periodiek systeem

Ruthenium

Herkomst woord

Het woord Ruthenium stamt af van Ruthenia en dat is het Latijnse woord voor Rusland.

Ontdekking

De ontdekking wordt meestal toegeschreven aan Karl Ernst Klaus die het element in 1883 ontdekte. Echter bijna 20 jaar eerder vonden Jöns Berzelius en Gottfried Osann het element al in onzuivere vorm. In 1827 onderzochten ze restanten die waren overgebleven toen de ruwe platina uit de Russische Oeral oplosten. Osann dacht drie nieuwe metalen te hebben gevonden en eentje noemde hij Ruthenium. In 1844 toonde Klaus aan dat het rutheniumoxide van Osann erg onzuiver was en dat het nieuwe metaal een oxide was. Van het in aqua regia onoplosbare deel ruwe platina verkreeg Klaus 6 gram ruthenium.

Chemische gegevens

Tabel 1 – gegevens element Ruthenium
Symbool Ru
Volledige naam Ruthenium
Atoomnummer 44
Atoommassa (g.mol-1 ) 101,07
Groep transitiemetalen
Elektronegativiteit (Pauling) 2,2
Dichtheid (g.cm-3 bij 20 °C) 12,45
Smeltpunt (°C) 2334
Kookpunt (°C) 4150
Vanderwaalsstraal (nm) 0,135
Ionstraal
Isotopen
Elektronenschil [Kr]4d75s1
Elektronen per schil 2, 8, 18, 15, 1
Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 710,2
Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 1620
Derde ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 2747
Standaard potentiaal (V) 0,45
Ontdekt door: 1844 door Carl Ernst Klaus

 

Eigenschappen van Ruthenium

Ruthenium is een lid van de platinagroep. Het is een hard, wit transitiemetaal. Het wordt niet dof bij kamertemperaturen maar het oxideert explosief. Het kan worden aangevallen door halogenen en hydroxides. Er zijn vier kristalstructuren bekend. Het kan worden neergeslagen als een laagje door middel van elektrodedepositie of thermische decompositiemethodes. Het is een krachtig legeringsmiddel, een veelzijdige katalysator en het verbetert de corrosiebestendigheid van legeringen. Wetenschappers hebben ten minste 8 oxidatietoestanden gevonden. Van deze oxidatietoestanden komen 2, 3 en 4 het meeste voor. Rutheniumtetroxide is zeer giftig en kan exploderen. Rutheniumverbindingen lijken heel erg op cadmiumverbindingen.

Bohr-Rutherford diagram

elektronenschilconfiguratie van 44 Ruthenium
elektronenschilconfiguratie van 44 Ruthenium

CC BY-SA 2.0 uk, Link

Bronnen van Ruthenium

Net zoals de andere leden van de platina groep komt ruthenium van nature voor in minerale afzettingen in de Oeral en in Noord- en Zuid-Amerika. Het is ook aangetroffen in pyroxiniet-afzettingen in Zuid-Afrika. Om het voor commercieel gebruik te isoleren zijn er verschillende complexe chemische bewerkingen nodig. De laatste stap is een waterstofreductie van ammonium rutheniumchloride. Dit leidt tot een poeder dat kan worden gewonnen.

Toepassingen van Ruthenium

Ruthenium toevoegen is een van de meest effectieve manieren om platina en palladium harder te maken. Het wordt ook gelegeerd met deze metalen om elektrische geleiders te maken die extreem slijtvast zijn. Een ruthenium-molybdeenlegering zou supergeleidend zijn bij 10,6 Kelvin (-262,5 °C). De corrosieweerstand van titanium wordt verhonderdvoudigd door toevoeging van 0,1% Ruthenium.

Ruthenium is een veelzijdige katalysator. Het kan gebruikt worden om met behulp van licht waterstofsulfide (H2S) te splitsen in een waterige suspensie van Cadmiumsulfide (CdS)-deeltjes geladen met rutheniumoxide. Dit vermogen kan helpen om H2S te verwijderen tijdens de raffinage van olie en andere industriële processen.

Isotopen

Tabel 2 – natuurlijke isotopen en abundanties
Nummer Naam Symbool Atoommassa (u) Abundantie (%)
44 Ruthenium 96 Ru 95,907598 5,54
98 Ru 97,905287 1,87
99 Ru 98,905939 12,76
100 Ru 99,904220 12,60
101 Ru 100,905582 17,06
102 Ru 101,904350 31,55
104 Ru 103,905430 18,62

Radioisotopen

Tabel 3 – radioisotopen van ruthenium
Nuclide Isotopische massa (u) Halveringstijd
87Ru 86,94918 50 ms
88Ru 87,94026 1,3 s
89Ru 88,93611 1,38 s
90Ru 89,92989 11,7 s
91Ru 90,92629 7,9 s
92Ru 91,92012 3,65 min
93Ru 92,91705 59,7 s
94Ru 93,91136 51,8 min
95Ru 94,91041 1,643 uur
97Ru 96,90755 2,791 dagen
103Ru 102,9063) 39,26 dagen
105Ru 104,9077 4,44 uur
106Ru 105,90732 373,59 dagen
107Ru 106,90991 3,75 min
108Ru 107,91017 4,55 min
109Ru 108,91320 34,5 s
110Ru 109,91414 11,6 s
111Ru 110,91770 2,12 s
112Ru 111,91897 1,75 s
113Ru 112,92249 0,80 s
115Ru 114,92869 740 ms
116Ru 115,93081 400 ms
117Ru 116,93558 300 ms
118Ru 117,93782 200 ms
119Ru 118,94284 170 ms
120Ru 119,94531 80 ms

Spectra

Absorptiespectrum

Emissiespectrum

Laatste update: 2021-05-30