शोध कार्य: रासायनिक तत्व - रूथेनियम।

दयाता

दयाता[ते], -या; एम।रासायनिक तत्व (आरयू), एक ठोस भूरा-सफेद धातु (कई मिश्र धातुओं में शामिल, गहने, प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ, आदि बनाने के लिए उपयोग किया जाता है)।

◁ रूथेनियम, वें, वें।

(अव्य। रूथेनियम), आवधिक प्रणाली के समूह VIII का एक रासायनिक तत्व, प्लैटिनम धातुओं से संबंधित है। देर से लैटिन रूथेनिया से नामित - रूस (के. के. क्लॉस द्वारा खोजा गया)। घनत्व 12.45 ग्राम / सेमी 3, टीपीएल 2334 डिग्री सेल्सियस, टीबीपी 4077 डिग्री सेल्सियस। उच्च कठोरता और घर्षण प्रतिरोध के साथ मिश्र धातुओं में शामिल; कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक।

रूथेनियम (लैटिन रूथेनियम, रूस रूथेनिया के लैटिन नाम से), आरयू ("रूथेनियम" पढ़ें), परमाणु संख्या 44 के साथ एक रासायनिक तत्व, परमाणु द्रव्यमान 101.07। प्राकृतिक रूथेनियम में सात स्थिर समस्थानिक होते हैं: 96 Ru (द्रव्यमान द्वारा 5.7%), 98 Ru (2.2%), 99 Ru (12.8%), 100 Ru (12.7%), 102 Ru (31 .3%) और 104 Ru ( 18.3%)। दो बाहरी इलेक्ट्रॉन परतों का विन्यास 4 एस 2 पी 6 डी 7 5एस 1 . +3, +4, +6 और +8 ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (वैलेंस III, IV, VI और VIII)।
यह आवर्त प्रणाली की 5वीं अवधि में, VIIIB समूह में स्थित है। रूथेनियम-रोडियम ट्रायड का हिस्सा (सेमी।रोडियम)- दुर्ग (सेमी।पैलेडियम (रासायनिक तत्व))और प्लेटिनम का एक रासायनिक एनालॉग है (सेमी।प्लेटिनम).
परमाणु त्रिज्या 0.134 एनएम, आयन त्रिज्या: रु 3+ - 0.082 एनएम (समन्वय संख्या 6), रु 4+ - 0.076 एनएम (6), रु 5+ - 0.071 एनएम (6), रु 7+ - 0.052 एनएम (4), आरयू 8+ - 0.050 एनएम (4)। अनुक्रमिक आयनीकरण ऊर्जा 7.366, 16.76, 28.47 eV। पॉलिंग के अनुसार इलेक्ट्रोनगेटिविटी (सेमी।पॉलिंग लिनुस) 1,42.
डिस्कवरी इतिहास
1844 में, कज़ान विश्वविद्यालय में, केके क्लॉस ने देशी यूराल प्लैटिनम से 6 ग्राम पूर्व अज्ञात धातु को अलग किया। उन्होंने इसका परमाणु द्रव्यमान निर्धारित किया, इसके रासायनिक गुणों की जांच की और इसका नाम दिया।
प्रकृति में होना
रूथेनियम एक दुर्लभ ट्रेस तत्व है। पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री 5·10 -7% से कम है। प्लेटिनम धातुओं के साथ संबद्ध। यह अपने स्वयं के दो अत्यंत दुर्लभ खनिजों का निर्माण करता है - लॉराइट RuS 2 और ruthenarsenide RuAs। कुछ पॉलीमेटेलिक अयस्कों में मौजूद एक मिश्रण के रूप में, जैसे कि चाल्कोपीराइट (सेमी।चालकोपीराइट).
रसीद
रूथेनियम का स्रोत प्लेटिनम के शुद्धिकरण या Cu के विद्युत रासायनिक शोधन से उत्पन्न होने वाले कीचड़ के बाद बनने वाले अवशेष हैं। (सेमी।कॉपर)और नि (सेमी।निकल). इन सामग्रियों को पहले बेरियम पेरोक्साइड बा 2 ओ 2 या सोडियम ना 2 ओ 2 का उपयोग करके ऑक्सीडेटिव संलयन के अधीन किया जाता है। परिणामी मिश्र धातु को पानी में घोल दिया जाता है और घोल को एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट - गैसीय क्लोरीन से उपचारित किया जाता है।
परिणामस्वरूप वाष्पशील रूथेनियम ऑक्साइड RuO4 गर्म होने पर घोल से आसुत हो जाता है। आसुत टेट्रोक्साइड हाइड्रोक्लोरिक एसिड में लिया जाता है और परिणामस्वरूप समाधान अमोनियम क्लोरोरुथेनेट (एनएच 4) 2 से अवक्षेपित होता है। अवक्षेप को कैलक्लाइंड किया जाता है। कैल्सीनेशन के बाद बनने वाला RuO 2 हाइड्रोजन के साथ मुक्त धातु में अपचयित हो जाता है (सेमी।हाइड्रोजन).
भौतिक और रासायनिक गुण
रूथेनियम एक चमकदार, चांदी की धातु है।
एक हेक्सागोनल क्रिस्टल जाली, जाली पैरामीटर है ए= 0.27054 एनएम, साथ= 0.42825 एनएम। घनत्व 12.45 किग्रा/डीएम 3। रूथेनियम का गलनांक 2250°C, क्वथनांक लगभग। 4900 डिग्री सेल्सियस।
रासायनिक रूप से, यह एक विशिष्ट प्लेटिनम धातु है। Ru 2+ /Ru 0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता +0.45 V है। 930 ° C तक गर्म होने पर कॉम्पैक्ट रूथेनियम वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होता है, और मजबूत खनिज एसिड और क्षार के समाधान के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। पाउडर रूथेनियम, गर्म होने पर, रूथेनियम डाइऑक्साइड RuO2 बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। रूथेनियम कई धातुओं के साथ मिश्र धातु बनाता है, और कुछ धातुओं के साथ इंटरमेटेलिक यौगिक।
रूथेनियम के कई ऑक्साइड ज्ञात हैं। जब K 2 RuO 4 पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड KOH और गैसीय क्लोरीन के साथ परस्पर क्रिया करता है, साथ ही जब K 2 RuO 4 को पोटेशियम परमैंगनेट KMnO 4 या अन्य मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ व्यवहार किया जाता है, तो अत्यधिक वाष्पशील RuO 4 टेट्रोक्साइड बनता है। इस ऑक्साइड के सुनहरे पीले क्रिस्टल का गलनांक +25.5°C, क्वथनांक +27°C होता है। 100°C से ऊपर गर्म करने पर यह ऑक्सीजन के निष्कासन के साथ अपघटित हो जाता है।
रूथेनियम नमक जैसे (NH 4) 2 या रूथेनियम हाइड्रॉक्साइड Ru(OH) 4 को हवा में शांत करने से, रूथेनियम डाइऑक्साइड RuO2 का एक गहरा नीला पाउडर प्राप्त होता है। यह पानी, अम्ल और क्षार में अघुलनशील है। जब इसे SrO, BaO, PbO और अन्य जैसे मूल ऑक्साइड के साथ मिलाया जाता है, तो SrRuO 3 , BaRuO 3 और PbRuO 3 बनते हैं।
विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में रूथेनियम को जटिल यौगिकों के निर्माण की विशेषता है। अमोनिया माध्यम में त्रिसंयोजक रूथेनियम यौगिकों के समाधान के लंबे समय तक हीटिंग के साथ, संरचना सीएल 6 4 एच 2 ओ का "लाल रूथेनियम नमक" बनता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड में पोटेशियम क्लोराइड के समाधान के साथ RuO 4 की बातचीत से "भूरा नमक" मिलता है रचना K 4 H 2 O - प्राकृतिक सामग्री से रूथेनियम निकालते समय एक मध्यवर्ती पदार्थ। कुछ रूथेनियम कॉम्प्लेक्स वायुमंडलीय नाइट्रोजन जैसे रासायनिक रूप से निष्क्रिय पदार्थ को भी रासायनिक रूप से बांधना संभव बनाते हैं। 1962 में, आणविक नाइट्रोजन के साथ रूथेनियम का एक जटिल यौगिक प्राप्त किया गया था, इसकी संरचना: [(NO)(NH 3) 4 RuN 2 Ru(NH 3) 4 (NO)]Cl 6 । बाद में, आणविक नाइट्रोजन के साथ रूथेनियम के सरल परिसरों को संश्लेषित किया गया, उदाहरण के लिए, Cl 2 विकिरणित परमाणु ईंधन के प्रसंस्करण में, रूथेनियम को आमतौर पर संरचना के एक जटिल यौगिक के रूप में पुनर्प्राप्त किया जाता है ·H2O।
आवेदन
रूथेनियम प्लैटिनम और इरिडियम के साथ मिश्र धातुओं का हिस्सा है जिसका उपयोग फाइबरग्लास और विस्कोस के उत्पादन में स्पिनरनेट के निर्माण के लिए किया जाता है। इरिडियम, ऑस्मियम और टंगस्टन के साथ रूथेनियम का एक मिश्र धातु उच्च गुणवत्ता वाले फाउंटेन पेन के लिए निब के निर्माण में उपयोग किया जाता है। माप उपकरणों में संपर्क बनाने के लिए रूथेनियम, प्लैटिनम और पीडी के संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। रूथेनियम के कई मिश्र - लैंथेनम, सेरियम, स्कैंडिनेविया, येट्रियम के साथ - अतिचालकता है।
पैलेडियम के साथ रूथेनियम धातु और इसकी मिश्र धातुओं का उपयोग हाइड्रोजनीकरण और डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। रूथेनियम नमक (Cl 6 ·4H 2 O) का उपयोग दवा में ऊतक विज्ञान के अध्ययन में और चीनी मिट्टी के बरतन के लिए डाई के रूप में किया जाता है।
शारीरिक क्रिया
रूथेनियम के वाष्पशील और घुलनशील यौगिक एलर्जी का कारण बनते हैं, श्लेष्म झिल्ली में जलन पैदा करते हैं, उनके अल्सरेशन का कारण बनते हैं। कार्य परिसर की हवा में RuO 2 एरोसोल सामग्री के लिए MPC 1 mg/m 3 है।

