Rutenium bütün platin qrupu metallarının ən yüngülü və ən az "nəcibidir". O, bəlkə də ən “çoxvalentli” elementdir (doqquz valentlik vəziyyəti məlumdur). Tədqiqat tarixinin yarım əsrdən çox olmasına baxmayaraq, bu gün də müasir kimyaçıların qarşısında bir çox sual və problemlər yaradır. Beləliklə, kimyəvi element kimi rutenium nədir? Başlamaq üçün tarixə qısa bir nəzər salaq.
Sirli və zəngin
Ruteniumun adı və kəşf tarixi Rusiya ilə qırılmaz şəkildə bağlıdır. 20-ci əsrin lap əvvəllərində Rusiya imperiyasında ən zəngin platin yataqlarının aşkarlanması xəbəri dünya ictimaiyyətini həyəcanlandırdı və narahat etdi. Uralsda bu qiymətli metalın çıxarılmasının adi bir kürəklə həyata keçirilə biləcəyi barədə şayiələr var idi. Zəngin yataqların aşkar edilməsi faktı tezliklə Rusiyanın maliyyə naziri E. F. Kankrin tərəfindən Sankt-Peterburq Sikkəxanasına platindən sikkələrin zərb edilməsi haqqında ən yüksək fərmanı göndərməsi ilə təsdiqləndi. Sonrakı illərdə tədavülə təxminən bir milyon yarım sikkə (3, 6 və 12 rubl) buraxıldı ki, onun istehsalına 20 ton qiymətli metal xərcləndi.
"Kəşf" Ozanna
Derpt-Yuryevski (indiki Tartu) Universitetinin professoru Qotfrid Ozann Ural qiymətli filizinin tərkibini öyrənməyə başladı. O, belə nəticəyə gəlib ki, platini üç naməlum metal - çoxhədli, çoxhədli və rutenium - adlarını Ozann özü verib. Yeri gəlmişkən, üçüncünün adını Rusiyanın (Latın Ruteniyasından) sonra qoyub.
Ozannın bütün Avropadakı həmkarları, ən nüfuzlu isveçli kimyaçı Yens Berzelius başda olmaqla, professorun hesabatını çox tənqid etdilər. Özünə haqq qazandırmaq üçün alim bir sıra təcrübələrini təkrarlasa da, eyni nəticələrə nail ola bilməyib.
İki onillikdən sonra kimya professoru Karl Karloviç Klauss (Kazan Universiteti) Ozannanın işi ilə maraqlanır. O, yenidən sınaq üçün Sikkəxananın laboratoriyasından bir neçə funt pul qalıq pul götürmək üçün Xəzinədarlıq Katibindən icazə aldı.
Kazan kimyəvi elementi rutenium
Rus akademik A. E. Arbuzov öz yazılarında qeyd edirdi ki, o dövrlərdə yeni elementi kəşf etmək üçün kimyaçıya hədsiz zəhmət və əzm, müşahidə və bəsirət, ən əsası isə incə eksperimental qabiliyyət lazım idi. Yuxarıda göstərilən bütün keyfiyyətlər gənc Karl Klaussa ən yüksək dərəcədə xas idi.
Alimin tədqiqatının həm də praktiki əhəmiyyəti var idi - filiz qalıqlarından əlavə olaraq saf platinin çıxarılması. Təcrübə üçün öz planını hazırlayan Klauss filiz materialını selitra ilə birləşdirdi və həll olunan elementləri çıxardı: osmium, iridium,palladium. Həll olunmayan hissə konsentratlaşdırılmış turşuların (“aqua regia”) qarışığına və distilləyə məruz qalmışdır. Dəmir hidroksid çöküntüsündə o, naməlum metalın mövcudluğunu aşkar etdi və onu əvvəlcə sulfid şəklində, sonra isə təmiz formada (təxminən 6 qram) təcrid etdi. Professor rutenium elementi üçün Ozannın təklif etdiyi adı saxladı.
Açın və sübut edin
Ancaq məlum oldu ki, rutenium kimyəvi elementinin kəşfinin hekayəsi təzəcə başlayırdı. 1844-cü ildə tədqiqatın nəticələri dərc edildikdən sonra Klaussun üzərinə tənqid dolu yağdı. Naməlum Kazan aliminin gəldiyi nəticələr dünyanın ən böyük kimyaçıları tərəfindən şübhə ilə qarşılandı. Hətta yeni elementin nümunəsini Berzeliusa göndərmək də vəziyyəti xilas edə bilmədi. İsveçli ustanın fikrincə, Klaussun ruteniumu yalnız "natəmiz iridium nümunəsi" idi.
