Что такое рутений и где используют
В данной статье мы узнаем, что такое рутений, почему это один из самых редких и дорогих металлов на Земле. Рассмотрим, какие методы получения металла существуют и в чем особенности его физических и химических свойств. Попытаемся понять, как самый твердый металл может быть одновременно и самым хрупким. Разберемся, в каких сферах применяется рутений и почему для ядерщиков он наказание, а для медиков спасение.
Как был открыт Рутений?
Как был открыт рутений и что это за элемент? Это химический элемент, который находится в восьмой группе таблицы Менделеева и имеет свой атомный номер 44. Мы уже рассматривали некоторые металлы из таблицы Менделеева, и знаем, что такое алюминий, теперь остановимся на рутении. Это простой металл он относится к группе платиновых, цвет вещества – серебристо белый. Открыт он был в Казани еще в 19 веке К.К. Клаусом. Открытие произошло совершенно случайно.
Клаус проводил аналитику заводских остатков платины и однажды ему из монетного двора Санкт Петербурга доставили их в количестве пятнадцати фунтов. Их них были выделена платина и металлы из ее группы. Остатки он сплавил с селитрой, затем была извлечена та часть, в состав которой входил осмий и хром – эта часть вещества растворяется в воде, а остаток, который осел на дне и не растворялся, он высушил, а затем обработал с помощью дистиллированной кипящей воды. К получившемуся остатку он добавил поташ. После того как осадок гидроокиси железа был выделен, Клаус обнаружил неизвестное вещество.
Свое название рутений получил в честь страны, в которой был открыт – России. Именно так название страны звучит на латинском языке. Но есть версии, что этот металл был открыт гораздо ранее. Первая поддерживает тот факт, что элемент был открыт почти за тридцать лет до Клауса виленским ученым. По другой версии металл был открыт Озанном в момент проведения анализа платиновой руды в Тагиле. Но и это открытие не было подтверждено, именно поэтому название «рутений» связывают с К.К. Клаусом.
Физико-химические характеристики Рутения
Рутений имеет сои индивидуальные физико-химические характеристики. Они определены его составом, электронной конфигурацией атома и способами получения. Его нельзя относить к цветным или черным металлам, и конечно его не приносят в пункты приема цветного металла в Москве, т.к. относится этот металл к драгоценным, поэтому его скупка запрещена.
Рутений – металл тугоплавкий, он уступает по этому показателю только осмию, иридию, вольфраму. Он практически инертный и не растворяется в кислотах, не подвержен воздействию даже царской водки. Не стоит путать ее с алкогольным напитком. Это смесь концентрированной азотной и соляной кислоты именно эта смесь способна растворять золото.
Рутений способен реагировать с хлором, но только при температуре выше четырехсот градусов. С помощью рутения образуется ряд металлорганических соединений, сам элемент является активным катализатором. Исследования способностей и особенностей рутения продолжаются и в настоящее время. Причина исследований – большая редкость металла. В земной коре его количество очень ограничено.
За счет того, что он относится к группе платины, его определяют, как благородный металл, он красивый и твердый, невероятно редкий и на сто процентов не изученный, его оценка по шкале Мооса выше, чем у серебра и даже золота. По твердости его можно сравнить с кварцем, но эта твердость противоречиво сочетается с невероятной хрупкостью. К тому же в группе платиноидов рутений самый легкий.
Где добывается Рутений?
Где добывается рутений, если этот металл настолько редкий? Всего в мире не более 5000 тонн этого металла. Получить его непросто, потому что этот процесс до конца не изучен и такое производство на поток пока не поставлено. Мы уже говорили, что его невозможно найти в пунктах приема лома дорого даже его реализация преследуется законом. Но при всем этом рутений считается отходом металла. Все это потому, что его нельзя добыть отдельно, а можно только выделить из остатков платинового производства.