विश्वकोश शब्दकोश. 2009 .

देखें कि "रूथेनियम" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

प्लेटिनम अयस्क में पाई जाने वाली धातु। रूसी भाषा में शामिल विदेशी शब्दों का शब्दकोश। चुडिनोव ए.एन., 1910. रूथेनियम नोवोलाटिंस्क। प्लैटिनम के साथ एक छोटी सी खोजी गई धातु। में शामिल 25,000 विदेशी शब्दों की व्याख्या ... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

- (रूथेनियम), आरयू, आवधिक प्रणाली के समूह आठवीं का एक रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 44, परमाणु द्रव्यमान 101.07; प्लेटिनम धातुओं को संदर्भित करता है। रूसी रसायनज्ञ के.के. 1884 में क्लॉस... आधुनिक विश्वकोश

- (अव्य। रूथेनियम) आरयू, मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह आठवीं का एक रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 44, परमाणु द्रव्यमान 101.07, प्लैटिनम धातुओं से संबंधित है। नाम देर से है। रुथेनिया रूस (के.के. क्लॉस द्वारा खोजा गया)। घनत्व 12.37…… बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

रूथेनियम (रूथेनियम, आरयू) आवर्त सारणी में 44 वें नंबर पर एक रासायनिक तत्व है।

इस तत्व की खोज का इतिहास रूस में शुरू हुआ, जब 19 वीं शताब्दी के 20 के दशक में यूराल में प्लैटिनम के भंडार की खोज की गई थी। इस खोज की खबर तेजी से दुनिया भर में फैल गई और अंतरराष्ट्रीय बाजार में काफी चिंता और अशांति फैल गई। विदेशी सट्टेबाजों के बीच, प्लेटिनम रेत के बारे में राक्षसी सोने की डली के बारे में अफवाहें थीं, जिन्हें प्लैटिनम खनिक सीधे फावड़ियों से निकालते हैं। प्लैटिनम की जमा राशि, वास्तव में, समृद्ध हो गई, और काउंट कांकरीन, जो उस समय रूस के वित्त मंत्री थे, ने प्लेटिनम के सिक्कों की ढलाई का आदेश दिया। सिक्कों को 3.6 और 12 रूबल के मूल्यवर्ग में ढाला जाने लगा। 1,400,000 प्लैटिनम के सिक्के जारी किए गए, जिसके लिए 20 टन से अधिक देशी प्लैटिनम का उपयोग किया गया।

कांकरीन के सिक्कों की ढलाई के आदेश के वर्ष में, यूरीव विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ओज़ान, यूराल प्लैटिनम के नमूनों की जांच करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि प्लैटिनम तीन नई धातुओं के साथ था। ओज़ान ने उनमें से एक को आधा भागा, दूसरा - बहुपद, और तीसरा लैटिन नाम के सम्मान में कहा। रूस - रूथेनियम ने नाम दिया - रूथेनियम।, ओज़ान के "खोज" केमिस्ट अविश्वास से मिले। स्वीडिश रसायनज्ञ बर्ज़ेलियस, जिसका उस समय का अधिकार वास्तव में विश्वव्यापी था, ने विशेष रूप से विरोध किया। ओज़ान और बर्ज़ेलियस के बीच जो विवाद पैदा हुआ, उसने कज़ान विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर के.के. क्लाउस को हल करने का बीड़ा उठाया। अपने निपटान में एक प्लैटिनम सिक्के की ढलाई से अवशेषों की एक छोटी राशि प्राप्त करने के बाद, क्लॉस ने उनमें एक नई धातु की खोज की, जिसके पीछे उन्होंने ओज़ान द्वारा प्रस्तावित रूथेनियम नाम को बरकरार रखा। 13 सितंबर, 1844 को, क्लॉस ने विज्ञान अकादमी में एक नए तत्व और उसके गुणों के बारे में एक रिपोर्ट बनाई। 1845 में "यूराल प्लैटिनम अयस्क और रूथेनियम धातु के अवशेषों के रासायनिक अध्ययन" शीर्षक वाली क्लाउस की रिपोर्ट को एक अलग पुस्तक के रूप में प्रकाशित किया गया था। क्लॉस ने अपनी पुस्तक में लिखा है, "... अध्ययन की गई सामग्री की छोटी मात्रा - पूरी तरह से शुद्ध धातु के छह ग्राम से अधिक नहीं - ने मुझे अपना शोध जारी रखने की अनुमति नहीं दी।" हालांकि, नई धातु के गुणों पर प्राप्त आंकड़ों ने क्लॉस के लिए एक नए रासायनिक तत्व की खोज की दृढ़ता से घोषणा करना संभव बना दिया।

एक नए तत्व की खोज के साथ विदेशी वैज्ञानिकों को परिचित कराने के लिए, क्लॉस ने धातु का एक नमूना बर्ज़ेलियस को भेजा। बर्ज़ेलियस का जवाब कम से कम कहने के लिए अजीब था। गुणों के विस्तृत विवरण के साथ हाथ में एक नया तत्व होने के कारण, वह क्लॉस की राय से सहमत नहीं था। बर्ज़ेलियस ने कहा कि क्लॉस से प्राप्त धातु "अशुद्ध इरिडियम का एक नमूना" था, जो एक लंबे समय से ज्ञात तत्व था। बाद में बर्ज़ेलियस को अपनी गलती स्वीकार करने के लिए मजबूर होना पड़ा।

खोजे गए तत्व की और सावधानीपूर्वक जांच की गई। रूथेनियम के रासायनिक गुणों के अध्ययन ने इसके रासायनिक यौगिकों की कई दिलचस्प विशेषताएं दिखाई हैं। हालांकि, पृथ्वी की पपड़ी में इस धातु के किसी भी महत्वपूर्ण भंडार की अनुपस्थिति (बोर्नियो में एक दुर्लभ खनिज, लॉराइट में पाया जाता है), खनन और प्लैटिनम को अन्य उपग्रहों से अलग करने की कठिनाई अभी भी रूथेनियम के उपयोग में बाधा डालती है। जैसे ही भूवैज्ञानिक इस तत्व के कुछ छोटे-अध्ययन वाले क्षेत्रों में या पृथ्वी की पपड़ी की गहरी परतों में महत्वपूर्ण जमा की खोज करते हैं, तत्व रूथेनियम मानव व्यावहारिक गतिविधि में अपना सही स्थान ले लेगा। सभी पुस्तकों में रूथेनियम के बारे में बहुत कम कहा गया है: यह अत्यंत दुर्लभ है और इसलिए इसका पर्याप्त उपयोग नहीं हुआ है। अपने शुद्ध रूप में, रूथेनियम का उपयोग थर्मोकपल के निर्माण में किया जाता है, साथ ही अमोनिया के संश्लेषण में उत्प्रेरक भी होता है। मिश्र धातुओं में, रूथेनियम का उपयोग गहनों में किया जाता है, कुछ लवणों का उपयोग सूक्ष्म तैयारी के निर्माण में प्रयोगशाला प्रौद्योगिकी में किया जाता है।

उपस्थिति में, रूथेनियम लोहे के समान धातु है, कठोर, दुर्दम्य, एक्वा रेजिया में शायद ही घुलनशील है, और इसमें मजबूत उत्प्रेरक गुण हैं।

रूसी धातु। रूथेनियम का नाम गलती से देश के नाम से मेल नहीं खाता है। आवर्त सारणी का 44वां तत्व सबसे पहले यूराल पर्वत में खोजा गया था। उन्नीसवीं सदी के 20 के दशक में, उन्होंने वहां पाया।

यूरीव विश्वविद्यालय के एक प्रोफेसर ओज़ैन ने नमूनों का अध्ययन किया। यह वह था जिसने प्लैटिनम सिल्लियों में एक नई धातु की खोज की, इसे लैटिन नाम दिया।

रुथेनिया का मतलब प्राचीन भाषा में रूस है। विज्ञान अकादमी ने 1844 में इस खोज की घोषणा की। तब से लगभग 2 शताब्दियां बीत चुकी हैं। यह पूरी तरह से अध्ययन करने के लिए पर्याप्त था दयाता.