Yalnız Karl Karloviçin analitik kimyaçı və eksperimentator kimi görkəmli keyfiyyətləri və bir sıra əlavə tədqiqatlar alimə öz iddiasını sübut etməyə imkan verdi. 1846-cı ildə kəşf rəsmi tanınma və təsdiqini aldı. Əməyinə görə Klauss Rusiya Elmlər Akademiyasının 10 min rubl məbləğində Demidov mükafatına layiq görülüb. Kazanlı professorun istedadı və əzmkarlığı sayəsində Rusiyada kəşf edilən ilk element olan rutenium platinoidlər sırasına daxil edilmişdir
Əlavə tədqiqat
Ruteniumun kimyəvi və fiziki xassələrinin öyrənilməsində əsas problem tərkibinin son dərəcə məhdud olmasıdır.yer qabığında olan bu metal. Məsələn, platin istehsalının tullantılarında (Claussun işçi materialı) onun tərkibi təxminən 1% -dir. Əksər kimya alimləri ruteniumu tədqiqat üçün son dərəcə əlverişsiz bir maddə kimi tanıyırlar. Çıxışların çoxluğu tədqiqatçıların işlərini ixtisar etməsinə və ya dayandırmasına səbəb olur.
Sovet alimi S. M. Starostin bütün həyatını "narahat olmayan" metalın və onun birləşmələrinin xassələrinin öyrənilməsinə həsr etmişdir. Kimyaçının fəaliyyətinin əsas nəticəsi rutenium nitrozo komplekslərinin xassələri və saf metalın müşayiət olunan uran və plutoniumdan ayrılması ilə bağlı çətinliklərlə bağlı nəticələrdir. Kimyəvi element kimi rutenium nədir?
Fiziki xüsusiyyətlər
Rutenium, əldə edilmə üsulundan asılı olaraq, rəngi boz-mavidən gümüşü-ağ rəngə qədər dəyişən bir metaldır. Rutenium kimyəvi elementinin bəzi fiziki xüsusiyyətləri onu unikal maddə hesab etməyə imkan verir. Yüksək kövrəkliklə (kristallar hətta asanlıqla əl ilə toz halına salınır) yanaşı, rutenium həddindən artıq sərtliyə malikdir - on ballıq mineraloji sərtlik şkalası üzrə 6,5 (Mohs şkalası). Bəlkə də platin qrupunun ən yüngül metallarıdır. Sıxlıq 12,45 q/sm3-dir. Çox odadavamlıdır - maye vəziyyətə keçid temperaturu 2334 ° C-dir. Elektrik qövsündə ərimə zamanı metalın eyni vaxtda buxarlanması müşahidə olunur. Açıq havada yüksək temperaturda kalsinasiya zamanı element formada "uçuculaşır"tetroksidlər.
Rutenium superkeçirici kimi təsnif edilir. Metal 0,47 K-a qədər soyuduqda sıfır müqavimət göstərir. Bu xüsusiyyət elmi və praktiki baxımdan böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bir platinoid olaraq, rutenium çox maraqlı qiymətli metaldır.
Element Ru
"Kazan" metalının xassələri bir çox cəhətdən VΙΙΙ (platin) qrupunun nümayəndələri üçün xarakterikdir. Rutenium, yüksək hərəkətsizliyi ilə xarakterizə olunan, atom nömrəsi 44 olan dövri cədvəlin kimyəvi elementidir. Kütləvi nömrələri 92 ilə 113 arasında olan 7 sabit təbii və 20 süni izotopa malikdir.
Normal temperaturda oksidləşməyə və korroziyaya, turşulara və qələvilərə məruz qalmır. 400 ° C-dən yuxarı qızdırıldıqda, xlorla, 930 ° C-də - oksigenlə reaksiya verir. Bəzi metallarla, rutenium kimyəvi elementi intermetal birləşmələr adlanan sabit ərintilər əmələ gətirir.
Çoxsaylı birləşmələrdə sıfırdan səkkizə qədər valentlik nümayiş etdirir. Ən mühümlərinə rutenium dioksid və tetroksid, sulfid RuS2 və flüorid RuF5.
. daxildir.
Təmiz metal şəklində yüksək seçiciliyə malik katalizator xassələrinə malikdir ki, bu da ondan müxtəlif üzvi və qeyri-üzvi maddələrin sintezi üçün istifadə etməyə imkan verir. Hidrogen üçün ən yaxşı sorbent kimi xidmət edir.
Təbiətdə yayılmış
Rutenium kimyəvi elementi ekstremal ilə xarakterizə olunurtəbiətdə nadir və səpələnmişdir. Təbii mühitində yeganə məlum mineral olan laurit əmələ gətirir. Kiçik dəmir-qara oktaedr şəklində bərk cisimdir. Ən zəngin və ən məşhur yataq Borneo (Kalimantan) adasının platin platinlərində yerləşir. Rusiyada Orta və Cənubi Uralda, Kola yarımadasında, Krasnoyarsk və Xabarovsk ərazilərində inkişaflar davam edir.
Bütün digər təbii birləşmələrdə ruteniumun miqdarı 0,1%-dən çox deyil. Bəzi mis-nikel filizlərində və turşulu maqmatik süxurlarda metal izləri aşkar edilmişdir. Bəzi bitkilər ruteniumu cəmləşdirmək və toplamaq qabiliyyətinə malikdir, onların arasında paxlalılar ailəsinin nümayəndələri seçilir.
