روتنیم

 

روتنیم یک فلز نقره ای رنگ و سخت می می باشد که در دمای اتاق لکه دار نمی شود، اما در هوا در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد اکسید می شود. این فلز مورد حمله اسیدهای گرم یا سرد یا ترکیبات زیستی قرار نمی گیرد، اما وقتی کلرات پتاسیم به محلول اضافه می شود، به طور انفجاری اکسید می شود.

 

این ماده در قلیاهای مذاب حل می شود. روتنیوم همراه با رودیم، پالادیوم، اوزیم، ایریدیم و پلاتین گروهی از عناصر را تشکیل می دهند که به آنها فلزات گروه پلاتین (PGM) گفته می شود. تقاضای روتنیوم در حال افزایش است: این فلز در صنایع الکترونیکی (۵۰٪) و صنایع شیمیایی (۴۰٪) استفاده می شود، و مقادیر کمتری در آلیاژ استفاده می شود.

 

این فلز به عنوان سخت کننده پالادیوم و پلاتین استفاده می شود و به مقدار کم، مقاومت در برابر خوردگی تیتانیوم را بهبود می بخشد. این ماده در آلیاژهای رابط برق و رشته ها، در جواهرات، در نوک های قلم و در تارهای ساز استفاده می شود.

 

روتنیم همچنین یک کاتالیزور همه کاره است، به عنوان مثال در حذف H۲S از پالایشگاه های نفت و سایر فرآیندهای صنعتی، برای تولید آمونیاک از گاز طبیعی و برای تولید اسید استیک از متانول استفاده می شود.

 

خواص و مشخصات شناسایی روتنیم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                     فلز نقره ای رنگ فرمول شیمیایی                                                                           ۴۴Ru
دانسیته                                                                      (g/cm۳)۱۲.۴۵ وزن اتمی استاندارد                                                          ۱۰۱.۷
نقطه ذوب                                                                          (۰C)2334 شماره (CAS No)                                                       ۷۴۴۰-۱۸-۸
نقطه جوش                                                                        (۰C)4150 ساختار کریستالی                                            هگزاگونال hcp

 

کشف روتنیم

 

شیمی دان لهستانی Jedrzej Sniadecki در حال بررسی سنگ معدن پلاتین در آمریکای جنوبی بود و در ماه مه ۱۸۰۸ میلادی، هنگامی که یک فلز جدید را کشف کرد که آن را وستیوم نامید.

 

با این حال، وقتی شیمیدانان فرانسوی تلاش کردند کار او را تکرار کنند، دیگر قادر به یافتن آن در سنگ معدن پلاتین نبودند. وقتی اسنیادکی از این موضوع مطلع شد، معتقد شد که اشتباه کرده است و ادعای خود را پس گرفت.

 

سپس در سال ۱۸۲۵، گوتفرید اوسان از دانشگاه دورپات (تارتو فعلی) در بالتیک، در مورد برخی از پلاتین های کوه های اورال تحقیق کرد، و گزارش داد که سه عنصر جدید را که پلورانیوم، پولینیوم و روتنیم نامگذاری کرده است و نهایتا در سال ۱۸۴۰، کارل کارلوویچ کلاوس در دانشگاه کازان استخراج، تصفیه و تأیید کشف فلز جدید روتنیوم را اعلام کرد.

 

منابع روتنیم در محیط

 

منابع روتنیم در محیط

 

روتنیم یکی از نادرترین فلزات روی زمین است که به عنوان فلز آزاد در آمریکای شمالی و جنوبی و آفریقای جنوبی یافت می شود که گاهی اوقات با پلاتین، اوسمیم و ایریدیم همراه است. این عنصر همچنین با نیکل و رسوبات (که از آن به صورت تجاری بازیافت می شود) همراه است. تولید جهانی آن ۱۲ تن در سال است و تخمین زده می شود که ذخایر آن ۵.۰۰۰ تن باشد.

 

مانند سایر فلزات گروه پلاتین، روتنیم نیز یکی از فلزات کمیاب در پوسته زمین است و در حدود ۰.۰۰۰۴ قطعه در میلیون در پوسته زمین یافت می شود. این کسر فراوانی آن را به ششمین فلز نادر در پوسته زمین تبدیل می کند. این فلز همانند دیگر فلزات گروه پلاتین از سنگ معدن پلاتین بدست می آید.