रूथेनियम के रासायनिक और भौतिक गुण

प्लेटिनम होने के नाते तत्व रूथेनियमकुलीन माना जाता है। कीमती धातु सुंदर और कठोर होती है। अगर सोने और चांदी को 4 अंक दिए जाते हैं, तो रूथेनियम - 6.5। यही है, तत्व की कठोरता क्वार्ट्ज के करीब है, जिसके प्रतिनिधि पत्थर नीलम, रॉक क्रिस्टल, रॉचटोपाज हैं।

रूथेनियम की कठोरता को भंगुरता के साथ जोड़ा जाता है। धातु को आसानी से एक मोर्टार में पीसकर पाउडर में बदल दिया जाता है। ऊंचाई से गिरने पर समुच्चय भी प्रभाव पर टूट जाएगा। इस तरह की गिरावट का त्वरण सभी प्लैटिनोइड्स के कारण बड़ा नहीं होगा रूथेनियम सबसे हल्का है. धातु का घनत्व 13 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर से कम है।

प्रभाव के लिए खराब प्रतिरोधी, रूथेनियम गर्मी का बहुत अच्छा प्रतिरोध करता है। धातु 2334 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलती है। द्रव केवल तापन का परिणाम नहीं है।

यदि आप विद्युत चाप के साथ कार्य करते हैं, या तत्व को हवा में गर्म करते हैं, तो यह गैसीय अवस्था में चला जाएगा। यह रूथेनियम टेट्रोक्साइड से पहले होता है। गोल्डन सुइयां जल्दी पिघलती हैं, ओजोन की गंध छोड़ती हैं।

यदि टेट्रोक्साइड गैस के बजाय तरल में परिवर्तित हो जाता है, तो कार्बनिक के साथ किसी भी संपर्क के परिणामस्वरूप विस्फोट हो जाएगा। उद्योगपति अक्सर इसे भड़काते हैं, क्योंकि कनेक्शन की प्रकृति आपको पूरी तरह से उजागर करने की अनुमति देती है शुद्ध रूथेनियम.

रूथेनियम ऑक्साइड 930 डिग्री से कम नहीं के तापमान पर बनता है। यह धातु के बड़प्पन को साबित करता है। यह गैर-धुंधला और गैर-संक्षारक है। तत्व को आमतौर पर निष्क्रिय माना जाता है।

यह केवल गैर-मानक परिस्थितियों में प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। सामान्य परिस्थितियों में, प्लैटिनॉइड एक्वा रेजिया में भी अघुलनशील होता है। सामग्री न केवल व्यक्तिगत एसिड और क्षार द्वारा, बल्कि उनके मिश्रण द्वारा भी ली जाती है।

44वां तत्व कम से कम 400 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर अन्य धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है। उन्हीं परिस्थितियों में क्लोरीन, नाइट्रेट तथा क्षार के साथ अभिक्रिया प्रारम्भ होती है।

रूथेनियम एक रासायनिक तत्व हैउत्प्रेरक होने में सक्षम। अर्थात्, धातु अन्य पदार्थों के बीच अभिक्रियाओं को गति या धीमा कर देती है। सच है, जड़ता के कारण, तत्व के उत्प्रेरक गुण चयनात्मक होते हैं। सुपरकंडक्टर बनने की क्षमता स्थिर है रूथेनियम गुणवत्ता. करंट का शून्य प्रतिरोध सामग्री को गर्म करने का परिणाम है।

भाप अक्सर रसायनज्ञों के लिए अध्ययन का विषय होता है। रूथेनियम-ऑस्मियम. रोडियम और लोहे के साथ तुलना करना भी दिलचस्प है। इन धातुओं के गुणों में 44वां तत्व समान है। लेकिन, रूथेनियम की एक क्षमता इसे अद्वितीय बनाती है।

प्लेटिनॉइड तुरंत 8 संयोजकताओं में हो सकता है, उन्हें लगातार बदल रहा है। संयोजकता एक परमाणु की अन्य परमाणुओं के साथ एक निश्चित संख्या में बंध बनाने की क्षमता है। यह पता चला है, रूथेनियम संलग्न करने में सक्षम हैपहली से आठवीं तक।

रूथेनियम का अनुप्रयोग

धातु में एक उज्ज्वल और सुखद नीला-भूरा स्वर होता है। तत्व महान है और ऑक्सीकरण नहीं करता है। यह आकर्षित करता है। हालांकि, शुद्ध रूथेनियम से बने कोई उत्पाद नहीं हैं। सबसे पहले, तत्व दुर्लभ है, रूस के अलावा यह केवल बोर्नियो द्वीप पर पाया गया था।

दूसरे, प्लेटिनोइड नाजुक होता है, इसलिए इसे केवल कीमती के रूप में प्रयोग किया जाता है। वे कठिन और अधिक टिकाऊ हो जाते हैं। योजक, एक नियम के रूप में, केवल प्लैटिनम मिश्र धातुओं में और केवल प्रसिद्ध ब्रांडों के उत्पादों में मौजूद है।

इसका कारण रूथेनियम की उच्च लागत और इसकी विशेष अपवर्तकता के कारण इसके साथ काम करने में कठिनाई है। दूसरी ओर, 44वें तत्व का केवल 0.1% टाइटेनियम के गहनों के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है, 1 बिंदु की ताकत या प्लैटिनम जोड़ता है।

रूथेनियम एक योजक है जो एक काला रंग प्रदान कर सकता है। अनियमित रंग का मिश्र धातु क्रोध है। वे सोने और रोडियम को काला कर देते हैं, लेकिन रूथेनियम संयुक्ताक्षर के मामले में छाया उतनी संतृप्त नहीं होती है। महंगे ठाठ के प्रेमी असामान्य गहनों के लिए अधिक भुगतान करने के लिए तैयार हैं।

रूथेनियम रंजक, अधिक सटीक रूप से, इसके यौगिकों का उपयोग कांच उद्योग में भी किया जाता था। 44वीं धातु के साथ रचनाओं को भी कुछ विशिष्ट तामचीनी में जोड़ा जाता है। यहां तक ​​​​कि फ्लोरोसेंट कोटिंग्स भी हैं। इनकी चमक केवल 44वें तत्व के यौगिकों के कारण है।

रंगों में से एक को दवा द्वारा अपनाया गया था। रूथेनियम लाल ऊतकों को उजागर करने में सक्षम है जब उनका अध्ययन किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक माइक्रोस्कोप के तहत। नवीनतम विकास ट्यूमर धुंधला हो जाना है। यह सर्जनों को हर प्रभावित कोशिका को देखने की अनुमति देता है।

डॉक्टर रूथेनियम का उपयोग न केवल प्रभावित ऊतकों की पहचान करने के साधन के रूप में करते हैं, बल्कि एक दवा के रूप में भी करते हैं। 44वें तत्व पर आधारित तैयारी तपेदिक और त्वचा को प्रभावित करने वाले कई संक्रमणों से लड़ने के लिए तैयार की गई है।

रूथेनियम मुक्तअंतरिक्ष उद्योग को नहीं बख्शा। पृथ्वी के उपग्रहों के ईंधन सेल सचमुच कीमती हैं। इनमें प्लैटिनम के साथ 44 वीं धातु का मिश्र धातु होता है।

