Rutenyum

Özellikler

Rutenyum, atom numarası 44 olan ve Ru sembolü ile temsil edilen kimyasal bir elementtir. Periyodik tablonun platin grubuna ait nadir bir geçiş metalidir. Platin grubunun diğer metalleri gibi, rutenyum da diğer birçok kimyasal maddeye karşı inerttir. Rutenyum genellikle platin cevherlerinin küçük bir bileşeni olarak bulunur; yıllık üretimi 2009'da yaklaşık 19 tondan 2017'de yaklaşık 35.5 tona yükselmiştir.^[1] Üretilen çoğu rutenyum, aşınmaya dayanıklı elektrik kontaklarında ve kalın film dirençlerinde kullanılır.

Gümüş grisi rutenyum metali platine benzer, ancak daha nadir, daha sert ve daha kırılgandır. Rutenyum, milyonda yaklaşık 0.001 kısım gibi düşük bir kabuk bolluğuna sahiptir. Elemental rutenyum, iridyum ve osmiyumun doğal alaşımlarında diğer platin metallerle birlikte oluşur: iridosminde %14,1’e ve siserskitte %18.3'e kadar bulunur. Aynı zamanda, ticari olarak geri kazanılan çok küçük miktarlarda sülfür ve diğer cevherlerde de oluşur.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Rutenyum, dünyadaki en nadir metallerden biridir. Doğada birleşmemiş olarak da bulunabilir; ancak, daha yaygın olarak pentlandit ve piroksenit minerallerindeki diğer platin metalleri ile birlikte bulunmaktadır. Ticari olarak nikel arıtma atıklarından elde edilir.

Yüksek erime noktası nedeniyle rutenyum kolayca dökülmez; beyaz ısıda bile kırılganlığını korur, yuvarlanmayı ve tellere çekmeyi zorlaştırır. Bu nedenle, metalik rutenyumun endüstriyel uygulaması, platin ve platin grubunun diğer metalleri için bir alaşım olarak kullanımla sınırlıdır. İzole etme süreçleri, tüm platin metaller için geçerli olan metalürji sanatının ayrılmaz bir parçasıdır. Platinin sertleştirilmesi için iridyum ile aynı işlevi görür ve rodyum ile birlikte paladyumu sertleştirmek için kullanılır.

Rutenyum, nükleer reaktörlerde uranyum ve plütonyumun fisyon ürünleri arasında bulunur. Radyoaktif rutenyum-106 (bir yıllık yarılanma ömrü) ve kısa ömürlü rodyum-106, kullanımdan bir yıl sonra reaktör yakıtlarında kalan radyasyonun önemli bir kısmına katkıda bulunur. Kullanılmayan bölünebilir materyalin geri kazanımı, radyasyon tehlikesi ve rutenyum ile plütonyum arasındaki kimyasal benzerlik nedeniyle zorlaşır.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Rutenyum için son zamanlarda birçok yeni kullanım ortaya çıkmıştır. Çoğu elektronik endüstrisinde çip dirençleri ve elektrik kontakları için kullanılır. Rutenyum oksit, kimya endüstrisinde klor üretimi için elektrokimyasal hücrelerin anotlarını kaplamak için kullanılır. Rutenyum ayrıca amonyak ve asetik asit üretimi için katalizörlerde kullanılır. Rutenyum bileşikleri, ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren güneş pillerinde kullanılabilir.

Rutenyum, platin ve paladyum için en etkili sertleştiricilerden biridir ve şiddetli aşınma direnci için elektrik kontakları yapmak üzere bu metallerle alaşımlanmıştır. Bazı takılarda platin ile alaşım olarak kullanılır.

Rutenyum eklemek, platin ve paladyumu sertleştirmenin en etkili yollarından biridir. Son derece aşınmaya dayanıklı elektrik iletkenleri yapmak için bu metallerle alaşımlanmıştır. Rutenyum çok yönlü bir katalizördür. Rutenyum dioksit yüklü sulu bir kadmiyum sülfür (CdS) partikülleri süspansiyonu kullanarak hidrojen sülfidi (H₂S) ışıkla bölmek katalizör olarak kullanılabilir. Bu yetenek, H₂S'nin petrol arıtma ve diğer endüstriyel işlemlerden uzaklaştırılmasına yardımcı olabilir.

Tarihi

Polonyalı kimyager Jedrzej Sniadecki, Güney Amerika'dan platin cevherlerini araştırmaktaydı ve Mayıs 1808'de vestibulum adını verdiği yeni bir metal keşfetti. Ancak, Fransız kimyagerler onun çalışmasını tekrar etmeye çalıştıklarında, sahip oldukları platin cevherinde bulamadılar. Sniadecki bunu öğrendiğinde yanıldığına inandı ve iddiasını geri çekti. Sonra, 1825'te, Baltık'taki Dorpat Üniversitesi'nden Gottfried Osann, Ural dağlarından bir miktar platini araştırdı ve pluranyum, polonyum ve rutenyum adını verdiği üç yeni element bulduğunu bildirdi.

Bunlardan ilk ikisi hiçbir zaman doğrulanamayacak olsa da, üçüncüsü gerçekti ve 1840'ta Kazan Üniversitesi'nden Karl Karlovich Klaus, yeni bir metal olduğunu çıkardı, saflaştırdı ve onayladı. Osann’ın rutenyum adını aldı.

Etimolojisi

Rutenyum kelimesi, "Rusya"nın Latince karşılığı olan Ruthenia'dan gelmektedir.

Önlem ve Güven

Rutenyumun Sağlığa Etkileri

Rutenyum bileşiklerine çoğu insan hayatında nadiren rastlayabileceği bileşiklerdir. Tüm rutenyum bileşikleri yüksek derecede toksik ve kanserojendir. Rutenyum bileşikleri cildi çok güçlü bir şekilde lekeler. Sindirilen rutenyum kemiklerde güçlü bir şekilde tutulur. Rutenyum oksit, RuO₄, oldukça toksik ve uçucudur ve kaçınılması gerekir. Rutanyum-106, 1945'te ABD testi ile başlayan ve 1980'de Çin testi ile sona eren nükleer silahların atmosferik testinde yer alan radyonüklitlerden biridir. Yüzyıllar boyunca kanser riskini artıran ve üretmeye devam edecek olan uzun ömürlü radyonüklitler arasındadır.

Rutenyumun Çevresel Etkileri

Rutenyumun bitkiler üzerindeki etkisine ilişkin çok az veri mevcuttur ve alglerin yoğunlaştığı görülmesine rağmen, alımına ilişkin tahminler 5 ppb veya daha düşük seviyeler çıkarsamıştır. Hiçbir olumsuz çevresel etki bildirilmemiştir.