Elementin yer qabığında ümumi tərkibi, mütəxəssislərin fikrincə, 5000 tondan çox deyil.
Sənaye istehsalı
Rutenium elementi nəcib hesab olunur və metalın əsas mənbəyi platin istehsalının tullantı süxurlarıdır. Rutenium (eləcə də platin) hasilatı üzrə şəksiz lider Cənubi Afrika Respublikasıdır. Bu metalın inkişafı və istehsalı da Rusiya, Kanada və Zimbabve tərəfindən həyata keçirilir. Yeri gəlmişkən, sonuncu ölkə platinoidlərin tədqiq edilmiş ehtiyatlarına görə dünyada ikinci yerdədir.
Bazara verilən ruteniumun miqdarı ildə 17-20 ton arasında dəyişir. Element əldə etmək üçün istehsal dövrü təxminən 6 həftə davam edir və bir-birinin ardınca gedən termokimyəvi reaksiyaların davamlı zənciridir.
Almaq üçün texnologiyaradioaktiv texnetiumun izotoplarının neytron şüalanması ilə rutenium. Lakin qeyd etmək lazımdır ki, kimyəvi xassələri, gözlənilməzliyi və qeyri-kafi bilikləri səbəbindən təmiz və dayanıqlı metalın təcrid edilməsi hələ də xəyal olaraq qalır.
Tətbiqlər
Ruteniumdakı nəcib metalın bütün xüsusiyyətləri tam mövcud olsa da, element zərgərlik sənayesində geniş yayılmamışdır. O, yalnız ərintiləri gücləndirmək və bahalı zinət əşyalarını daha davamlı etmək üçün istifadə olunur.
İstehlak olunan ruteniumun miqdarı baxımından sənaye sektorları aşağıdakı ardıcıllıqladır:
- Elektron.
- Elektrokimyəvi.
- Kimyəvi.
Elementin katalitik xüsusiyyətlərinə yüksək tələbat var. Hidrosian və azot turşularının sintezində, doymuş karbohidrogenlərin, qliserin istehsalında və etilenin polimerləşməsində istifadə olunur. Metallurgiya sənayesində rutenium əlavələri antikorroziya xüsusiyyətlərini artırmaq, ərintilərə möhkəmlik, kimyəvi və mexaniki müqavimət göstərmək üçün istifadə olunur. Ruteniumun radioaktiv izotopları çox vaxt alimlərə tədqiqatlarında kömək edir.
Elementin bir çox birləşmələri yaxşı oksidləşdiricilər və boyalar kimi də istifadə edilmişdir. Xüsusilə, xloridlər lüminesansı artırmaq üçün istifadə olunur.
Bioloji əhəmiyyəti
Rutenium canlı toxumaların hüceyrələrində, əsasən əzələlərdə (platin qrupunun yeganə metalı) toplanma qabiliyyətinə malikdir. Təhrik edə bilərallergik reaksiyaların inkişafı, gözlərin və yuxarı tənəffüs yollarının selikli qişasına mənfi təsir göstərir.
Tibbdə nəcib metal təsirlənmiş toxumaların tanınması vasitəsi kimi istifadə olunur. Ona əsaslanan dərmanlar insan dərisinə təsir edən vərəm və müxtəlif infeksiyaların müalicəsində istifadə olunur. Bu səbəbdən, insan orqanizmində nitratların həddindən artıq konsentrasiyası (hipertoniya, artrit, septik şok və epilepsiya) ilə əlaqəli xəstəliklərlə mübarizədə ruteniumun sabit nitrozokomplekslər yaratmaq qabiliyyətindən istifadə etmək çox perspektivli görünür.
Kim günahkardır?
Bu yaxınlarda Qərbi Avropa alimləri Ru106 adlı ruteniumun radioaktiv izotopunun tərkibinin qitədə artdığı mesajı ilə ictimaiyyəti ciddi şəkildə narahat etdilər. Mütəxəssislər onun atmosferdə özünü tərbiyə etməsini tamamilə istisna edirlər. Atom elektrik stansiyasından təsadüfən buraxıldığı kimi, o vaxtdan bəri havada sezium və yodun radionuklidləri mütləq olacaq, bu da eksperimental məlumatlar ilə təsdiqlənmir. Bu izotopun insan orqanizminə təsiri, hər hansı bir radioaktiv element kimi, toxumaların və orqanların şüalanmasına, xərçəngin inkişafına səbəb olur. Mümkün çirklənmə mənbələri, Qərb mediasına görə, Rusiya, Ukrayna və ya Qazaxıstan ərazisində yerləşir.
Cavabında Rosatomun Rabitə Departamentinin nümayəndəsi bildirib ki, dövlət korporasiyasının bütün müəssisələri adi qaydada işləyir və işləyir. Beynəlxalq Atom Enerjisi Agentliyi (MAQATE) öz monitorinq məlumatlarına əsaslanaraq,Rusiya Federasiyasına qarşı bütün ittihamları əsassız adlandırıb.