अपवर्तकता के संदर्भ में केवल ऐसी रचना कक्षा में भार का सामना करने में सक्षम है। रूथेनियम की गर्मी के प्रतिरोध ने इसे थर्मोकपल के लिए एक कच्चा माल भी बना दिया। इनका उपयोग उच्च तापमान मापने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक्स शुद्ध का उपयोग करता है रूथेनियम सूत्र. धातु को एक पतली परत में जंग-रोधी कोटिंग के रूप में लगाया जाता है, उदाहरण के लिए, पर। स्पटरिंग उन्हें रासायनिक रूप से अभेद्य भी बनाता है और यांत्रिक पहनने को कम करता है।

रूथेनियम खनन

विश्व धातु भंडार का अनुमान केवल 5,000 टन है। वहीं, रूथेनियम बेकार है। इसका मतलब यह है कि तत्व को अलग से खनन नहीं किया जाता है, लेकिन प्लैटिनम उत्पादन के अवशेषों से अलग किया जाता है।

44 वां आवंटित करें धातुऔर परमाणु सामग्री के विखंडन के टुकड़ों से। उनमें से - प्लूटोनियम, थोरियम, यूरेनियम। जले हुए परमाणु ईंधन के अवशेषों में आप प्रति टन 250 ग्राम रूथेनियम पा सकते हैं।

फोटो मिश्र धातु से बना एक ब्रेसलेट दिखाता है, जिसमें रूथेनियम शामिल है

यदि आप न्यूट्रॉन विकिरण का सहारा लेते हैं, तो 44 वां तत्व टेक्नेटियम-99 से प्राप्त किया जा सकता है। यह धातु के परमाणु समावयवों में से एक है। रूथेनियम के निष्कर्षण के लिए कच्चे माल के रूप में, इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, क्योंकि यह स्वयं मानव जाति के लिए उपयोगी है। 99वें टेक्नेटियम को मेडिकल रेडियोआइसोटोप कहा जाता है। यह कई नैदानिक ​​प्रक्रियाओं का आधार है।

रूथेनियम कीमत

जनवरी 2016 में रूथेनियम का ग्राम 115 रूबल के बारे में पूछ रहा है। यह अलौह धातु एक्सचेंजों, विशेष रूप से लंदन स्टॉक एक्सचेंज का डेटा है। यह पता चला है कि 44 वां तत्व अन्य कीमती धातुओं की तुलना में अधिक महंगा है, लेकिन सस्ता है। तो, एक ग्राम सोने के लिए आपको 2,700 रूबल से अधिक का भुगतान करना होगा। ऑस्मियम की कीमत 1000. 300 रूबल अधिक है।

रुथेनियम की कीमतें 2008 में अपने चरम पर थीं। फिर उन्होंने 1 ग्राम के लिए 800 से अधिक रूबल मांगे। यानी पिछले 4 सालों में सेलर्स के रिक्वेस्ट्स में 25 गुना बढ़ोतरी हुई है। पिछले 20 वर्षों के व्यापार में नमूना लिया गया था। 2010 में मूल्य टैग लगभग 300 रूबल तक पहुंच गया।

बाकी समय, कीमती कच्चे माल की लागत में लगभग 100-200 रूबल का उतार-चढ़ाव रहा। फिर भी, सामग्री को शीर्ष 10 सबसे महंगी धातुओं में शामिल किया गया है, इसमें या तो 8 वें या 9 वें स्थान पर कब्जा है। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि तत्व मुख्य रूप से उद्योगपतियों द्वारा खरीदा जाता है, तो उनके आदेशों की मात्रा की गणना ग्राम से दूर और सैकड़ों रूबल से की जाती है।

सर्गेवा एकातेरिना

रूथेनियम और उसके गुणों की खोज का इतिहास।

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पूर्वावलोकन:

"कज़ान रासायनिक तत्व (रूथेनियम)"

सर्गेवा एकातेरिना युरेवना

राज्य स्वायत्त शैक्षिक संस्थान "चिस्टोपोल पॉलिटेक्निक कॉलेज"

प्रमुख इओनीचेवा ए.एल.

टिप्पणी

इस काम में, मुझे रासायनिक तत्व रूथेनियम की खोज, गुणों और संभावित अनुप्रयोगों के इतिहास में दिलचस्पी थी, जिसे कार्ल कार्लोविच क्लॉस ने कज़ान विश्वविद्यालय की रासायनिक प्रयोगशाला में खोजा था और इसे कज़ान रासायनिक तत्व कहा जा सकता है। 2011 को यूनेस्को द्वारा रसायन विज्ञान वर्ष के रूप में घोषित किया गया था, कज़ान और तातारस्तान गणराज्य के छात्रों को कज़ान शहर के 1000 से अधिक वर्षों के इतिहास में इस स्पष्ट रूप से उत्कृष्ट घटना को याद रखना चाहिए।तथा रूस में एकमात्र व्यक्ति, केके क्लॉस, जिन्होंने एक प्राकृतिक रासायनिक तत्व की खोज की, खासकर जब से उन्हें कज़ान केमिकल स्कूल के संस्थापकों में से एक माना जाता है।

यह विषय हमें रुचिकर और प्रासंगिक इसलिए भी लगा क्योंकि

रूथेनियम प्लैटिनम धातुओं के प्रतिनिधियों में से एक है, लेकिन खोजा जाने वाला अंतिम था। रूथेनियम की खोज ने बड़ी मुश्किलें पेश कीं।

क्लॉस के समय प्लैटिनम समूह के एक नए तत्व - रूथेनियम की खोज करने के लिए, किसी के पास अवलोकन, अंतर्दृष्टि, परिश्रम, दृढ़ता और सूक्ष्म प्रयोगात्मक कला की असाधारण शक्तियां होनी चाहिए। ये सभी गुण उच्च स्तर पर क्लॉस के पास थे, जो तत्कालीन युवा कज़ान विश्वविद्यालय में रासायनिक विज्ञान के पहले शानदार प्रतिनिधियों में से एक थे।

समस्या का अध्ययन करते हुए, हमने इंटरनेट संसाधन की सामग्री का उपयोग किया: द वर्ल्ड ऑफ़ केमिस्ट्री वेबसाइट, विक्षनरी, पॉपुलर लाइब्रेरी ऑफ़ केमिकल एलिमेंट्स, नौका पब्लिशिंग हाउस, 2011।

प्राकृतिक विज्ञान के सप्ताह के दौरान, हमने (अन्य घटनाओं के बीच) एक वैज्ञानिक और व्यावहारिक सम्मेलन आयोजित किया: "महान रसायनज्ञ और उनकी खोज", जिसमें शोध पत्र और कई प्रस्तुतियाँ प्रस्तुत की गईं, जो शिक्षकों के काम में एक अच्छी मदद बन गईं। और रसायन विज्ञान और अन्य प्राकृतिक विषयों के अध्ययन में छात्रों की रुचि।

कज़ान रासायनिक तत्व (रूथेनियम)

"क्लॉस के समय में प्लेटिनम समूह के एक नए तत्व - रूथेनियम की खोज करने के लिए, किसी के पास अवलोकन, अंतर्दृष्टि, परिश्रम, दृढ़ता और सूक्ष्म प्रयोगात्मक कला की अत्यधिक शक्तियां होनी चाहिए। ये सभी गुण तत्कालीन युवा कज़ान विश्वविद्यालय के रासायनिक विज्ञान के पहले शानदार प्रतिनिधियों में से एक क्लॉस के पास अत्यधिक थे।

शिक्षाविद ए.ई. अर्बुज़ोव

रूथेनियम की खोज का इतिहास

रुथेनियम रूसी रसायनज्ञ कार्ल कार्लोविच क्लॉस द्वारा खोजा गया पहला रासायनिक तत्व है। प्लेटिनम धातुओं के प्रतिनिधि रूथेनियम को उनमें से सबसे अंत में खोजा गया था।

A. Snyadetsky, a Pole by Nationality, और रूसी वैज्ञानिक K.K. क्लॉस। वैज्ञानिक को ई.एफ. कांकरीन, जो उस समय वित्त मंत्री थे

