روتنیوم را بشناسید

معرفی روتنیوم:

روتنیوم فلزی گرانبها از فلزات گروه پلاتین با عدد اتمی 44 و عدد جرمی u 101.07 است. این فلز در حالت جامد و به رنگ سفید نقره ای یافت می شود. این فلز به صورت یک فلز جزئی در سنگ معدن پلاتین وجود دارد و غلظت آن در پوسته ی زمین تقریبا به ppm 0.001می رسد. بزرگترین تولید کنندگان روتنیوم روسیه، آمریکای شمالی و آمریکای جنوبی هستند. همانند سایر فلزات گروه پلاتین، روتنیوم نیز نسبت به سایر مواد شیمیایی بی اثر است و در برابر سایش مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. همچنین این فلز در برابر نوسانات الکتریکی شدید کمترین آسیب را می‌بیند. به همین دلیل بیشترین کاربرد آن (حدود 50 درصد) در ساخت کانتکت های الکتریکی مقاوم به سایش و ساخت مقاومت های لایه ضخیم است. کاربرد کمتر رایج روتنیوم استفاده از آن به عنوان کاتالیزور شیمیایی برای ساخت آلیاژهای پلاتین و جدیدترین کاربرد روتنیوم استفاده از آن در ساخت فوتوماسک های فرابنفش است.  

خواص روتنیوم:

عدد اتمی	44
عدد جرمی	101.07 Ar
دمای ذوب	2607 °C
دمای جوش	4423 °C
چگالی	12.45 gr/cm3
رنگ	سفید درخشان
حالت استاندارد	جامد

تاریخچه استفاده انسان از روتنیوم:

در سال 1828، یکی از اساتید دانشگاه تاتو به نام اوزان در حال مطالعه بر روی باقیمانده های حاصل از حل سنگ معدن پلاتین استخراج شده از کوه های اورال بود که دریافت سنگ معدن مذکور حاوی سه عنصر جدید پلورانیوم، پولینیوم و وروتنیوم است. اما تحقیقات او تا سال 1841 به تعویق افتاد. پس از آن دانشمندی روسی به نام کارل ارنست کلاوس آزمایش های اوزان را تکرار کرد و تحقیقاتش را ادامه داد. به این ترتیب چهل سال پس از کشف ایریدیوم، در سال 1844 میلادی کلاوس با انتشار گزارشی نتایج خود را درباره ی روشهای استخراج روتنیوم وسایر فلزات را از سنگ معدن پلاتین ارائه کرد و در واقع نوشته های او دایره المعارفی از شیمی فلزات گروه پلاتین بود. بالاخره عنصر جدید کشف شده در سال 1845 به رسمیت شناخته شد و برگرفته از نام کشور روسیه، روتنیوم نامگذاری شد.

کاربردهای روتنیوم:

ساخت انواع قطعات الکتریکی و الکترونیکی

فلز روتنیوم در ساخت کانتکت های الکتریکی مقاوم به سایش کاربرد دارد. استفاده از دی ‌اکسید روتنیم و روتنات‌ های بیسموت و سرب در ساخت مقاومت های لایه ضخیم بسیار رایج است.

ساخت آلیاژ

مقدار اندکی از فلز روتنیوم برای سخت کردن فلزاتی مانند پالادیوم یا پلاتین و فلزاتی مانند کبالت، مولیبدن، نیکل و تنگستن و برای افزایش مقاومت تیتانیوم در برابر خوردگی استفاده می شود. این فلز در ساخت آلیاژ روتنیوم- مولیبدن نیز کاربرد دارد. این آلیاژ در دمای ۱۰ درجه کلوین به عنوان یک ابر رسانا عمل می کند.

استفاده به عنوان کاتالیزور

فلز روتنیوم درپالایشگاه‌های نفت و فرایندهای صنعتی، برای حذف هیدروژن سولفید، برای تولید آمونیاک از گاز طبیعی یا استیک اسید استیک از متانولاستفاده می شود.

صنایع اپتیک

فلز روتنیوم در تولید سلول های خورشیدی، ساخت لایه درپوش برای فوتوماسک‌ های فرا بنفش، رنگ ‌آمیزی مولکول ‌های پلیینونی مانند پکتین و اسید نوکلئیک ها برای میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ های الکترونی نیز پر کاربرد است.

صنایع شیمیایی

از روتنیوم اکسید به عنوان پوششی برای آند سلول ‌های الکتروشیمیایی در تولید کلر به روش برقکافت، پوشش دهی توربین ‌های موتور های جت، حفاظت کاتدی از سازه ‌های زیرزمینی و از ترکیبات روتنیوم به شکل پودر رنگ در شیشه و لعاب های شیشه‌ای استفاده می شود.

ساخت ابزار ظریف

برخی از زیورآلات، تارهای موسیقی، نوک خود نویس‌ها و ابزارهای دارای لبه تیز از نوعی آلیاژ روتنیم با پلاتین و پالادیم ساخته می شوند.

  

استفاده زیست شناسی

استفاده از ترکیب اکسی کلرید روتنیوم آمونیه شده با رنگ معدنی که به نام روتنیوم قرمز نیز شناخته می شود، در بافت شناسی برای رنگ آمیزی موکوپلی ساکاریدهای ثابت آلدهیدی کاربرد دارد.

کاربردهای پزشکی

در کاربردهای پزشکی از فلز روتنیوم در رادیوتراپی سلول های بدخیم و سرطانی چشم و تعیین سطح کلسی تونین در خون استفاده می شود.

قیمت گذاری روتنیوم:

روتنیوم فلز کمیابی است از این رو در بازارهای جهانی قیمت بالایی دارد و با توجه به افزایش توجه به فلزات گرانبها در بازارهای جهانی و کاربردهای وسیع آن در صنایع مختلف، با نوسان قیمت زیادی عرضه می شود و نمی توان قیمت ثابتی برای آن گزارش داد.

فرایندهای تولید و استخراج روتنیوم:

روتنیوم مانند سایر فلزات گروه پلاتین به عنوان محصولی جانبی از سنگ معدن نیکل و مس و پلاتین به دست می آید. به این ترتیب که ابتدا در طی فرایند پالایش الکتریکی ترکیبی از فلزات نجیب نقره، طلا و فلزات گروه پلاتین به صورت لجن آندی رسوب می کنند و آماده ی انجام مراحل بعدی استخراج می شوند. سپس بسته به ترکیب مواد اولیه، فلزات موجود به املاح یونیزه تبدیل می شوند. یک روش شناخته شده همجوشی با پراکسید سدیم و سپس انحلال در تیزاب و استفاده از هیدروکلریک اسید است.