Рутений - бардык платина тобундагы металлдардын эң жеңили жана эң аз "асылдыгы". Бул, балким, эң "көп валенттүү" элемент (тогуз валенттүүлүк абалы белгилүү). Жарым кылымдан ашык изилдөө тарыхына карабастан, ал бүгүнкү күндө да заманбап химиктердин алдында көптөгөн суроолорду жана көйгөйлөрдү жаратууда. Ошентип, химиялык элемент катары рутений деген эмне? Баштоо үчүн, тарыхка кыскача баяндама.
Сырдуу жана бай
Рутенийдин аты жана ачылышынын тарыхы Россия менен ажырагыс байланышта. 20-кылымдын башында эле Россия империясында платинанын эң бай кендери табылганы тууралуу кабар дүйнөлүк коомчулукту толкундантып, тынчсыздандырган. Уралда бул баалуу металлды казып алуу кадимки күрөк менен жүргүзүлүшү мүмкүн деген кептер болгон. Бай кендердин табылгандыгынын фактысы көп өтпөй Россиянын Каржы министри Е. Ф. Канкриндин Петербург монетаканасына платинадан тыйын чыгаруу боюнча эң жогорку жарлыкты жөнөтүшү менен тастыкталды. Кийинки жылдарда бир жарым миллионго жакын тыйын (3, 6 жана 12 рубль) жүгүртүүгө чыгарылып, аны өндүрүүгө 20 тонна баалуу металл жумшалган.
"Ачылыш" Озанна
Дерпт-Юрьевский (азыркы Тарту) университетинин профессору Готфрид Озанн Урал баалуу рудасынын курамын изилдей баштаган. Ал платинаны үч белгисиз металл – көп мүчө, көп мүчө жана рутений коштоп турат деген жыйынтыкка келген, алардын атын Озанн өзү койгон. Баса, үчүнчүсүн Россиядан кийин атаган (Латын Рутениясынан).
Озаннанын Европадагы эң абройлуу швед химиги Йенс Берцелиус баштаган кесиптештери профессордун докладын катуу сынга алышты. Окумуштуу өзүн актоого аракет кылып, бир катар эксперименттерин кайталады, бирок ошол эле натыйжаларга жетише алган жок.
Жыйырма жыл өткөндөн кийин химия профессору Карл Карлович Клаус (Казань университети) Озаннанын чыгармачылыгына кызыгып калды. Ал Казыначылык катчысынан монеталардын калдыктарын Монетанын лабораториясынан кайра текшерүү үчүн алууга уруксат берди.
Казан химиялык элемент рутений
Орус академиги А. Е. Арбузов ал кездеги жаңы элементти ачуу үчүн химикке өтө тырышчаактык жана өжөрлүк, байкоо жана кыраакылык, эң негизгиси, тымызын эксперименттик шык керек экенин өз эмгектеринде белгилеген. Жогорудагы сапаттардын бардыгы эң жогорку деңгээлде жаш Карл Клауска мүнөздүү болгон.
Окумуштуунун изилдөөлөрүнүн практикалык мааниси да болгон - руда калдыктарынан таза платинаны кошумча бөлүп алуу. Эксперимент үчүн өзүнүн планын иштеп чыгып, Клаус рудалык материалды селитра менен эритип, эрүүчү элементтерди: осмий, иридий,палладий. Эрибеген бөлүгү концентрацияланган кислоталардын ("aqua regia") аралашмасына жана дистилляцияга дуушар болгон. Темир гидроксидинин чөкмөсүндө белгисиз металлдын бар экендигин ачып, аны алгач сульфид түрүндө, андан кийин таза түрүндө (6 граммга жакын) бөлүп алган. Профессор рутений элементи үчүн Озанн сунуштаган атын сактап калды.
Ачуу жана далилдөө
Бирок белгилүү болгондой, рутений химиялык элементинин ачылышы жаңы эле башталган. 1844-жылы изилдөөнүн жыйынтыктары жарыялангандан кийин, Клауска сындын мөндүрлөрү түшкөн. Белгисиз Казан илимпозунун корутундусун дүйнөнүн эң ири химиктери шектенүү менен кабыл алышты. Жада калса жаңы элементтин үлгүсүн Берцелиуска жөнөтүү да кырдаалды сактап кала алган жок. Швециялык устаттын айтымында, Клаустун рутенийи "таза эмес иридийдин үлгүсү" гана болгон.