के.के. क्लॉज

इसके बाद उन्होंने क्लॉस को कच्चे प्लैटिनम के अवशेष प्रदान किए, जिससे वैज्ञानिक ने प्लैटिनम, साथ ही अन्य धातुओं को अलग किया: रोडियम, पैलेडियम, इरिडियम और ऑस्मियम। इन धातुओं के अलावा, उन्होंने दूसरों के मिश्रण को भी अलग किया, जिसमें क्लॉस के अनुसार, एक नया, अभी भी अज्ञात पदार्थ होना चाहिए था। रसायनज्ञ ने जी.वी. के प्रयोगों को दोहराया। ओज़ेन, और फिर, प्रयोग के लिए अपनी योजना विकसित करने के बाद, एक नया रासायनिक तत्व, रूथेनियम प्राप्त हुआ। और फिर से उसने आई. बर्ज़ेलियस को एक पत्र भेजा, लेकिन वह, पहली बार की तरह, क्लॉस के तर्कों से सहमत नहीं था। लेकिन रूसी रसायनज्ञ ने बर्ज़ेलियस के तर्कों पर ध्यान नहीं दिया और साबित कर दिया कि उन्होंने प्लैटिनम समूह के एक नए रासायनिक तत्व की खोज की है। और 1845 में, बर्ज़ेलियस ने रूथेनियम की खोज को मान्यता दी।

एक रासायनिक तत्व का नाम रूस के नाम पर रखा गया है (रूस का लैटिन नाम रूथेनिया है)

वित्त मंत्रालय के अनुरोध पर, 1841 में कज़ान विश्वविद्यालय के प्रोफेसर कार्ल कार्लोविच क्लॉस ने प्लैटिनम को पूरी तरह से निकालने के लिए सेंट पीटर्सबर्ग टकसाल में जमा प्लैटिनम अयस्कों के अवशेषों को संसाधित करने का एक तरीका खोजना शुरू किया। एक साल पहले, रेक्टर लोबाचेवस्की के प्रयासों से, रासायनिक प्रयोगशाला के लिए सबसे आधुनिक उपकरणों से लैस एक विशाल तहखाने के साथ एक अलग दो मंजिला इमारत बनाई गई थी।

क्लॉस ने प्लेटिनम अयस्क के अवशेषों की संरचना की स्थापना की और शुद्ध प्लैटिनम धातुओं को अलग करने और प्राप्त करने के तरीकों को विकसित किया। उस समय के ज्ञान के स्तर को देखते हुए क्लॉस को असाधारण प्रयोगात्मक कठिनाइयों को दूर करना पड़ा। इसके अलावा, काम स्वास्थ्य के लिए खतरनाक था, क्योंकि अयस्कों के प्रसंस्करण के दौरान बेहद जहरीले पदार्थ बनते थे।

पृथक घटकों के बीच, क्लॉस ने पहले से अज्ञात धातु की खोज की। उन्होंने धातु और उसके यौगिकों दोनों के गुणों का अध्ययन किया, इसके परमाणु भार को बहुत सावधानी से निर्धारित किया, इसके अलगाव और शुद्धिकरण के लिए एक विधि तैयार की। 1844 में, क्लॉस ने रूस के बाद नए रासायनिक तत्व रूथेनियम का नामकरण करते हुए अपने परिणाम प्रकाशित किए। सबसे पहले, विश्व वैज्ञानिक समुदाय ने इस खोज को संदेह के साथ स्वीकार किया, तब से कई तत्वों को गलती से "खोज" किया गया था।

केवल 1846 में, जब क्लॉस ने रूथेनियम के आगे के अध्ययन पर एक नया काम प्रकाशित किया, तो उनकी खोज को सार्वभौमिक मान्यता मिली। जल्द ही कज़ान के प्रोफेसर को प्लैटिनम धातुओं के क्षेत्र में शोध के लिए रूसी विज्ञान अकादमी द्वारा डेमिडोव पुरस्कार से सम्मानित किया गया। उस समय इसका 10,000 रूबल का मूल्य वर्तमान नोबेल पुरस्कार से बहुत बड़ा था।

कज़ान विश्वविद्यालय की रासायनिक प्रयोगशाला, जहाँ क्लाउस ने 1842 में काम किया था। सौ साल बाद, भविष्य के कुरचटोव संस्थान ने इस कमरे में अपना काम शुरू किया।

रूथेनियम प्राप्त करना

प्लेटिनम धातुओं को अलग करना और उन्हें उनके शुद्ध रूप में प्राप्त करना एक बहुत ही कठिन कार्य है जिसके लिए बहुत अधिक श्रम, समय, महंगे अभिकर्मकों और उच्च कौशल की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, कॉपर-निकल सल्फाइड अयस्क प्लैटिनम धातु प्राप्त करने का मुख्य स्रोत हैं। उनके जटिल प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, तथाकथित "खुरदरी" धातुओं को पिघलाया जाता है - दूषित निकल और तांबा। उनके इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन के दौरान, उत्कृष्ट धातुएं एनोड कीचड़ के रूप में जमा हो जाती हैं, जिसे शोधन के लिए भेजा जाता है।

इसके निष्कर्षण के लिए रूथेनियम का एक महत्वपूर्ण स्रोत परमाणु सामग्री (प्लूटोनियम, यूरेनियम, थोरियम) के विखंडन के टुकड़ों से इसका अलगाव है, जहां इसकी सामग्री 250 ग्राम प्रति टन "जले" परमाणु ईंधन तक पहुंचती है।

रूथेनियम के भौतिक गुण।

अपवर्तकता (टीमेल्ट 2250 डिग्री सेल्सियस) के संदर्भ में, रूथेनियम केवल कई तत्वों से नीच है - रेनियम, ऑस्मियम, टंगस्टन।

रूथेनियम के सबसे मूल्यवान गुण अपवर्तकता, कठोरता, रासायनिक प्रतिरोध और कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने की क्षमता है। संयोजकता 3+, 4+ और 8+ वाले यौगिक सबसे विशिष्ट हैं। यह जटिल यौगिक बनाने की प्रवृत्ति रखता है। इसका उपयोग उत्प्रेरक के रूप में, प्लैटिनम धातुओं के साथ मिश्र धातुओं में, तेज युक्तियों के लिए सामग्री के रूप में, संपर्कों, इलेक्ट्रोड और गहनों में किया जाता है।

रूथेनियम के रासायनिक गुण।

रूथेनियम और ऑस्मियम भंगुर और बहुत कठोर होते हैं। ऑक्सीजन और मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों की क्रिया के तहत, वे RuO4 और OsO4 ऑक्साइड बनाते हैं। ये कम पिघलने वाले पीले क्रिस्टल हैं। दोनों यौगिकों के वाष्पों में तेज, अप्रिय गंध होती है और अत्यधिक जहरीले होते हैं। दोनों यौगिक आसानी से ऑक्सीजन छोड़ देते हैं, RuO2 और OsO2 या धातुओं तक कम हो जाते हैं। क्षार के साथ RuO4 लवण (रूथेनेट) देता है। रूथेनियम अनुसंधान आज रसायनज्ञों के लिए तीन चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है:

टास्क नंबर 1: रूथेनियम से कैसे छुटकारा पाएं?

रूथेनियम में कई मूल्यवान और दिलचस्प गुण हैं। कई यांत्रिक, विद्युत और रासायनिक विशेषताओं में, यह कई धातुओं और यहां तक ​​कि प्लैटिनम और सोने के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है। हालांकि, इन धातुओं के विपरीत, रूथेनियम बहुत भंगुर होता है, और इसलिए अभी तक इससे कोई उत्पाद बनाना संभव नहीं हो पाया है। परमाणु प्रौद्योगिकी द्वारा वैज्ञानिकों के सामने टास्क नंबर 1 निर्धारित किया गया है।

रूथेनियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक प्रकृति में मौजूद नहीं हैं, लेकिन वे परमाणु बम विस्फोटों के दौरान परमाणु ऊर्जा संयंत्रों, पनडुब्बियों, जहाजों के रिएक्टरों में यूरेनियम और प्लूटोनियम नाभिक के विखंडन के परिणामस्वरूप बनते हैं। सैद्धान्तिक दृष्टि से यह तथ्य निश्चय ही रोचक है। यहां तक ​​​​कि इसमें एक विशेष "उत्साह" भी है: कीमियागर का सपना सच हो गया - आधार धातु एक महान में बदल गई। दरअसल, प्लूटोनियम उत्पादन सुविधाएं आज दसियों किलोग्राम महान धातु रूथेनियम को फेंक देती हैं। लेकिन इस प्रक्रिया से परमाणु प्रौद्योगिकी को होने वाले व्यावहारिक नुकसान का भुगतान नहीं किया जाता, भले ही परमाणु रिएक्टरों में उत्पादित सभी रूथेनियम का अच्छा उपयोग किया जा सके।

रूथेनियम इतना हानिकारक क्यों है?

