Le ruthénium est l’un des métaux les plus rares de la croûte terrestre et on le trouve à l’état brut dans la nature. Cependant, il est associé à d’autres métaux comme le platine et à des minéraux comme la pyroxénite et la pentlandite, qui est un sulfure de fer et de nickel. Il est également utilisé comme catalyseur dans certains alliages de platine. Sachez ce que cela signifie, à quoi il sert et ses propriétés.
Qu’est-ce que le ruthénium ?
Il s’agit d’un métal de transition dur, cassant et d’un blanc brillant qui présente quatre formes cristallines différentes. Il peut être dissous dans des bases fondues et à température ambiante il n’est pas attaqué par les acides. En revanche, à haute température, il peut réagir avec les hydrogènes et les halogènes.
Symbole du ruthénium
Ru Il est situé dans le groupe 8 du tableau périodique sous le numéro atomique 44 et le poids atomique de 101,07. Ses états d’oxydation sont +2, +3, +4 et il peut y avoir des composés dans lesquels son état d’oxydation est de 0 à +8.
Caractéristiques du ruthénium
Ce métal de transition résiste à la plupart des acides et est l’un des moins courants, même dans le domaine de la chimie. Certaines des principales caractéristiques qui le distinguent sont :
- Magnétique : À température ambiante, il possède des propriétés ferromagnétiques.
- Malléabilité : Lorsqu’il est trouvé à des températures élevées.
- Dureté : Il est dur et très cassant, c’est pourquoi il est difficile à motoriser.
- Solubilité : Dans les acides, il n’est pas soluble, mais dans l’eau, il est soluble.
- Etat : Solide.
Propriétés chimiques et physiques du ruthénium
- Numéro atomique : 44
- Valence : 2, 3, 4, 6, 8
- Point de fusion : 2607 K
- Point d’ébullition : 4423 K
- Chaleur spécifique : 238 J
- Enthalpie de fusion : 24 Kj/mol
- Densité : 12370 kg/m³
- Électronégativité : 2,2
- Vitesse du son : 5970 m/s à 293,15 K
- Masse atomique (g/mol) : 101,07
- Rayon covalent (Å) : 126
- Structure cristalline : hexagonale
- Pression de vapeur : 1,4 Pa à 2523 K
- Configuration électronique : [Kr] 4j 7 5s 1
- Enthalpie de vaporisation : 505 kJ/mol
Origine du ruthénium
Le nom vient du mot latin Ruthénie, qui signifie Russie. Les chimistes Gottfried Osann et Jons Berzelius ont failli découvrir ce métal en 1827, alors qu’ils analysaient les résidus laissés après dissolution d’un échantillon de platine avec de l’eau régale. Gottfried pensait qu’à ce moment-là il avait trouvé 3 nouveaux métaux et il nomma l’un d’eux Ruthénium. Cependant, c’est en 1844 que le chimiste russe Karl Ernst Claus réalisa que l’oxyde de platine contenait un nouveau métal et en extraya six grammes.
A quoi sert le ruthénium ?
Les alliages ainsi que d’autres métaux sont utilisés pour les contacts électriques et les résistances à puce. De plus, il est utilisé comme catalyseur dans divers procédés et il est possible de l’incorporer au titane sous forme d’alliage, afin de le rendre plus résistant à la corrosion. D’autres applications incluent également :
Industries électroniques et chimiques
Des feuilles de ruthénium sont appliquées sur des électrodes métalliques par galvanisation. En outre, l’oxyde de ruthénium est utilisé dans la formulation de chlore, il est utilisé dans les catalyseurs pour produire de l’acide acétique et de l’ammoniac. D’autre part, les composés trouvent leur application dans les cellules solaires afin d’obtenir de l’énergie électrique. Le nitrure de ruthénium joue le rôle d’électrode dans les batteries au lithium et aux ions.
Les transistors pour portes métalliques, couches d’électrodes et pour galvanisation de pièces sont fabriqués avec ce métal. De plus, la vapeur possède des propriétés ferromagnétiques, qui sont utilisées pour former une fine couche sur les disques durs. Enfin, ce métal est utilisé pour fabriquer des stylos-plumes.
Médecine
La dissection bêta de l’isotope 106 de ce métal est utilisée pour réaliser une radiothérapie, dans le but de détecter les tumeurs de l’œil et de diagnostiquer le cancer de l’uvée. Afin de déterminer le taux de calcitonine dans le sang, ce métal est idéal pour diagnostiquer et traiter les maladies thyroïdiennes. En outre, il est efficace pour le traitement des maladies parasitaires et ses alliages sont utilisés comme matériau d’implant pour les cabinets dentaires.
Bijoutier
Il est souvent utilisé pour recouvrir les bijoux en argent, car c’est un métal brillant et extrêmement dur. L’objectif est de protéger la pièce de toute rayure ou oxydation et de lui donner une forme naturelle.
Où trouve-t-on le ruthénium ?
On le trouve librement dans la nature et dans d’autres métaux comme l’Anduoite et la Pentlandite. Fait intéressant, il peut être obtenu à partir de combustible nucléaire inutilisé, mais il contiendra de la radioactivité dans les isotopes. Dans ces cas, il doit être stocké pendant au moins dix ans, afin de pouvoir l’utiliser en toute sécurité.
Bref, le Ruthénium est un métal de transition assez rare que l’on trouve dans la nature. Il est utilisé aussi bien dans l’industrie chimique que dans la médecine ; de plus, certains de ses composés, comme l’oxyde, sont volatils et toxiques.