كارلوفيتش كلاوس. تم اكتشاف الروثينيوم ، ممثل المعادن البلاتينية ، من بينها. ك. كلوز

المختبر الكيميائي لجامعة قازان حيث عمل كلاوس عام 1842. بعد مائة عام ، في هذه الغرفة ، بدأ معهد كورتشاتوف المستقبلي عمله.

الروثينيوم (لات. روثينيوم) ، رو ، عنصر كيميائي من المجموعة الثامنة من النظام الدوري لمندليف ، العدد الذري 44 ، الكتلة الذرية 101.07 ؛ من معادن البلاتين. عنصر كيميائي سمي على اسم روسيا (الاسم اللاتيني لروسيا هو روثينيا)

المعدن الروسي. لا يتوافق اسم الروثينيوم بطريق الخطأ مع اسم البلد. تم اكتشاف العنصر 44 من الجدول الدوري لأول مرة في جبال الأورال. في العشرينات من القرن التاسع عشر ، وجدوا هناك.

أوزين ، الأستاذ في جامعة يوريف ، تولى دراسة العينات. هو الذي اكتشف معدنًا جديدًا في سبائك البلاتين ، وأعطاه اسمًا لاتينيًا.

روثينيا تعني روسيا في اللغة القديمة. أعلنت أكاديمية العلوم عن الاكتشاف في عام 1844. لقد مر ما يقرب من قرنين من الزمان منذ ذلك الحين. كان هذا كافيا لدراسة وافية الروثينيوم.

الخصائص الكيميائية والفيزيائية للروثينيوم

كونها بلاتينية عنصر الروثينيومتعتبر نبيلة. المعدن الثمين جميل وصلب. إذا أعطيت الذهب والفضة 4 نقاط ، فإن الروثينيوم - 6.5. وهذا يعني أن صلابة العنصر قريبة من الكوارتز ، وممثليها هم أحجار الجمشت ، والكريستال الصخري ، والراوكتوباز.

يتم الجمع بين صلابة الروثينيوم وهشاشة. يتم سحق المعدن بسهولة في ملاط ، ويتفتت إلى مسحوق. سوف ينكسر الركام أيضًا عند الاصطدام ، ويسقط من ارتفاع. لن يكون تسارع مثل هذا السقوط كبيرًا ، بسبب كل البلاتينويد الروثينيوم هو الأخف وزنا. كثافة المعدن أقل من 13 جرام لكل سنتيمتر مكعب.

روثينيوم مقاوم للتأثير بشكل سيئ ، ويقاوم الحرارة بشكل جيد للغاية. يذوب المعدن عند درجة حرارة 2334 درجة مئوية. السوائل ليست النتيجة الوحيدة للتسخين.

إذا كنت تتصرف بقوس كهربائي ، أو تسخن العنصر في الهواء ، فسوف يدخل في حالة غازية. يسبقه رابع أكسيد الروثينيوم. تذوب الإبر الذهبية بسرعة وتطلق رائحة الأوزون.

إذا تم تحويل رباعي أكسيد الكربون إلى سائل بدلاً من غاز ، فإن أي اتصال مع المادة العضوية سيؤدي إلى انفجار. غالبًا ما يستفزه الصناعيون ، لأن طبيعة الاتصال تتيح لك إبرازها تمامًا الروثينيوم النقي.

أكسيد الروثينيومتتكون عند درجة حرارة لا تقل عن 930 درجة. هذا يثبت نبل المعدن. إنه غير ملوث وغير قابل للتآكل. يعتبر العنصر خاملًا بشكل عام.

يدخل التفاعل فقط في ظل ظروف غير قياسية. في ظل الظروف العادية ، فإن البلاتينويد غير قابل للذوبان حتى في الريجيا المائية. لا يتم أخذ المادة ليس فقط عن طريق الأحماض والقلويات الفردية ، ولكن أيضًا عن طريق مخاليطها.

يتفاعل العنصر 44 مع المعادن الأخرى عند تسخينه إلى 400 درجة مئوية على الأقل. في ظل نفس الظروف ، يبدأ التفاعل مع الكلور والنترات والقلويات.