 

روتنیم دارای ایزوتوپ های زیادی است، اگرچه تنها هفت مورد از آنها پایدار هستند. به غیر از هفت ایزوتوپ پایدار، ۳۴ ایزوتوپ رادیواکتیو روتنیوم نیز یافت می شود. پایدارترین ایزوتوپ های رادیواکتیو Ru۱۰۶ ،Ru۱۰۳ ،Ru97 با نیمه عمر به ترتیب ۳۷۳.۵۹ ، ۳۹.۲۶، ۲.۹ nv روز هستند.

 

واکنش های شیمیایی روتنیم

 

واکنش اکسیداسیون:

 

 

 

روتنیوم

 

 

روتنیوم تحت واکنش اکسیداسیون و تشکیل اکسید رتنیم قرار می گیرد. هنگامی که اکسید روتنیوم در حضور متاپریودات سدیم تحت اکسیداسیون بیشتری قرار می گیرد، تتراکسید روتنیوم (RuO۴) تشکیل می شود. تتراکسید روتنیم می تواند به راحتی شکل رقیق شده اسید کلریدریک و همچنین اتانول را در دمای نرمال اتاق اکسید کند.

 

در دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد، RuO۴ به دی اکسید خود کاهش می یابد. RuO۴ همچنین خاصیت رنگ آمیزی خاصی دارد که در میکروسکوپ الکترونی برای بررسی نمونه های پلیمر آلی مورد استفاده قرار می گیرد.

 

کمپلکس های کئوردیناسیونی روتنیم:

 

 

 

 

 

مجموعه کئوردیناسیونی فرایندی است که در آن یک مولکول مرکزی با اتم های اطراف یا یون هایی که به عنوان لیگاند نیز شناخته می شوند پیوند برقرار می کند. روتنیم به راحتی کمپلکس های مختصاتی را با مشتقات مختلف تشکیل می دهد.

 

رونتیم با پنت آمین ها واکنش داده و مجموعه کئوردیناسیونی متفاوتی را ایجاد می کند. روتنیوم با مشتقات پیریدین واکنش داده و کلرید تریس (بی پیریدین) روتنیم (II) را تشکیل می دهد. روتنیم همچنین با ترکیبات حاوی کربن واکنش می دهد.

 

هنگامی که فرم تری کلرید روتنیم با مونوکسید کربن واکنش می دهد، کمپلکس روپر را تشکیل می دهد. روتنیوم هنگامی که تری کلرید روتنیوم در حضور الکل گرم می شود، هیدرید را پیچیده می کند و سپس با تری فنیل فسفین واکنش داده و کلرو هیدریدوتریس (تری فنیل فسفین) روتنیم (II) را ایجاد می کند.

 

 

 

 

 

فعالیت کاتالیزوری روتنیوم:

 

روتنیم در بسیاری از واکنش ها به عنوان کاتالیزور عمل می کند. در متاتز اولفین، مجموعه کاربن و آلکیلیدن روتنیم به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند. در واکنش فیشر تروپش نیز این ماده به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند. واکنش فیشر تروپش واکنشی است که در آن هیدروکربن های مایع به عنوان محصولی از واکنش بین هیدروژن و مونوکسید کربن تشکیل می شوند.

 

روند تجزیه آمونیاک نیز Ru را به عنوان کاتالیزور به کار می برد و گروهی از واکنش ها را تحت عنوان “وام گرفتن واکنش های هیدروژن” کاتالیز می کند. وام گرفتن واکنش هیدروژن واکنشی است که در آن دو اتم هیدروژن به کاتالیزور منتقل می شود تا الکل مخفی به کربونیل منتقل شود. واکنش مشابهی در تبدیل الکل به آلکن ها اتفاق می افتد.

 

کمپلکس روتنیوم کربونیل تبدیل الکل اولیه به آلدئیدها و الکل ثانویه به آلدئیدها و کتون ها را در حضور یک اکسیدان N- متیل مورفولین-N-اکسید (NMO) کاتالیز می کند. روتنیم به دلیل حالت اکسیداسیون متفاوتی که از ۲- تا ۸+ دارد، به عنوان یک کاتالیزور منحصر به فرد در واکنش اکسیداسیون عمل می کند.