Его можно выделить из ядерных металлов, таких как плутоний или уран. В одной тонне сгоревшего ядерного топлива может находится 250 грамм рутения. Получить элемент можно и из технеция-99. Это ядерный изомер металл, если его облучить нейтронами, то можно извлечь рутений. Кстати, и сам технеций-99 очень востребованный и редкий элемент. Именно он основа многих медицинских процедур диагностики.
Характеристики рутения уникальны и во многом даже парадоксальны. Мы уже рассказывали, что при том, что это самый твердый металл, но в тоже время обладающий высокой хрупкостью и при падении с высоты он может расколоться, а для того чтобы довести кристаллического состояния можно просто растолочь его в ступке. Для того чтобы понять все свойства данного элемента его нужно максимально очистить от примесей, но такой способ пока не изобрели.
Где используется Рутений?
Где используется рутений? Мы уже рассказывали, для чего нужна латунь, но этот сплав часто на слуху, поэтому о его использовании и применении все знают, а вот сферы применения рутения для многих остаются загадкой, но мы попробуем внести ясность в этот вопрос. Металл обладает ярким блеском и приятным цветом. Кроме России рутений обнаружен только на Борнео. Он благороден и не подвержен окислению, поэтому на него «положили глаз» ювелиры. Но изделий из чистого рутения мир еще не знает.
Металл очень хрупок, поэтому его можно использовать только как легирующий элемент для драгоценных сплавов. Благодаря добавлению рутения даже золото может стать более твердым и устойчивым к износу. Но из-за его редкости, а значит, и дороговизны его могут позволить себе использовать только самые известные бренды и то в ограниченном количестве, конечно найти такой металл даже в малых количествах в пунктах приема черных металлов невозможно. К тому же ювелирам с ним работать совсем непросто, т.к. это один из самых тугоплавких металлов.
Рутений может придать золоту редкий черный цвет. Именно такие украшения сейчас находятся на пике популярности и моды. Но, конечно, далеко не каждый потребитель может себе позволить такое украшение. Соединения рутения используются в стекольной промышленности для окраски изделий. Именно с ним производители выпускают элитные эмали, которые простому обывателю не доступны также, как и кольца и браслеты с рутением.
Чем интересен Рутений для ученых?
Чем интересен рутений для ученых? Как мы уже говорили, абсолютного способа по выделению рутения, который позволил бы поставить его производство на поток, сейчас не изобретено. Но рутений помогает в медицине, мы уже говорили, что с помощью него проводят диагностику заболеваний, в том числе онкологических. С его помощью выявляют пораженные ткани, к тому же его можно использовать как лекарственный препарат при данном заболевании. Рутений применяется для космической отрасли из него состоят топливные элементы спутников. В электронике из рутения делают напыление, которое предотвращает износ деталей.
А вот ядерщикам рутений очень мешает, как мы уже говорили на тонну сожженного ядерного топлива, выходит в осадок 250 грамм рутения. И это является реакторным ядом и снижают эффективность ядерной реакции путем захвата нейтронов. А планетологи с его помощью разгадывают загадки Солнечной системы, формируя теорию планетообразования. Так, изотопы рутения позволяют понять откуда прошла метеоритная бомбардировка земли после образования земной коры.
Столько стоит металл Рутений?
Сколько стоит металл рутений? Мы уже рассказывали о ценах на различные металлы и сплавы и изделия из них, например, что можно сделать из бронзы, но если их еще можно облачить в какой-то средний денежный эквивалент, то с рутением все гораздо сложнее, не знаем, будет преувеличение сказать, что он бесценный. Но биржи указывают иные показатели, так в 2016 году он был дороже серебра, но дешевле, чем остальные драгоценные металлы.
Пик стоимости рутения пришелся на 2008 год, покупают металл в основном промышленники на Лондонской бирже. Но несмотря на то, что цена по закупкам бирже далеко не высокая, но рутений все равно входит в ТОП 10 самых дорогих металлов в мире, даже при том, что с 2008 года, когда за грамм рутения просили 800 рублей, его цена не поднимала более, чем 200 рублей.