الروثينيوم عنصر كيميائيقادرة على أن تكون عاملا مساعدا. أي أن المعدن يسرع أو يبطئ التفاعلات بين المواد الأخرى. صحيح ، بسبب الخمول ، فإن الخصائص التحفيزية للعنصر انتقائية. القدرة على أن تصبح موصلًا فائقًا ثابتة جودة الروثينيوم. المقاومة الصفرية للتيار هي نتيجة تسخين المادة.

غالبًا ما يكون البخار موضوعًا للدراسة للكيميائيين. روثينيوم أوزميوم. من المثير للاهتمام أيضًا المقارنة مع الروديوم والحديد. يتشابه العنصر الرابع والأربعون في خصائص هذه المعادن. لكن قدرة واحدة من الروثينيوم تجعله فريدًا.

يمكن أن يكون Platinoid على الفور في 8 تكافؤ ، مع تغييرها باستمرار. التكافؤ هو قدرة الذرة على تكوين عدد معين من الروابط مع ذرات أخرى. اتضح، الروثينيوم قادر على الالتصاقمن الأول إلى الثامن.

تطبيق الروثينيوم

المعدن له لون رمادي مزرق مشرق ولطيف. العنصر نبيل ولا يتأكسد. يجذب. ومع ذلك ، لا توجد منتجات مصنوعة من الروثينيوم النقي. أولاً ، العنصر نادر ، إلى جانب روسيا ، تم العثور عليه فقط في جزيرة بورنيو.

ثانياً ، البلاتينويد هش ، لذلك يستخدم فقط كأداة ثمينة. تصبح أكثر صلابة وأكثر دواما. المادة المضافة ، كقاعدة عامة ، موجودة فقط في سبائك البلاتين وفقط في منتجات العلامات التجارية المعروفة.

والسبب هو ارتفاع تكلفة مادة الروثينيوم وصعوبة التعامل معها بسبب حرانها الخاص. من ناحية أخرى ، يزيد 0.1٪ فقط من العنصر 44 من مقاومة التآكل لمجوهرات التيتانيوم ، ويضيف نقطة واحدة من القوة أو البلاتين.

الروثينيوم مادة مضافة يمكن أن تضفي اللون الأسود. السبيكة الملونة غير المنتظمة هي السائدة. إنها تغمق الذهب والروديوم ، لكن الظل ليس مشبعًا كما هو الحال في ضمد الروثينيوم. عشاق الأناقة باهظة الثمن على استعداد لدفع مبالغ زائدة مقابل المجوهرات غير العادية.

أصباغ الروثينيوم ، بتعبير أدق ، مركباته ، استخدمت أيضًا في صناعة الزجاج. تضاف أيضًا التركيبات المكونة من المعدن 44 إلى بعض مينا النخبة. حتى أن هناك طلاءات الفلورسنت. إنهم مدينون بتوهجهم فقط لمركبات العنصر الرابع والأربعين.

تم اعتماد أحد الأصباغ عن طريق الطب. يمكن للروثينيوم الأحمر إبراز الأنسجة عند دراستها ، على سبيل المثال ، تحت المجهر. أحدث التطورات هي تلطيخ الورم. هذا يسمح للجراحين برؤية كل خلية مصابة.

يستخدم الأطباء الروثينيوم ليس فقط كوسيلة لتحديد الأنسجة المصابة ، ولكن أيضًا كدواء. المستحضرات التي تعتمد على العنصر 44 مصممة لمحاربة السل والعديد من الالتهابات التي تصيب الجلد.

خالي من الروثينيومصناعة الفضاء لا يدخر. إن خلايا الوقود للأقمار الصناعية للأرض ثمينة بالمعنى الحرفي للكلمة. وهي تتكون من سبيكة من المعدن رقم 44 مع البلاتين.

فقط مثل هذا التكوين من حيث المقاومة للحرارة قادر على تحمل الأحمال في المدار. جعلت مقاومة الروثينيوم للحرارة أيضًا مادة خام للمزدوجات الحرارية. يتم استخدامها لقياس درجات الحرارة العالية.

يستخدم الإلكترونيات النقي صيغة الروثينيوم. يتم تطبيق المعدن في طبقة رقيقة كطلاء مضاد للتآكل ، على سبيل المثال ، على. كما أن الرش يجعلها غير معرضة للخطر من الناحية الكيميائية ويقلل من التآكل الميكانيكي.