Карл Карловичтин аналитикалык химик жана экспериментатор катары көрүнүктүү сапаттары жана бир катар кошумча изилдөөлөр гана илимпозго өз пикирин далилдөөгө мүмкүндүк берди. 1846-жылы, ачылыш расмий таануу жана ырастоо алды. Анын эмгеги үчүн Клауска Россия Илимдер академиясынын Демидов атындагы 10 миң рубль өлчөмүндөгү сыйлыгы ыйгарылган. Казандык профессордун талантынын жана өжөрлүгүнүн аркасында Россияда биринчи жолу ачылган рутений элементи платиноиддердин катарына кошулган
Кийинки изилдөө
Рутенийдин химиялык жана физикалык касиеттерин изилдөөдөгү негизги көйгөй - бул өтө чектелген мазмун.жер кыртышындагы бул металл. Мисалы, платина өндүрүшүнүн калдыктарында (Клаустун жумушчу материалы), анын мазмуну болжол менен 1% түзөт. Көпчүлүк химия илимпоздору рутенийди изилдөө үчүн өтө жагымсыз зат катары тааныйт. Туюктардын көптүгү изилдөөчүлөрдүн ишин кыскартууга же убактылуу токтотууга алып келет.
Советтик окумуштуу С. М. Старостин бүт өмүрүн «ыңгайсыз» металлдын жана анын бирикмелеринин касиеттерин изилдөөгө арнаган. Химиктин ишинин негизги натыйжасы – рутений нитрозокомплекстеринин касиеттери жана алар менен байланышкан уран менен плутонийден таза металлды бөлүп алуудагы кыйынчылыктар жөнүндө корутундулар. Химиялык элемент катары рутений деген эмне?
Физикалык касиеттери
Рутений – түсү алуу ыкмасына жараша боз-көгүштөн күмүш-ак түскө чейинки металл. Рутений химиялык элементинин кээ бир физикалык мүнөздөмөлөрү аны уникалдуу зат катары кароого мүмкүндүк берет. Рутений жогорку морттук менен бирге (кристаллдарды кол менен порошок кылып оңой эле майдаласа болот), рутений өтө катуулукка ээ - он баллдык минералогиялык катуулук шкаласы боюнча 6,5 (Мох шкаласы). Балким, платина тобундагы металлдардын эң жеңили. Тыгыздыгы 12,45 г/см3. Бул абдан отко чыдамдуу - суюк абалга өтүү температурасы 2334 ° C. Электр догасында эрүү учурунда металлдын бир эле учурда бууланышы байкалат. Ачык абада жогорку температурадагы кальцинация учурунда элемент формада «учуучу» болоттетроксиддер.
Рутений супер өткөргүч катары классификацияланат. Металл 0,47 К чейин муздаганда нөлдүк каршылык көрсөтөт. Бул касиет илимий жана практикалык көз караштан алганда чоң мааниге ээ. Платиноид катары рутений абдан кызыктуу баалуу металл.
Element Ru
«Казань» металлынын касиеттери көп жагынан VΙΙΙ (платина) тобунун өкүлдөрүнө мүнөздүү. Рутений - атомдук номери 44 болгон мезгилдик системанын химиялык элементи, жогорку инерттүүлүгү менен мүнөздөлөт. Анын 92ден 113кө чейинки массалуу 7 туруктуу табигый жана 20 жасалма изотоптору бар.
Кадимки температурада ал кычкылданууга жана коррозияга, кислоталарга жана щелочторго дуушар болбойт. 400°Сден жогору ысытылганда хлор менен, 930°Сде кычкылтек менен реакцияга кирет. Кээ бир металлдар менен рутений химиялык элементи интерметаллдык кошулмалар деп аталган туруктуу эритмелерди түзөт.
Көптөгөн кошулмаларда нөлдөн сегизге чейинки валенттүүлүк көрсөтөт. Эң негизгилери рутений диоксиди жана тетроксиди, сульфид RuS2 жана фторид RuF5.
Таза металл түрүндө ал жогорку тандалма касиети бар катализатордун касиетине ээ, бул аны көп түрдүү органикалык жана органикалык эмес заттарды синтездөө үчүн колдонууга мүмкүндүк берет. Суутек үчүн эң жакшы сорбент катары кызмат кылат.
Жаратылышта таралган
Рутений химиялык элементи экстремалдык мүнөздөлөтсейрек кездешүүчү жана жаратылышта чачыранды. Табигый чөйрөсүндө ал бирден-бир белгилүү минералды, лауритти түзөт. Ал кичинекей темир-кара октаэдр түрүндөгү катуу зат. Эң бай жана эң атактуу кен Борнео (Калимантан) аралынын платина пластинасында жайгашкан. Россияда Орто жана Түштүк Уралда, Кола жарым аралында, Красноярск жана Хабаровск аймактарында өнүгүүлөр жүрүп жатат.
Бардык башка табигый кошулмаларда рутенийдин саны 0,1% ашпайт. Кээ бир жез-никель рудаларында жана кислота магмалык тектерде металлдын издери табылган. Кээ бир өсүмдүктөр рутенийди топтоо жана топтоо жөндөмүнө ээ, алардын арасында буурчак өсүмдүктөрүнүн өкүлдөрү өзгөчөлөнөт.
Жер кыртышындагы элементтин жалпы көлөмү эксперттердин пикири боюнча 5000 тоннадан ашпайт.