 

 

کاربردهای روتنیم

 

روتنیم کاربردهای متنوعی در زمینه های مختلف دارد. تعداد کمی از کاربردهای روتنیم در زیر ذکر شده است.

 

کاربردهای عمومی:

 

کاربردهای روتنیم

 

روتنیم هم در صنعت الکترونیک و هم در صنایع شیمیایی کاربرد دارد. در صنعت برق از آن در ساخت تراشه های الکترونیکی استفاده می شود. از نظر شیمیایی به صورت آند برای تولید کلر در سلول های الکتروشیمیایی به کار رفته و وقتی با فلزات دیگر مخلوط شده و آلیاژ ایجاد می کند به عنوان سخت کننده استفاده می شود،  این ویژگی روتنیوم در تهیه جواهرات پالادیوم استفاده می شود.

 

وقتی آلیاژ روتنیم با تیتانیوم تشکیل می دهد خاصیت مقاوم در برابر خوردگی آن را بهبود می بخشد و همچنین در ساخت توربین موتورهای جت کاربرد دارند. نوک قلم های آبنما حاوی ذرات Ru نیز هستند. روتنیم در درمان نیز کاربرد دارد، به عنوان مثال ایزوتوپ ۱۰۶ آن در رادیوتراپی سلول های بدخیم چشم کاربرد دارد.

 

RuO۴ در تحقیقات جنایی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با هر ماده دارای رنگدانه های چربی واکنش نشان می دهد و باعث ایجاد رنگ سیاه یا قهوه ای به دلیل تشکیل رنگدانه های دی اکسید روتنیم می شود.

 

کمپلکس های روتنیوم تمایل به جذب پرتوهای نوری از طیف مرئی را دارند. این خاصیت روتنیوم در تولید سلول های خورشیدی برای تولید انرژی خورشیدی کاربرد دارد. بخار این ماده بر روی سطح بستر رسوب می کند و خاصیت مقاومت مغناطیسی ایجاد می کند. از این ویژگی Ru در ساخت یک لایه یا فیلم روی درایوهای دیسک سخت استفاده می شود.

 

کاربردهای پزشکی:

 

کاربردهای روتنیم

 

روتنیوم برای تعیین سطح کلسی تونین در خون استفاده می شود. این تعیین در تشخیص و درمان بیماری های مربوط به غده های تیروئید و پاراتیروئید مفید است. در درمان کارسینومای تیروئید مدولار (MTC)، تعیین سطح کلسی تونین نقش مهمی دارد.

 

فولات سازنده اصلی سنتز DNA است و همچنین برای تشکیل گلبول های قرمز خون ضروری است. کمبود فولات منجر به کم خونی مگالوبالستیک می شود. روتنیوم در برآورد کمبود فولات در RBC نقش مهمی در روش EBC فولات Rc دارد. جزئیات بیشتر در این زمینه را می توانید از intechopen مطالعه نمایید.

 

اثرات روتنیم بر سلامتی و محیط زیست

 

اثرات روتنیم بر سلامتی و محیط زیست

 

وجود ترکیبات روتنیم در بدن انسان به ندرت دیده می شود. تمام ترکیبات این ماده بسیار سمی و سرطان زا قلمداد می شوند. ترکیبات روتنیوم پوست را به شدت لک می کند. به نظر می رسد که میزان بلعیده شده آن به شدت در استخوان ها جذب می شود. RuO4، بسیار سمی و فرار است و باید از تماس با آن اجتناب شود.

 

روتنیوم ۱۰۶ یکی از رادیونوکلئویدهای دخیل در آزمایش سلاح های هسته ای است که از سال ۱۹۴۵ با آزمایش ایالات متحده آغاز شد و در سال ۱۹۸۰ با آزمایش چینی به پایان رسید. این نوع، یکی از رادیونوکلئویدهای با عمر طولانی است که خطر ابتلا به سرطان را برای دهه ها و قرن های آینده افزایش داده و ادامه خواهد داد.

 

اطلاعات بسیار کمی در مورد تأثیر روتنیم بر گیاهان موجود است و تخمین میزان جذب آن ۵ ppb یا کمتر زده شده است، اگرچه به نظر می رسد جلبک ها آن را به شدت جمع می کنند ولی هیچ اثر منفی از آن در محیط زیست گزارش نشده است.

 

 

جهت جستجوی محصولات شیمیایی اینجا جستجو کنید.

خرید مواد شیمیایی از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.