परमाणु ईंधन के मुख्य लाभों में से एक इसकी प्रजनन क्षमता है। जैसा कि ज्ञात है, जब परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम ब्लॉक "जलते" हैं, तो एक नया परमाणु ईंधन बनता है - प्लूटोनियम। इसी समय, "राख" भी बनता है - यूरेनियम नाभिक के विखंडन के टुकड़े, जिसमें रूथेनियम समस्थानिक शामिल हैं। बेशक, ऐश को हटाना होगा।

रूथेनियम धीरे-धीरे मिट्टी में पलायन करना शुरू कर देता है, जिससे जलाशय से बड़ी दूरी पर रेडियोधर्मी संदूषण का खतरा पैदा हो जाता है। ऐसा ही तब होता है जब खदानों में टुकड़े बहुत गहराई में दबे होते हैं। रेडियोधर्मी रूथेनियम, जो (पानी में घुलनशील नाइट्रोसो यौगिकों के रूप में) अत्यंत गतिशील है, या, अधिक सही ढंग से, प्रवासी, भूजल के साथ बहुत दूर जा सकता है।

कई देशों में भौतिक विज्ञानी, रसायनज्ञ, प्रौद्योगिकीविद और विशेष रूप से रेडियोकेमिस्ट रेडियोधर्मी रूथेनियम के खिलाफ लड़ाई पर अधिक ध्यान देते हैं। जिनेवा में परमाणु ऊर्जा के शांतिपूर्ण उपयोग पर I और II अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलनों में इस समस्या के लिए कई रिपोर्ट समर्पित की गईं। हालांकि, रूथेनियम के खिलाफ लड़ाई को सफलतापूर्वक पूरा करने पर विचार करने के लिए अभी भी कोई आधार नहीं है, और, जाहिर है, रसायनज्ञों को बहुत अधिक काम करना होगा ताकि इस समस्या को अंतिम रूप से हल की श्रेणी में स्थानांतरित किया जा सके।

टास्क नंबर 2: रूथेनियम और उसके यौगिकों के रसायन विज्ञान का आगे का अध्ययन।

समस्या नंबर 1 की असाधारण तात्कालिकता शोधकर्ताओं को रूथेनियम और इसके यौगिकों के रसायन विज्ञान में और अधिक गहराई तक ले जाती है।

रूथेनियम एक दुर्लभ और बहुत ही सूक्ष्म तत्व है। एकमात्र ज्ञात खनिज जो प्राकृतिक परिस्थितियों में बनता है। यह है लॉराइट RuS 2 - एक बहुत ही ठोस, भारी काला पदार्थ जो प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ है। कुछ अन्य प्राकृतिक यौगिकों में, रूथेनियम सिर्फ एक आइसोमॉर्फिक अशुद्धता है, जिसकी मात्रा, एक नियम के रूप में, प्रतिशत के दसवें हिस्से से अधिक नहीं होती है। रूथेनियम यौगिकों की छोटी अशुद्धियाँ कैनेडियन सेडबरी जमा के तांबा-निकल अयस्कों में और फिर अन्य खानों में पाई गईं।

रूथेनियम के सबसे उल्लेखनीय रासायनिक गुणों में से एक इसकी कई वैलेंस अवस्थाएं हैं। रूथेनियम के एक वैलेंस राज्य से दूसरे में संक्रमण की आसानी और इन राज्यों की प्रचुरता से रूथेनियम की रसायन शास्त्र की अत्यधिक जटिलता और मौलिकता होती है, जो अभी भी कई सफेद धब्बे में होती है।

सोवियत वैज्ञानिक सर्गेई मिखाइलोविच स्ट्रोस्टिन ने अपना पूरा जीवन रूथेनियम और उसके यौगिकों के रसायन विज्ञान का अध्ययन करने के लिए समर्पित कर दिया। यह वह था जिसने स्थापित किया था कि प्लूटोनियम और यूरेनियम से रूथेनियम को अलग करने में उत्पन्न होने वाली भारी कठिनाइयाँ रूथेनियम नाइट्रोसो कॉम्प्लेक्स के गठन और गुणों से जुड़ी हैं।

कुछ वैज्ञानिकों का सुझाव है कि रूथेनियम नाइट्रोसो कॉम्प्लेक्स के आधार पर अकार्बनिक पॉलिमर को अलग करना भी संभव होगा।

कई दशक पहले, रूथेनियम कॉम्प्लेक्स ने रसायन विज्ञान के सिद्धांत को एक महत्वपूर्ण सेवा प्रदान की, एक उत्कृष्ट मॉडल बन गया जिसके साथ वर्नर ने अपना प्रसिद्ध समन्वय सिद्धांत बनाया। संभवतः, रूथेनियम के बहुलक यौगिक अकार्बनिक पॉलिमर के सिद्धांत को बनाने के लिए एक मॉडल के रूप में भी काम करेंगे।

चुनौती #3: रूथेनियम का उपयोग करना

रूथेनियम का उपयोग कहाँ किया जाता है और इसके उपयोग की क्या संभावनाएँ हैं?

प्लैटिनम और पैलेडियम की तरह रूथेनियम में उत्प्रेरक गुण होते हैं, लेकिन अक्सर अधिक चयनात्मकता और चयनात्मकता में उनसे भिन्न होता है। रूथेनियम धातु और इसकी मिश्र धातुओं का उपयोग विषम उत्प्रेरण में किया जाता है। अत्यधिक विकसित सतहों के साथ विभिन्न समर्थनों पर रूथेनियम जमा करके सबसे कुशल उत्प्रेरक प्राप्त किए जाते हैं। कई मामलों में, इसकी उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ाने के लिए प्लैटिनम के साथ इसका उपयोग किया जाता है। रोडियम, रूथेनियम और प्लैटिनम का एक मिश्र धातु नाइट्रिक एसिड के उत्पादन में अमोनिया के ऑक्सीकरण को तेज करता है। रूथेनियम का उपयोग अमोनिया और मीथेन से हाइड्रोसायनिक एसिड के संश्लेषण के लिए, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड से संतृप्त हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए किया जाता है। रूथेनियम उत्प्रेरक पर एथिलीन के पोलीमराइजेशन की एक विधि का विदेश में पेटेंट कराया गया है।

रूथेनियम उत्प्रेरक सेल्युलोज से ग्लिसरॉल और अन्य पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल प्राप्त करने की प्रतिक्रिया के लिए इसके हाइड्रोजनीकरण द्वारा महत्वपूर्ण हो गए हैं।

रूथेनियम ऑर्गोमेटेलिक यौगिकों का उपयोग विभिन्न हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए सजातीय उत्प्रेरण में किया जाता है, और चयनात्मकता और उत्प्रेरक गतिविधि में वे मान्यता प्राप्त रोडियम-आधारित उत्प्रेरक से नीच नहीं हैं।

रूथेनियम उत्प्रेरक का मुख्य लाभ इसकी उच्च चयनात्मकता है। यह वह है जो रसायनज्ञों को विभिन्न प्रकार के कार्बनिक और अकार्बनिक उत्पादों के संश्लेषण के लिए रूथेनियम का उपयोग करने की अनुमति देता है। रूथेनियम-उत्प्रेरक प्लैटिनम, इरिडियम और रोडियम के साथ गंभीरता से प्रतिस्पर्धा करना शुरू कर देता है।

धातु विज्ञान में तत्व संख्या 44 की संभावना कुछ कम है, लेकिन इसका उपयोग इस उद्योग में भी किया जाता है। रूथेनियम के छोटे जोड़ आम तौर पर मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध, शक्ति और कठोरता को बढ़ाते हैं। सबसे अधिक बार, इसे धातुओं में पेश किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और रेडियो उपकरण के लिए संपर्क बनाए जाते हैं। रूथेनियम और प्लैटिनम के एक मिश्र धातु ने कुछ अमेरिकी कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के ईंधन कोशिकाओं में आवेदन पाया है। लैंथेनम, सेरियम, स्कैंडियम, येट्रियम के साथ रूथेनियम के मिश्र में अतिचालकता होती है। इरिडियम और रूथेनियम के मिश्र धातु से बने थर्मोकपल आपको उच्चतम तापमान मापने की अनुमति देते हैं।

विभिन्न सामग्रियों और उत्पादों पर एक पतली परत (फिल्म) के रूप में जमा रूथेनियम कोटिंग्स के उपयोग से भी बहुत कुछ की उम्मीद की जा सकती है। इस तरह की फिल्म उत्पादों के गुणों और गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से बदल देती है, उनके रासायनिक और यांत्रिक प्रतिरोध को बढ़ाती है, उन्हें संक्षारण प्रतिरोधी बनाती है, नाटकीय रूप से उनके विद्युत गुणों में सुधार करती है, आदि। हाल के वर्षों में इलेक्ट्रॉनिक्स, रेडियो और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, रासायनिक उद्योग और गहनों में भी विभिन्न क्षेत्रों में रूथेनियम सहित महान धातुओं से बने पतले कोटिंग्स तेजी से महत्वपूर्ण हो गए हैं।