تعدين الروثينيوم

تقدر احتياطيات المعادن العالمية بـ 5000 طن فقط. في الوقت نفسه ، يعتبر الروثينيوم مضيعة. هذا يعني أن العنصر لا يتم تعدينه بشكل منفصل ، ولكن يتم عزله عن بقايا إنتاج البلاتين.

تخصيص 44 معدنومن شظايا الانشطار للمواد النووية. من بينها - البلوتونيوم والثوريوم واليورانيوم. في بقايا الوقود النووي المحترق ، يمكنك العثور على 250 جرامًا من الروثينيوم لكل طن.

تُظهر الصورة سوارًا مصنوعًا من سبيكة تحتوي على مادة الروثينيوم

إذا لجأت إلى التشعيع النيوتروني ، فيمكن الحصول على العنصر 44 من التكنيتيوم -99. إنه أحد الأيزومرات النووية للمعدن. كمادة خام لاستخراج الروثينيوم ، نادرًا ما يتم استخدامه ، لأنه في حد ذاته مفيد للبشرية. يسمى التكنيشيوم رقم 99 بالنظير المشع الطبي. إنه أساس العديد من الإجراءات التشخيصية.

سعر الروثينيوم

في يناير 2016 لـ غرام من الروثينيوميسأل عن 115 روبل. هذه بيانات من بورصات المعادن غير الحديدية ، ولا سيما بورصة لندن. اتضح أن العنصر الرابع والأربعين أغلى ثمناً ، ولكنه أرخص من المعادن الثمينة الأخرى. لذلك ، مقابل جرام من الذهب عليك أن تدفع أكثر من 2700 روبل. الأوزميوم يكلف 1000.300 روبل أكثر.

بلغت أسعار الروثينيوم ذروتها في عام 2008. ثم طلبوا أكثر من 800 روبل مقابل 1 جرام. أي على مدى السنوات الأربع الماضية ، زادت طلبات البائعين بمقدار 25 مرة. تم أخذ العينة على مدار العشرين عامًا الماضية من التداول. وصل السعر إلى ما يقرب من 300 روبل في عام 2010.

بقية الوقت ، تقلبت تكلفة المواد الخام الثمينة حول 100-200 روبل. ومع ذلك ، فإن المادة مدرجة في أغلى 10 معادن ، وتحتل المرتبة الثامنة أو التاسعة فيها. إذا أخذنا في الاعتبار أن الصناعيين يشترون العنصر بشكل أساسي ، يتم حساب حجم طلباتهم بعيدًا عن الجرامات ، وبعيدًا عن مئات الروبلات.

روثينيا تعني "روسيا" في اللاتينية. مثل روسيا ، الروثينيوم جميل وغامض وغير مريح للغاية للبشر. أولاً، يعتبر الحصول على الروثينيوم النقي مشكلة، والتي لم يتم حلها بعد. ثانيًا ، الروثينيوم هش جدًا لدرجة أنه لا يمكن استخدامه في شكله النقي. ثالثًا ، الروثينيوم ، في شكل مركبات كيميائية مختلفة ، غالبًا ما يكون خطيرًا. بما في ذلك المتفجرات!

لماذا لا روسيا؟

تاريخ المعدن

وُلد كارل إرنست كلاوس ، وهو ألماني من دول البلطيق ، ونشأ في إستونيا. عندما كان طفلاً ، كان ممزقًا بين الرغبة في أن يصبح عالم نبات وفكرة كسب العيش كطبيب. ومع ذلك ، أخبره القدر أن ينسى الهراء ، وأن يدرك نفسه ككيميائي روسي ويذهب للعمل في جامعة قازان.
قاوم كارل كارلوفيتش قدر استطاعته. تزوج من امرأة ألمانية ، ولم يترك علم النبات (أحد أجناس الملفوف لا يزال يحمل اسمه) ، وعامل الكيمياء ليس فقط باستخفاف ، ولكن ... ليس بجدية. لمس الأحماض بيديه ، وتذوق المحاليل ، وشم رائحة الغازات السامة لتذكر رائحتها ، وكثيرًا ما عبر عن اعتبارات لا تليق بعالم محترم. بشكل عام ، أظهر كل ملامح الشخصية الروسية - وليس عبثًا!

