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Ruthenium


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Ruthenium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ru und der Ordnungszahl 44.

Es handelt sich um ein seltenes der Platingruppe.

Eigenschaften
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Ruthenium Ru 44
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Periode Block 8 5 d
Dichte Mohshärte 12370 kg/m 3 6.5
Aussehen silbrig weiß metallisch
Atomar
Atomgewicht 101.07 amu
Atomradius (berechnet) 130 (178) pm
Kovalenter Radius 126 pm
van der Waals-Radius k.A.
Elektronenkonfiguration [ Kr ]4d 7 5 s 1
e - 's pro Energieniveau 2 8 18 15 1
Oxidationszustände ( Oxid ) 2 3 4 6 8 (leicht sauer )
Kristallstruktur hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( __ )
Schmelzpunkt 2607 K (2334° C )
Siedepunkt 4423 K (4150°C)
Molares Volumen 8.17 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 595 kJ/mol
Schmelzwärme 24 kJ/mol
Dampfdruck 1.4 Pa bei 2523 K
Schallgeschwindigkeit 5970 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 2.2 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 238 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 13.7 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 117 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 710.2 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1620 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2747 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
96 Ru 5.52% Ru ist stabil mit 52 Neutronen
98 Ru 1.88% Ru ist stabil mit 54 Neutronen
99 Ru 12.7% Ru ist stabil mit 55 Neutronen
100 Ru 12.6% Ru ist stabil mit 56 Neutronen
101 Ru 17.0% Ru ist stabil mit 57 Neutronen
102 Ru 31.6% Ru ist stabil mit 58 Neutronen
104 Ru 18.7% Ru ist stabil mit 60 Neutronen
106 Ru {syn.} 373.59 d β - 0.039 106 Rh
NMR-Eigenschaften
99 Ru 101 Ru
Kernspin -3/2 -5/2
gamma / rad / T 9.068e6 1.322e7
Empfindlichkeit 0.000195 0.00141
Larmorfrequenz bei B=4.7 T 6.78 M Hz 9.88 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Ruthenium ist ein hartes sprödes grauweisses der Platingruppe das in vier Kristall-Modifikationen vorkommt.
Bei Raumtemperatur behält es seine metallisch Oberfläche und läuft nicht an. Beim Glühen Sauerstoffstrom bildet sich flüchtiges unbeständiges und giftiges das durch Lichteinwirkung explosiv in Rutheniumdioxid und zerfallen kann.
Ruthenium ist in allen mineralischen Säuren von 100 °C beständig löst sich aber Alkalischmelzen besonders wenn zusätzlich oxidierend wirkende Verunreinigungen Natriumperoxid Na 2 O 2 und Natriumchlorat NaClO 3 vorhanden sind. Bei höheren Temperaturen wird auch von Halogenen oxidiert.
Zum Härten von Platin und Palladium es in kleinen Mengen zulegiert. In Titanlegierungen eine Konzentration von 0 1% Ruthenium die drastisch.

Plattierungen aus Ruthenium können elektrolytisch wie durch thermische Zersetzung hergestellt werden.
Eine Ruthenium-Molydän-Legierung ist supraleitend. Die Sprungtemperatur 10 6 K.
Ruthenium kommt in den Oxidationsstufen -2 +1 bis +8 vor meist aber nur Stufen +2 +3 und +4.

Anwendungen

  • Elekrischen Schaltkontakten aus Platin und Palladium wird zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit zulegiert
  • Legierungszusatz in Titanlegierungen (siehe oben)
  • Ruthenium kann als vielseitiger Katalysator eingesetzt werden
  • Mit Rutheniumdioxid beladenenes Cadmiumsulfid kann in wässriger Schwefelwasserstoff durch Licht zersetzen
  • Metallorganische Rutheniumkomplexe weisen tumorhemmende Eigenschaften auf

Geschichte

Ruthenium (lateinisch Ruthenia für Russland oder Klein-Russland oder Ukraine?) 1844 von Karl Ernst Claus entdeckt und isoliert. Er zeigte das in Königswasser unlösliche Rückstand von Rohplatin eine eines neuen Elementes enthielt.

Jöns Jakob Berzelius and Gottfried Osann entdeckten Ruthenium schon 1827 . Auch sie lösten Rohplatin in Königswasser untersuchten den unlöslichen Rückstand. Während Berzelius kein Metall fand war Osann überzeugt gleich drei Metalle gefunden zu haben. Einem gab er namen Ruthenium.

Ebenso könnte der polnische Chemiker Jedrzej das Element 44 das er Vestium nannte 1807 aus Platinerz gewonnen haben. Arbeiten wurden aber nie bestätigt. Später zog seinen Anspruch auf Entdeckung eines neuen Elementes

Vorkommen

Normalerweise kommt Ruthenium in Platinerzen aus Ural sowie Nord- und Südamerika verschwistert mit Elementen der Platingruppe vor. Kleine aber komerziell Vorkommen gibt es auch in Sudbury Ontario und in südafrikanischen Pyroxinit Lagerstätten.

Meallisches Rutheniumpulver wird in einem komplexen durch Reduktion von Ammonium-Ruthenium-Chlorid durch Wasserstoff hergestellt. Verdichtung zum kompakten Metall erfolgt durch pulvermetallurgische oder durch Lichtbogenverschweißung unter Argon als Schutzgas.

Verbindungen

Rutheniumverbindungen sind den Cadmiumverbindungen sehr ähnlich. existieren mindestens acht Oxidationsstufen. Meist liegt es in den Stufen +2 +3 und +4

Isotope

Vorsichtsmaßnahmen

Rutheniumtetraoxid RuO 4 ist wie das Osmiumtetraoxid hochtoxisch und
Ruthenium hat keine biologische Funktion. Es Hautflecken und reichert sich im Knochen an. ist es krebserregend.

Weblinks



Bücher zum Thema Ruthenium

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