धातु रूथेनियम की एक दिलचस्प संपत्ति - हाइड्रोजन को अवशोषित करने और पारित करने के लिए - गैसों के मिश्रण से हाइड्रोजन निकालने और अल्ट्राप्योर हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है।

कई रूथेनियम यौगिकों में उपयोगी गुण होते हैं। उनमें से कुछ का उपयोग कांच में योजक के रूप में और तामचीनी स्थायी रंगों के रूप में किया जाता है; रूथेनियम क्लोराइड, उदाहरण के लिए, ल्यूमिनॉल के ल्यूमिनेसिसेंस को बढ़ाते हैं, रूथेनियम पॉलीमाइन में फ्लोरोसेंट गुण होते हैं, Na2 2H2O नमक एक पीजोइलेक्ट्रिक है, RuO4 सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। कई रूथेनियम यौगिक जैविक रूप से सक्रिय हैं।

"अनन्त" कलम

फाउंटेन पेन की निब लगातार कागज के खिलाफ रगड़ती है और इसलिए पीस जाती है। पेन को सही मायने में "अनन्त" बनाने के लिए, टिप पर सोल्डरिंग की जाती है। "अनन्त" पंखों को टांका लगाने के लिए कुछ मिश्र धातुओं में रूथेनियम शामिल है। इसके अलावा, इन मिश्र धातुओं में टंगस्टन, कोबाल्ट, बोरॉन होता है।

रूथेनियम का उपयोग कंपास सुइयों को असर करने के लिए मिश्र धातुओं के निर्माण में भी किया जाता है। इन मिश्र धातुओं को कठोर, मजबूत और लचीला होना चाहिए। प्राकृतिक खनिजों में से, बहुत दुर्लभ ऑस्मियम इरिडियम में ऐसे गुण होते हैं। ऑस्मियम और इरिडियम, और कभी-कभी अन्य धातुओं के साथ कंपास सुइयों के लिए कृत्रिम सामग्री में तत्व संख्या 44 - रूथेनियम शामिल है।

एक संपर्क है!

तांबे का उपयोग लंबे समय से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में संपर्कों के लिए किया जाता रहा है। यह उच्च धाराओं के संचरण के लिए एक आदर्श सामग्री है। क्या होगा यदि एक निश्चित समय के बाद संपर्कों को कॉपर ऑक्साइड से ढक दिया जाए? उन्हें सैंडपेपर से रगड़ा जा सकता है और वे नए की तरह फिर से चमकेंगे। एक और बात लो-करंट टेक्नोलॉजी में है। यहां, संपर्क पर कोई भी ऑक्साइड फिल्म पूरे सिस्टम के संचालन को बाधित कर सकती है। इसलिए, कम धाराओं के संपर्क पैलेडियम या सिल्वर-पैलेडियम मिश्र धातु से बने होते हैं। लेकिन इन सामग्रियों में पर्याप्त यांत्रिक शक्ति नहीं होती है। मिश्र धातुओं में थोड़ी मात्रा में रूथेनियम (1 ... 5%) मिलाने से संपर्कों को कठोरता और मजबूती मिलती है। वही फिसलने वाले संपर्कों पर लागू होता है, जिन्हें घर्षण का अच्छी तरह से विरोध करना चाहिए।

रूथेनियम लाल।

यह एक अकार्बनिक डाई का नाम है, जो रूथेनियम का एक जटिल अमोनियम क्लोराइड है। रूथेनियम रेड का उपयोग शरीर रचना विज्ञान और ऊतक विज्ञान (जीवित ऊतकों का विज्ञान) में अध्ययन में किया जाता है। इस डाई का एक घोल, जब 1:5000 को पतला किया जाता है, तो पेक्टिन पदार्थों और कुछ कपड़ों को गुलाबी और लाल रंग में रंग देता है। इसके लिए धन्यवाद, शोधकर्ता इन पदार्थों को दूसरों से अलग करने और माइक्रोस्कोप के तहत देखे गए अनुभाग का बेहतर विश्लेषण करने में सक्षम है।

ग्राफीन उगाने के लिए रूथेनियम का अनुप्रयोग।

ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी (यूएसए) के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि आरयू (0001) सतह पर ग्रैफेन के एपिटैक्सियल विकास के दौरान, मैक्रोस्कोपिक ग्रैफेन क्षेत्र बनते हैं। इस मामले में, विकास परत दर परत आगे बढ़ता है, और यद्यपि पहली परत दृढ़ता से सब्सट्रेट से जुड़ी होती है, दूसरी परत व्यावहारिक रूप से इसके साथ बातचीत नहीं करती है और ग्राफीन के सभी अद्वितीय गुणों को बरकरार रखती है।
संश्लेषण इस तथ्य पर आधारित है कि रूथेनियम में कार्बन की घुलनशीलता तापमान पर दृढ़ता से निर्भर करती है। 1150 डिग्री सेल्सियस पर, रूथेनियम कार्बन से संतृप्त होता है, और जब तापमान 825 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है, तो कार्बन सतह पर आ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 100 माइक्रोन से बड़े ग्रेफीन द्वीप बनते हैं। द्वीप बढ़ते और एकजुट होते हैं, जिसके बाद दूसरी परत का विकास शुरू होता है।

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कज़ान रासायनिक तत्व - रूथेनियम।

कार्य का उद्देश्य: रूथेनियम की खोज के इतिहास का पता लगाने के लिए गुण और तत्व के आवेदन के मुख्य क्षेत्रों का अध्ययन करने के लिए

रुथेनियम रूसी रसायनज्ञ कार्ल कार्लोविच क्लॉस द्वारा खोजा गया पहला रासायनिक तत्व है। प्लेटिनम धातुओं के प्रतिनिधि रूथेनियम को उनमें से सबसे अंत में खोजा गया था। के.के. क्लॉज

कज़ान विश्वविद्यालय की रासायनिक प्रयोगशाला, जहाँ क्लाउस ने 1842 में काम किया था। सौ साल बाद, इस कमरे में, भविष्य के कुरचटोव संस्थान ने अपना काम शुरू किया।

रूथेनियम (लैट। रूथेनियम), आरयू, मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह आठवीं का एक रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 44, परमाणु द्रव्यमान 101.07; प्लेटिनम धातुओं में से एक। एक रासायनिक तत्व का नाम रूस के नाम पर रखा गया है (रूस का लैटिन नाम रूथेनिया है)

रूथेनियम सभी प्लैटिनम समूह धातुओं में सबसे हल्का और सबसे कम "महान" है। यह शायद सबसे अधिक "बहुसंयोजी" तत्व है (नौ संयोजकता राज्य ज्ञात हैं)। आधी सदी से अधिक के शोध इतिहास के बावजूद, यह आज भी आधुनिक रसायनज्ञों के लिए कई प्रश्न और समस्याएं रखता है। तो एक रासायनिक तत्व के रूप में रूथेनियम क्या है? आरंभ करने के लिए, इतिहास में एक संक्षिप्त विषयांतर।

रहस्यमय और समृद्ध

रूथेनियम की खोज का नाम और इतिहास रूस के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। XΙX सदी की शुरुआत में, विश्व समुदाय इस खबर से उत्साहित और चिंतित था कि रूसी साम्राज्य में प्लैटिनम के सबसे अमीर भंडार की खोज की गई थी। ऐसी अफवाहें थीं कि उरल्स में इस कीमती धातु का निष्कर्षण एक साधारण फावड़े से किया जा सकता है। समृद्ध जमा की खोज के तथ्य की पुष्टि जल्द ही इस तथ्य से हुई कि रूस के वित्त मंत्री ई.एफ. कांकरिन ने प्लैटिनम से सेंट पीटर्सबर्ग टकसाल में सिक्कों की ढलाई पर सर्वोच्च डिक्री भेजी। बाद के वर्षों में, लगभग डेढ़ मिलियन सिक्के (3.6 और 12 रूबल) प्रचलन में आए, जिसके उत्पादन के लिए 20 टन कीमती धातु खर्च की गई।

"डिस्कवरी" ओज़ान

Derpt-Yuryevsky (अब टार्टू) विश्वविद्यालय के प्रोफेसर गॉटफ्राइड ओज़ान ने यूराल कीमती अयस्क की संरचना का अध्ययन किया। वह इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि प्लैटिनम तीन अज्ञात धातुओं के साथ है - बहुपद, बहुपद और रूथेनियम - जिनके नाम ओज़ान ने स्वयं दिए थे। वैसे, उन्होंने रूस के सम्मान में तीसरा नाम दिया (लैटिन रूथेनिया से)।