معظم ما كتبه الأستاذ ك. اتضح أن أفكار كلاوس ، الجريئة للغاية بالنسبة لوقتهم ، صحيحة. من خلال تنفيذ إحداها ، في عام 1844 ، تلقى كلاوس ستة جرامات من معدن لم يكن معروفًا من قبل للعلم ، ثم أطلق عليه لاحقًا اسم الروثينيوم.

لاحظ نجوم المجتمع الدولي قرب المعدن الجديد جزئيًا من الحديد وجزئيًا من الأوزميوم. كان هناك - ولم يختف منذ ذلك الحين - رأي قوي بأن من بين جميع المعادن المسماة "نبيلة" ، يعتبر الروثينيوم هو أكثر المعادن أساسًا ...

خصائص الروثينيوم

منذ مائة وخمسين عامًا حتى الآن ، كان الروثينيوم تحت تصرف الباحثين تمامًا ، ولكن لا يوجد حتى الآن فهم شامل لقدراته. واجه المجربون ظاهرة متناقضة: تتغير الخصائص الفيزيائية لهذا المعدن اعتمادًا على طريقة الحصول على المعدن.

يدرك العلماء أن وجود اختلاف في الخصائص يتحدث فقط عن تلوث العينات. الوعي بالمشكلة محير إلى حد ما ، لأن على نحو فعاللم يتم تنقية الروثينيوم من الشوائب ؛ وجزئيًا - مشجع ، لأن الخصائص النظرية للمادة تحسد عليها للغاية.

بطريقة أو بأخرى ، ليس من الممكن اليوم تخليص الروثينيوم من الهشاشة الكامنة في المسبوكات. محاولات بالقطع(الحدادة ، الضغط ، القطع) تنتهي بتدمير قضبان الروثينيوم.

وفي الوقت نفسه ، فإن عمال الإنتاج مهتمون جدًا بـ "قهر" المعدن: قدرة امتصاص غاز الروثينيوم غير مسبوقة. إذا كان البلاديوم قادرًا على امتصاص الهيدروجين 940 ضعف حجمه ، فإن الروثينيوم يكون له ضعف ما يقرب من! في الوقت نفسه ، لا تتعلق قدرة امتصاص الروثينيوم بالهيدروجين فحسب ، بل تتعلق أيضًا بالنيتروجين ، وبدرجة أقل ، بغير المعادن الأخرى.

رباعي أكسيد الروثينيوم RuO4 (بالإضافة إلى الروديوم المشتت بدقة) نشط كيميائيًا لدرجة أنه قابل للانفجار. صحيح أن كلا من متفجرات الروديوم والروثينيوم ظاهرة مكلفة ...

السعر والانتشار

وفقًا للجيولوجيين ، لا يزيد الروثينيوم في القشرة الأرضية عن خمسة آلاف طن. تحدد هذه الكمية الضئيلة والتشتت والتعقيد في التعدين التكلفة العالية المبدئية للمعدن.

ومع ذلك ، يقوم الطلب المحدود بإجراء تعديلات على قائمة أسعار المعادن الثمينة. الروثينيوم هو أرخص سعر. كانت قيمتها السوقية في بداية عام 2016 أعلى بـ 2.7 مرة فقط من سعر الروثينيوم بنحو 30 مرة - على الرغم من حقيقة أن الإنتاج السنوي من الروثينيوم نادرًا ما يتجاوز 20 طنًا ، ويدخل الذهب إلى السوق العالمية 2500 طن سنويًا.

لا يوجد تسعير عادل! كما لا يوجد في بلد روثينيا ...

أين يذهب الروثينيوم؟

على عكس معظم المعادن النبيلة ، لا يستخدم الروثينيوم في صناعة المجوهرات ، ولا يستخدم على الإطلاق. النقطة هنا ليست فقط الافتقار إلى التعبير عن مظهرها الطبيعي والإزعاج الخصائص الفيزيائية. النشاط الكيميائي لمركبات الروثينيوم كبير جدًاأن إدخال المعدن في حياة الإنسان سيؤدي حتمًا إلى زيادة معدلات الإصابة بالأمراض - الأطباء متأكدون.
يذهب نصيب الأسد من الروثينيوم المستخرج إلى صناعة الإلكترونيات. يتم الحصول على حوالي ثلث حجم الإنتاج من قبل مؤسسات الدورة الكهروكيميائية. الثلث المتبقي تستهلكه الصناعات الكيماوية التقليدية. يتطلب الدواء عددًا قليلاً جدًا من مركبات الروثينيوم لتصنيع الأدوية البحثية والعلاجية.