Өнөр жай өндүрүшү
Рутений элементи асыл деп эсептелет жана металлдын негизги булагы - платина өндүрүшүндөгү бош тектер. Рутенийди (ошондой эле платина сыяктуу) казып алуу боюнча талашсыз лидер Түштүк Африка Республикасы болуп саналат. Бул металлды иштеп чыгуу жана өндүрүү Россия, Канада жана Зимбабве тарабынан да жүргүзүлүүдө. Айтмакчы, акыркы өлкө платиноиддердин чалгындалган запастары боюнча дүйнөдө экинчи орунду ээлейт.
Рынокко берилген рутенийдин көлөмү жылына 17 тоннадан 20 тоннага чейин жетет. Элемент алуу үчүн өндүрүш цикли болжол менен 6 жумага созулат жана биринин артынан бири улануучу термохимиялык реакциялардын үзгүлтүксүз тизмеги.
Алуу технологиясырадиоактивдүү технецийдин изотопторун нейтрондук нурлантуу жолу менен рутений. Бирок белгилей кетчү нерсе, таза жана туруктуу металлды изоляциялоо, анын химиялык касиеттеринен, алдын ала айтууга мүмкүн болбогондуктан жана жетишсиз билиминен улам дагы эле куру кыял бойдон калууда.
Колдонмолор
Рутенийдеги асыл металлдын бардык касиеттери толук болгонуна карабастан, элемент зергерчилик тармагында кеңири таралган эмес. Ал эритмелерди бекемдөө жана кымбат баалуу зер буюмдарын бышык кылуу үчүн гана колдонулат.
Керектелген рутенийдин көлөмү боюнча өнөр жай тармактары төмөнкү тартипте:
- Электрондук.
- Электрохимиялык.
- Химиялык.
Элементтин каталитикалык касиеттери чоң суроо-талапка ээ. Циандуу жана азот кислоталарын синтездөөдө, каныккан углеводороддорду, глицеринди алууда жана этиленди полимерлөөдө колдонулат. Металлургия тармагында рутений кошумчалары коррозияга каршы касиеттерин жогорулатуу, эритмелерге бекемдик, химиялык жана механикалык туруктуулукту берүү үчүн колдонулат. Рутенийдин радиоактивдүү изотоптору көбүнчө илимпоздорго изилдөөсүнө жардам берет.
Элементтин көптөгөн бирикмелери жакшы кычкылдандыргычтар жана боёктор катары да колдонулган. Атап айтканда, хлориддер люминесценцияны күчөтүү үчүн колдонулат.
Биологиялык мааниси
Рутений тирүү ткандардын клеткаларында, негизинен булчуңдарда (платина тобундагы жалгыз металл) топтоо жөндөмүнө ээ. Провокация кылышы мүмкүналлергиялык реакциялардын өнүгүшү, көздүн былжыр челине жана жогорку дем алуу жолдоруна терс таасирин тийгизет.
Медицинада асыл металл жабыркаган ткандарды таануу каражаты катары колдонулат. Анын негизинде жасалган дары-дармектер кургак учук жана адамдын терисин жабыркатуучу ар кандай инфекцияларды дарылоодо колдонулат. Ушул себептен улам, адамдын организминде нитраттардын ашыкча концентрациясы менен байланышкан ооруларга (гипертония, артрит, септикалык шок жана эпилепсия) каршы күрөшүүдө рутенийдин туруктуу нитрозокомплекстерди түзүү жөндөмдүүлүгүн колдонуу абдан келечектүү көрүнөт.
Ким күнөөлүү?
Жакында Батыш европалык илимпоздор рутений Ru106 радиоактивдүү изотопунун мазмуну континентте өсүп жатат деген билдирүү менен коомчулукту олуттуу тынчсыздандырды. Адистер атмосферада анын өзүн-өзү тарбиялоосун толугу менен жокко чыгарышат. Атомдук электр станциясынан кокусунан чыгып кеткендей эле, андан бери цезийдин жана йоддун радионуклиддери абада сөзсүз болот, бул эксперименталдык маалыматтар менен тастыкталбайт. Бул изотоптун адам организмине тийгизген таасири ар кандай радиоактивдүү элемент сыяктуу ткандардын жана органдардын нурлануусуна, рактын өнүгүшүнө алып келет. Батыш маалымат каражаттарынын айтымында, булгануунун мүмкүн болгон булактары Россия, Украина же Казакстандын аймагында жайгашкан.
Росатомдун байланыш департаментинин өкүлү жооп катары мамлекеттик корпорациянын бардык ишканалары кадимкидей иштеп, иштеп жатканын билдирди. Атомдук энергия боюнча эл аралык агенттик (МАГАТЭ), анын пикиринде, өзүнүн мониторингинин маалыматтарына таянып,Россия Федерациясына коюлган айыптардын баарын негизсиз деп атады.