सबसे आधिकारिक स्वीडिश रसायनज्ञ जेन्स बर्ज़ेलियस के नेतृत्व में पूरे यूरोप में ओज़ेन के सहयोगी प्रोफेसर की रिपोर्ट के बहुत आलोचक थे। खुद को सही ठहराने के प्रयास में, वैज्ञानिक ने अपने प्रयोगों की एक श्रृंखला दोहराई, लेकिन पिछले परिणाम प्राप्त नहीं किए जा सके।

दो दशक बाद, रसायन विज्ञान के प्रोफेसर कार्ल कार्लोविच क्लॉस (कज़ान विश्वविद्यालय) को ओज़ान के काम में दिलचस्पी हो गई। उन्होंने पुन: परीक्षा के लिए टकसाल की प्रयोगशाला से कई पाउंड बचे हुए सिक्का उत्पादन प्राप्त करने के लिए ट्रेजरी के सचिव से अनुमति प्राप्त की।

रूसी शिक्षाविद ए.ई. अर्बुज़ोव ने अपने लेखन में उल्लेख किया है कि उन दिनों में एक नए तत्व की खोज करने के लिए, एक रसायनज्ञ को अत्यधिक परिश्रम और दृढ़ता, अवलोकन और अंतर्दृष्टि की आवश्यकता होती है, और सबसे महत्वपूर्ण, एक सूक्ष्म प्रयोगात्मक स्वभाव। उपरोक्त सभी गुण युवा कार्ल क्लाउस में उच्चतम स्तर तक निहित थे।

वैज्ञानिक के शोध का व्यावहारिक महत्व भी था - अयस्क के अवशेषों से शुद्ध प्लैटिनम का अतिरिक्त निष्कर्षण। प्रयोग के लिए अपनी स्वयं की योजना विकसित करने के बाद, क्लॉस ने अयस्क सामग्री को साल्टपीटर और निकाले गए घुलनशील तत्वों के साथ जोड़ा: ऑस्मियम, इरिडियम, पैलेडियम। अघुलनशील हिस्सा केंद्रित एसिड ("एक्वा रेजिया") और आसवन के मिश्रण के संपर्क में था। लोहे के हाइड्रॉक्साइड के अवक्षेप में, उसने एक अज्ञात धातु की उपस्थिति की खोज की और इसे पहले सल्फाइड के रूप में अलग किया, और फिर शुद्ध रूप में (लगभग 6 ग्राम)। प्रोफेसर ने ओज़ान द्वारा प्रस्तावित नाम को तत्व - रूथेनियम के लिए बरकरार रखा।

खोजें और साबित करें

लेकिन जैसा कि यह निकला, रासायनिक तत्व रूथेनियम की खोज की कहानी अभी शुरू हो रही थी। 1844 में अध्ययन के परिणामों के प्रकाशन के बाद, क्लॉज पर आलोचनाओं की बौछार हो गई। अज्ञात कज़ान वैज्ञानिक के निष्कर्ष दुनिया के सबसे बड़े रसायनज्ञों द्वारा संदेहपूर्वक प्राप्त किए गए थे। यहां तक ​​कि बर्जेलियस को नए तत्व का नमूना भेजने से भी स्थिति नहीं बची। स्वीडिश मास्टर के अनुसार, क्लॉस का रूथेनियम केवल "अशुद्ध इरिडियम का एक नमूना" था।

एक विश्लेषणात्मक रसायनज्ञ और प्रयोगकर्ता के रूप में कार्ल कार्लोविच के केवल उत्कृष्ट गुणों और अतिरिक्त अध्ययनों की एक श्रृंखला ने वैज्ञानिक को अपना मामला साबित करने की अनुमति दी। 1846 में, इस खोज को आधिकारिक मान्यता और पुष्टि मिली। अपने काम के लिए, क्लॉस को 10 हजार रूबल की राशि में रूसी विज्ञान अकादमी के डेमिडोव पुरस्कार से सम्मानित किया गया। कज़ान प्रोफेसर की प्रतिभा और दृढ़ता के लिए धन्यवाद, रूथेनियम प्लैटिनोइड्स के रैंक में शामिल हो गया - रूस में खोजा गया पहला तत्व (और आज, दुर्भाग्य से, रूसी रासायनिक स्कूल में से केवल एक)।

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उपयोग के क्षेत्र

यद्यपि रूथेनियम में महान धातु के सभी गुण पूरी तरह से मौजूद हैं, लेकिन आभूषण उद्योग में तत्व को व्यापक वितरण नहीं मिला है। इसका उपयोग केवल मिश्र धातुओं को मजबूत करने और महंगे गहनों को अधिक टिकाऊ बनाने के लिए किया जाता है।

रूथेनियम की खपत की मात्रा के संदर्भ में, औद्योगिक क्षेत्रों को निम्नलिखित क्रम में व्यवस्थित किया गया है:

1. इलेक्ट्रोनिक।
2. विद्युत रासायनिक।
3. रासायनिक।

तत्व के उत्प्रेरक गुण बहुत मांग में हैं। इसका उपयोग हाइड्रोसायनिक और नाइट्रिक एसिड के संश्लेषण में, संतृप्त हाइड्रोकार्बन, ग्लिसरीन के उत्पादन और एथिलीन के पोलीमराइजेशन में किया जाता है। धातुकर्म उद्योग में, मिश्र धातु, रासायनिक और यांत्रिक प्रतिरोध को शक्ति प्रदान करने के लिए, जंग-रोधी गुणों को बढ़ाने के लिए रूथेनियम एडिटिव्स का उपयोग किया जाता है। रूथेनियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक अक्सर वैज्ञानिकों को उनके शोध में मदद करते हैं।

तत्व के कई यौगिकों ने भी अच्छे ऑक्सीकारक और रंजक के रूप में आवेदन पाया है। विशेष रूप से, क्लोराइड का उपयोग ल्यूमिनेसेंस को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

जैविक महत्व

रूथेनियम में जीवित ऊतकों, मुख्य रूप से मांसपेशी ऊतक (प्लैटिनम समूह की एकमात्र धातु) की कोशिकाओं में जमा होने की क्षमता होती है। यह एलर्जी प्रतिक्रियाओं के विकास को भड़का सकता है, आंखों के श्लेष्म झिल्ली और ऊपरी श्वसन पथ पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है।

चिकित्सा में, प्रभावित ऊतकों को पहचानने के साधन के रूप में महान धातु का उपयोग किया जाता है। इस पर आधारित दवाओं का उपयोग तपेदिक और मानव त्वचा को प्रभावित करने वाले विभिन्न संक्रमणों के इलाज के लिए किया जाता है। इस कारण से, मानव शरीर में नाइट्रेट्स की अत्यधिक सांद्रता (उच्च रक्तचाप, गठिया, सेप्टिक शॉक और मिर्गी) से जुड़े रोगों के खिलाफ लड़ाई में स्थिर नाइट्रोसो कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए रूथेनियम की क्षमता का उपयोग करना बहुत आशाजनक लगता है।

दोषी कौन?

हाल ही में, पश्चिमी यूरोपीय वैज्ञानिकों ने एक संदेश के साथ जनता को गंभीर रूप से परेशान किया है कि रूथेनियम आरयू 106 के रेडियोधर्मी आइसोटोप की सामग्री महाद्वीप पर बढ़ रही है। विशेषज्ञ पूरी तरह से वातावरण में इसके आत्म-गठन को बाहर करते हैं। साथ ही एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र से एक आकस्मिक रिहाई, तब से सीज़ियम और आयोडीन के रेडियोन्यूक्लाइड आवश्यक रूप से हवा में मौजूद होंगे, जिसकी पुष्टि प्रायोगिक डेटा से नहीं होती है। किसी भी रेडियोधर्मी तत्व की तरह मानव शरीर पर इस आइसोटोप के प्रभाव से ऊतकों और अंगों का विकिरण होता है, कैंसर का विकास होता है। प्रदूषण के संभावित स्रोत, पश्चिमी मीडिया के अनुसार, रूस, यूक्रेन या कजाकिस्तान के क्षेत्र में स्थित हैं।

जवाब में, रोसाटॉम के संचार विभाग के एक प्रतिनिधि ने कहा कि राज्य निगम के सभी उद्यम काम करते हैं और सामान्य मोड में काम कर रहे हैं। अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी (IAEA) ने अपने निष्कर्ष में, अपने स्वयं के निगरानी डेटा के आधार पर, रूसी संघ के खिलाफ सभी आरोपों को निराधार बताया।