تعمل أجهزة تنقية المياه في المركبات الفضائية على محفزات الروثينيوم - وهي الأكثر فعالية. في علم المعادن غير الحديدية ، يعتبر الروثينيوم مادة مضافة قيّمة في صناعة السبائك.في التركيزات على مستوى أعشار ومئات بالمائة ، يزيد المعدن النبيل بشكل كبير من خصائص قوة المنتجات. تحتوي الشفرات التوربينية للمحركات النفاثة وأجزاء الصواريخ عالية الحرارة ومعدات وقود الطائرات على مادة الروثينيوم.

تعتمد بعض تقنيات الحصول على الجرافين على استخدام قدرة الروثينيوم على امتصاص غير المعادن. تبين أن ركيزة الروثينيوم هي أساس موثوق لتنمية الكربون المعدل.

يمكّن مزيج مسحوق من ثاني أكسيد الروثينيوم ورباعي أكسيد الروثينيوم علماء الطب الشرعي من اكتشاف بصمات أصابع خفية. لا توجد مركبات أخرى "تلتصق" بجزيئات الدهون بهذه القوة!

يبدو أن استخدام طلاء الروثينيوم كبطارية شمسية واعد للغاية. في المستقبل ، سيكون الشخص قادرًا على استخدام الطاقة الشمسية باستخدام محول يتم ارتداؤه على شكل علبة رذاذ من الطلاء وسلكين - ومن المتوقع أن يكلف هذا النظام بنسات قليلة.

الروثينيوم الإشكالي

واجهت مشكلة الروثينيوم العلماء النوويين ومعهم علماء البيئة. بالنسبة لهم ، يعتبر الروثينيوم المشع ، الذي يحدث في المفاعلات أثناء تحلل اليورانيوم والبلوتونيوم ، مشكلة خطيرة ومستعصية.

ما يصل إلى ثلث كتلة الخبث في المفاعل عبارة عن مادة مشعة خطرة. من الصعب للغاية إزالة المعدن "اللزج" للغاية. لكن أثناء حفظ النفايات النووية ، يعتبر الروثينيوم أول من يجد مخرجًا من التخزين! تحدث هجرة الروثينيوم النشط بكل الطرق الممكنة.

ليس من الممكن دائمًا وضع حاجز موثوق به في طريق عنصر "متحرك" للغاية ، وكذلك إلغاء تنشيط المعدن. البقوليات ، وهي طعام مفضل للإنسان والحيوان ، تركز روثينيوم التربة في جذورها.

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).

تاريخ اكتشاف الروثينيوم

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 ، صدر تقرير كلاوس بعنوان " البحث الكيميائيتم نشر بقايا خام البلاتين الأورال ومعدن الروثينيوم "ككتاب منفصل." ... إن الكمية الصغيرة من المواد التي تمت دراستها - لا تزيد عن ستة جرامات من المعدن النقي تمامًا - لم تسمح لي بمواصلة بحثي ، "كتب كلاوس في كتابه ، أتاحت البيانات المتعلقة بخصائص المعدن الجديد 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. مع وجود عنصر جديد في متناول اليد مع وصف مفصل للخصائص ، لم يوافق على 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.

الحصول على الروثينيوم

يعد فصل المعادن البلاتينية والحصول عليها في شكلها النقي (التكرير) مهمة صعبة للغاية تتطلب الكثير من العمل والوقت والكواشف باهظة الثمن والمهارة 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".

الخصائص الفيزيائية للروثينيوم

الخواص الكيميائية للروثينيوم

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

تطبيق الروثينيوم

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 عالية الحرارة في هندسة الطيران ، وتتفوق حتى 1500 درجة مئوية على أفضل سبائك الموليبدينوم والتنغستن من حيث القوة (تتمتع 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

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.