Rutenio: rusa metalo, kiu portas la nomon de Rusio

En la perioda tabelo de D. I. Mendelejev troviĝas elemento kun atomnumero 44, kiu havas sonoran nomon — rutenio. Tio ne estas simple metalo de platina grupo, sed la ununura kemia elemento nomita en honoro de Rusio (Ruthenia — latina nomo de Rusio). Ĝi estis malkovrita en 1844 jaro de profesoro de Kazana universitato Karlo Karloviĉ Klaus kaj ekde tiam pere tiel fiksiĝis en la historio de scienco kaj tekniko. Hodiaŭ rutenio — unu el la plej malforta, malforta kaj korodrezista materialo, esenca en elektroniko, katalizo kaj eĉ en kosma industrio.

Kial la elemento ricevis la nomon «ruteno»?

La nomo de la elemento devenas de la latina vorto Ruthenia, kiu signifas «Rusio» aŭ «Rusio». Karlo Klaus, la malkovrinto de rutenio, sublineis ke li donas la nomon en honoro de sia Patrio. Tio estis gesto de patrioto de germana deveno, kiu ligis sian vivon al Rusio kaj volis eternigi ĝian nomon en la perioda tabelo.

Kial ĝi havas tian ordonan numeron?

La ordana numero de la elemento en la tabelo de Mendelejev (44) estas difinita de la nombro de protonoj en la kernoj de ĝiaj atomoj. Tiu numero unikan identigas rutenion kiel kemia elemento. En la perioda tabelo ĝi situas en la grupo VIIIB, en la 5 periodo, kaj eniras en la tiel nomatan triadon rutenio—rodio—paladio — grupo de metaloj, proksimaj laŭ kemiaj proprecoj. Mendelejev antaŭvidis ekziston de tiu elemento, lasante por ĝi malplenan ĉelon, sed ĝia fizika malkovro okazis pli frue ol la granda kemiisto formulis sian leĝon.

Historio de malkovro: apotekisto el Kazano

Karlo Karloviĉ Klaus naskiĝis en Tartu (hodiaŭ Tartu) en 1796 jaro en familio de pentristo. Malfrue orfiĝinta, li ekde 14 jaroj komencis labori en apoteko kaj, sen gimnazia edukado, sukcesis pasi ekzamenon por farmacisto. Poste li fondis sian propran apotekon en Kazano, sed lia vera pasio estis scienco. Li partoprenis en botanika ekspedicio tra Volgo-Uralaj stepoj, kaj je 40 jaroj li komencis sian karieron en Kazana universitato, kie li rapide estis ĉefo de la kemia laboratorio.

En 1841 jaro, laŭ ordono de la Financa Ministro, Klaus komencis studi restojn de urala platina rudaĵo, kiuj akumuliĝis sur la Petrograŭda monetdomo. lia tasko estis trovi pli efikajn metodojn por ekstrakti precievan platiton. Dum krompecaj kaj danĝeraj eksperimentoj (kombinaĵoj de rutenio estas tre venenaj) Klaus malkovris la ĉeeston de nekonata elemento.

Dum unu el la eksperimentoj Karlo Klaus, kiu havis la kutimon provi laĝumi la akiratajn substancojn, ricevis fortan brulon de la buŝo per kombinaĵo de rutenio. Fortunike, tio ne malhelpis lin finigi la esploron.

En 1844 jaro li ekztraktis 6 gramojn da pura rutenio, detale esploris ĝiajn kemiajn proprecojn kaj determinis la atoman pezon. Tamen la scienca komunumo, precipe la aŭtoritata sveda kemiisto Jensa Berzelius, ricevis la malkovron kun malkredulo. Nur post tio, kiam mem Berzelius, kontrolinte la rezultojn de Klaus, konfirmis ilin, rutenio estis oficiale agnoskita kiel nova elemento.

Unikeco de rutenio: proprecoj kaj trajtoj

Rutenio estas brila argenta metalo kun tre alta densiteco kaj kruco. Ĝi estas tre malforta: ĝia temperaturo de fandiĝo estas 2250°C, kaj la temperaturo de ebolado estas proksime 4900°C. Ĝi estas unu el la plej densaj elementoj (12,45 g/cm³).

Kimia inerteco. La kompaktaj rutenio ne oksidigasĝas sur aero eĉ je varmo ĝis 930°C kaj ne reagas kun fortaj acidoj kaj alkaloj. Tio faras ĝin veran aristokraton inter metaloj.

Agrega oksido. La ĉefa karakterizaĵo de rutenio estas ĝia plej alta oksido RuO₄. Tio estas ora-helblua volataĵo, kiu fondiĝas jam je +25,5°C, kaj eboliĝas je +27°C. Ĝi havas tiom fortajn oksidigajn proprecojn, ke ĝi povas bruli organikajn substancojn, ekzemple alkoholo.

Kataliza aktiveco. Rutenio estas supera katalizilo por reakcioj de hidridigo kaj dehidridigo de organikaj kombinaĵoj.

Appliko en industrio kaj moderna scienco

La unikaj proprecoj de rutenio faris ĝin esenca en la plej altteknologiaj sektoroj.

Elektrotekniko kaj instrumento-fabriko. La kombino de rutenio kun platino kaj paladio estas uzata por farbo de rezistaj elektriĉaj kontaktoj en mezuriloj. La adicio de rutenio grandaŭgas la korodrezistan kapablon de titano, kio estas bezonata en kemia maŝinkonstruado.

Kataliziloj. Rutenio estas klava komponento de kataliziloj en la kemia industrio. Specialan atenton ĝi ĵus ricevis kiel unu el la plej efikaj kataliziloj por la reakcio de hidridigo — proceso, grava por la produktado de "verda" hidrogeno kaj perado de biomaso.

Kosma industrio. La alta termo-stabileco kaj korodrezista kapablo de rutenio igas ĝin bezonata en la kosma industrio. Ekzemple, kombinoj kun rutenio estas uzataj en sistemoj de purigo de akvo sur kosmaj stacioj.

Supera konduktiĝo. La kombinoj de rutenio kun lanthano, cerio, skandinavio kaj ittrio havas unikajn superkonduktajn proprecoj.

Ornamento. Rutenio ofte estas uzata por galvanika kovrado de ornamajĵoj el blanka oro kaj platino. Tio donas ilin specialan brilon kaj protektas ilin kontraŭ skrapoj.

Antaŭvidoj kaj estonteco de la elemento

La estonteco de rutenio estas direktigita al la evoluo de teknologioj de "verda" energio, kosmo kaj katalizo. Kun la kresko de la bezonoj de la hidrogena ekonomio, rutenio restas unu el la plej efikaj kataliziloj por la elektrolizo de akvo kaj la hidridigo de organikaj kombinaĵoj. Sciencistoj ankaŭ esploras ĝian aplikon en la produktado de novaj superfortaj materialoj, altaj temperaturoj superkonduktoroj kaj perspektivaj kombinoj por ekstremaj operaciumaj kondiĉoj.