Rutenium: die Russiese metaal wat die naam van Rusi dra

Die element met atoomnommer 44 in die periodieke tabel van D. I. Mendelejew het die ryk name — rutenium. Dit is nie net 'n metaal uit die platinumgroep nie, maar die enigste chemiese element wat na Rusland genoem is (Ruthenia — die Latynse naam vir Rusland). Dit is in 1844 deur professor Karel Karlovich Klauz van die Kasan-universiteit ontdek en sedertdien deur die wetenskap en tegnologie se geskiedenis onthou. Vandag is rutenium een van die mees swaarvloeiende, harde en korrosiebestandige materialle, onmisbaar in elektronika, katalise en selfs in die kosmiese bedryf.

Waarom het die element die naam "rutenium" gekry?

Die naam van die element kom van die Latynse woord Ruthenia, wat "Rusland" of "Rus" beteken. Karel Klauz, die ontdekker van rutenium, het die naam as 'n eer aan sy vaderland gegee. Dit was 'n vaderlandslievende daad deur 'n Duitser wat sy lewe met Rusland verbind het en die naam van Rusland in die periodieke tabel wou ewig maak.

Waarom het dit so 'n volgordegetal?

Die volgordegetal van die element in die tabel van Mendelejew (44) word bepaal deur die aantal protone in die kern van sy atoom. Hierdie getal identifiseer rutenium as 'n chemiese element. In die periodieke tabel is dit in die VIIIB-groep, in die 5de period, en behoort tot die triade rutenium—rodië—paladië — 'n groep metale wat byna dieselfde chemiese eienskappe het. Mendelejew het die bestaan van hierdie element voorspел, deur vir hom 'n lege cel te laat, maar sy fisiese ontdekking het vroeg as die groot chemikus sy wet voltooi het.

Die geskiedenis van die ontdekking: 'n apteker uit Kazan

Carl Karlovich Klauz is in 1796 in Tartu (nou Tartu) in 'n familie van 'n skilder gebore. Hy het vroeg in die lewe sonder 'n gymnasium-opleiding 'n apoteker geword en het later 'n eie apotheek in Kazan gestig. Sy ware passie was egter wetenskap. Hy het aan 'n botaniese ekspedisie in die Wolgo-Urielstse steppen deelgeneem en het op 40-jarige ouderdom 'n loopbaan in die Kasan-universiteit begin, waar hy later die chemiese laboratorium geleid het.

In 1841 het hy onder bevel van die Finansie minister begin met die studie van die oorbleiwende Uralse platinaerts, wat op die Sint-Petersburgse myntkantoor opgeskraap is. Sy taak was om meer effektiewe metodes te vind om die waardevolle platina te onttrek. Tydens die kwaai en gevaarlike eksperimente (verbindings van rutenium is baie giftig) het Klauz die aanwesigheid van 'n nog onbekende element ontdek.

Tydens een van die eksperimente het Karl Klauz, wat die gewoonte gehad het om stowwe te proef, 'n swaar brandwond aan sy mondvlak gekry van 'n verbinding van rutenium. Gelukkig het dit hom nie gehinder om die navorsing tot afsluiting te bring nie.

In 1844 het hy 6 gram puur rutenium onttrek, sy chemiese eienskappe gedetailleerd bestudeer en sy atoommasse bepaal. Die wetenskaplike gemeenskap, veral die invloedryke Sweedse chemikus Jöns Jakob Berzelius, het die ontdekking egter met ontrusting ontvang. Net nadat Berzelius die resultate van Klauz gecontroleer het en hulle korrekt bevind het, is rutenium amptelik as 'n nuwe element erken.

Die unieke eienskappe van rutenium: kenmerke en eienskappe

Rutenium is 'n blink silwerwit metaal met 'n baie hoë hardheid en brosheid. Dit is baie swaarvloeiend: sy temperatuur van smelting is 2250°C en sy temperatuur van kook is byna 4900°C. Dit is een van die mees dense elemente (12,45 г/см³).

Chemiese inertie. Die kompakte rutenium word nie op die lug geoksideer nie, selfs as dit opgehit word tot 930°C, en reageer nie met sterke suur en alkaline nie. Dit maak dit tot 'n ware aristokrat onder die metale.

Agressiewe oksied. Die hoofmerk van rutenium is sy hoogste oksied RuO₄. Dit is 'n goue geel vloeibare stof wat reeds by +25,5°C smelt en by +27°C kook. Dit het baie sterke oksiderende eienskappe en kan organiese stowwe, soos alkoholvlak, ontbrand.

Katalytiese aktiwiteit. Rutenium is 'n uitstekende katalysator vir die reaksies van hydriering en dehydriering van organiese verbindinge.

Toepassing in die industrie en moderne wetenskap

Die unieke eienskappe van rutenium maak dit onmisbaar in die mees hoëtegnologiese bedryfe.

Elektrotegniek en instrumentasie. 'n Spel van rutenium met platina en paladië word gebruik om slegsbestandige elektriese kontakke in meetinstrumente te maak. Die byvoeging van rutenium verhoog die korrosiebestendigheid van titaan aardig, wat in chemiese masjineriemasjinerie gevraag word.

Katalisateurs. Rutenium is 'n sleutelkomponent van katalisateurs in die chemiese bedryf. Spesiale aandag word in die laaste jare aan hom gewy as een van die mees effektiewe katalisateurs vir die reaksie van hydriering — 'n proses wat belangrik is vir die verkryging van "groen" waterstof en die verwerking van biomassa.

Kosmiese bedryf. Die hoë termotollerantheid en korrosiebestendigheid van rutenium maak dit in die kosmiese bedryf gevraag. Byvoorbeeld, spelle met rutenium word gebruik in die wateropskoningssisteme op boshuise.

Supraleiding. Spelle van rutenium met lanthanum, cerium, scandium en itrij het unieke supraleidende eienskappe.

Juwelierskuns. Rutenium word dikwels gebruik vir galvaniese bedekking van juwelen van wit goud en platina. Dit gee hulle 'n spesiale glans en beskerm hulle teen skurfs.

Voorsigte en die toekoms van die element

Die toekoms van rutenium is direk verbind met die ontwikkeling van tegnologie van "groen" energie, kosmos en katalise. Met die groei van die vraag na die waterstof ekonomie, bly rutenium een van die mees effektiewe katalisateurs vir die elektrolise van water en die hydriering van organiese stowwe. Wetenskaplikes ondersoek ook sy toepassing in die vervaardiging van nuwe supersterke materialle, hoëtemperatuursupraleidende materialle en vooruitstrevende spelle vir extreme bedryfsomstandighede.