الروثينيوم هو أحد أندر المعادن في القشرة الأرضية ويوجد في حالته الخام في الطبيعة. ومع ذلك، فهو يرتبط بمعادن أخرى مثل البلاتين ومعادن مثل البيروكسينيت والبنلانديت، وهو كبريتيد الحديد والنيكل. كما أنه يستخدم كعامل مساعد في بعض سبائك البلاتين. تعرف على معناه وفيم يستخدم وخصائصه.
ما هو الروثينيوم؟
إنه معدن انتقالي صلب وهش ومشرق وله أربعة أشكال بلورية مختلفة. يمكن إذابته في القواعد المنصهرة وفي درجة حرارة الغرفة لا يتعرض لهجوم بالأحماض. من ناحية أخرى، في درجات حرارة عالية، يمكن أن تتفاعل مع الهيدروجين والهالوجينات.
رمز الروثينيوم
Ru يقع في المجموعة 8 من الجدول الدوري برقم ذري 44 ووزن ذري 101.07. حالات الأكسدة الخاصة به هي +2، +3، +4 وقد يكون هناك مركبات تكون حالة الأكسدة فيها من 0 إلى +8.
خصائص الروثينيوم
هذا المعدن الانتقالي مقاوم لمعظم الأحماض وهو من أقل المعادن شيوعًا، حتى في الكيمياء. بعض الميزات الرئيسية التي تميزه هي:
- المغناطيسي: في درجة حرارة الغرفة، له خصائص مغناطيسية.
- القابلية للطرق: عندما توجد في درجات حرارة عالية.
- الصلابة: صلبة وهشة للغاية، ولهذا يصعب تشغيلها بمحرك.
- الذوبانية: لا يذوب في الأحماض، لكنه يذوب في الماء.
- الحالة : صلبة.
الخواص الكيميائية والفيزيائية للروثنيوم
- العدد الذري : 44
- فالنسيا: 2، 3، 4، 6، 8
- نقطة الانصهار: 2607 ك
- نقطة الغليان: 4423 ك
- الحرارة النوعية: 238 ج
- المحتوى الحراري للانصهار: 24 كيلوجول/مول
- الكثافة: 12370 كجم/م3
- السالبية الكهربية: 2.2
- سرعة الصوت: 5970 م/ث عند 293.15 ك
- الكتلة الذرية (جم/مول): 101.07
- نصف القطر التساهمي (Å): 126
- التركيب البلوري: سداسي
- ضغط البخار: 1.4 باسكال عند 2523 كلفن
- التكوين الإلكتروني: [Kr] 4d 7 5s 1
- المحتوى الحراري للتبخر: 505 كيلوجول/مول
أصل الروثينيوم
الاسم يأتي من الكلمة اللاتينية روثينيا، والتي تعني روسيا. اكتشف الكيميائيان جوتفريد أوسان وجونز بيرسيليوس هذا المعدن تقريبًا في عام 1827، أثناء تحليل البقايا المتبقية بعد إذابة عينة من البلاتين مع الماء الملكي. اعتقد جوتفريد أنه اكتشف في هذا الوقت ثلاثة معادن جديدة وأطلق على أحدها اسم الروثينيوم. ومع ذلك، في عام 1844، أدرك الكيميائي الروسي كارل إرنست كلوز أن أكسيد البلاتين يحتوي على معدن جديد واستخرج ستة جرامات منه.
ما هو استخدام الروثينيوم؟
يتم استخدام السبائك مع المعادن الأخرى للاتصالات الكهربائية ومقاومات الرقائق. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه كمحفز في عمليات مختلفة ومن الممكن دمجه في التيتانيوم على شكل سبيكة لجعله أكثر مقاومة للتآكل. تتضمن التطبيقات الأخرى أيضًا:
الصناعات الإلكترونية والكيميائية
يتم تطبيق صفائح الروثينيوم على الأقطاب الكهربائية المعدنية عن طريق الجلفنة. وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم أكسيد الروثينيوم في تركيب الكلور، ويستخدم في المواد الحفازة لإنتاج حمض الأسيتيك والأمونيا. ومن ناحية أخرى، تجد المركبات تطبيقها في الخلايا الشمسية من أجل الحصول على الطاقة الكهربائية. يعمل نيتريد الروثينيوم كقطب كهربائي في بطاريات الليثيوم والأيونات.
يتم تصنيع الترانزستورات للأبواب المعدنية وطبقات الأقطاب الكهربائية وأجزاء الجلفنة من هذا المعدن. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع البخار بخصائص مغناطيسية حديدية، والتي تُستخدم لتشكيل طبقة رقيقة على محركات الأقراص الثابتة. وأخيرًا، يُستخدم هذا المعدن في صناعة أقلام الحبر.
الدواء
ويستخدم تشريح بيتا للنظير 106 لهذا المعدن لإجراء العلاج الإشعاعي، بهدف الكشف عن أورام العين وتشخيص سرطان العنبية. ومن أجل تحديد مستوى الكالسيتونين في الدم، يعتبر هذا المعدن مثاليا لتشخيص وعلاج أمراض الغدة الدرقية. بالإضافة إلى ذلك فهو فعال في علاج الأمراض الطفيلية وتستخدم سبائكه كمادة زرع لمكاتب طب الأسنان.
الجواهري
غالبًا ما يستخدم لطلاء المجوهرات الفضية لأنه معدن لامع وقوي للغاية. الهدف هو حماية القطعة من أي خدوش أو أكسدة وإعطائها شكل طبيعي.
أين يوجد الروثينيوم؟
ويوجد بشكل حر في الطبيعة وفي معادن أخرى مثل الأندويت والبنتلانديت. ومن المثير للاهتمام أنه يمكن الحصول عليه من الوقود النووي غير المستخدم، لكنه سيحتوي على نشاط إشعاعي في النظائر. وفي هذه الحالات يجب تخزينه لمدة لا تقل عن عشر سنوات، حتى يمكن استخدامه بشكل آمن.
باختصار، الروثينيوم هو معدن انتقالي نادر إلى حد ما موجود في الطبيعة. يتم استخدامه في الصناعة الكيميائية والطب. بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض مركباته، مثل الأكسيد، تكون متطايرة وسامة.