Ai đã phát hiện ra ruthenium. Ruthenium - nguyên tố hóa học: mô tả, lịch sử và thành phần. Hoạt động sinh lý và vai trò sinh học

Ruthenium là một nguyên tố thuộc phân nhóm bên của nhóm thứ tám thuộc chu kỳ thứ năm của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của D. I. Mendeleev, số nguyên tử 44. Ký hiệu là ký hiệu Ru (lat. rutheni).

Lịch sử phát hiện ra nguyên tố này bắt đầu ở Nga, khi các mỏ bạch kim được phát hiện ở vùng Urals vào những năm 20 của thế kỷ 19. Tin tức về phát hiện này nhanh chóng lan truyền khắp thế giới và gây ra nhiều lo lắng, phấn khích trên thị trường quốc tế. Trong số các nhà đầu cơ nước ngoài có tin đồn về những cục vàng khổng lồ, về cát bạch kim mà các thợ mỏ bạch kim đã trực tiếp xúc lên bằng xẻng. Quả thực, tiền gửi bạch kim trở nên rất giàu có, và Bá tước Kankrin, lúc đó là Bộ trưởng Bộ Tài chính Nga, đã ra lệnh đúc tiền bạch kim. Tiền xu bắt đầu được đúc với mệnh giá 3,6 và 12 rúp. 1.400.000 đồng bạch kim đã được phát hành, sử dụng hơn 20 tấn bạch kim bản địa.

Vào năm Kankrin ra lệnh đúc tiền xu, giáo sư Ozanne của Đại học Yuryev khi kiểm tra các mẫu bạch kim Ural đã đưa ra kết luận rằng bạch kim đi kèm với ba kim loại mới. Ozanne đặt tên cho một trong số chúng là nửa chạy, thứ hai là đa thức và thứ ba theo tên Latin. Nga - Ruthenia đã đặt tên - ruthenium. Các nhà hóa học chào đón “khám phá” của Ozanne với vẻ hoài nghi. Nhà hóa học Thụy Điển Berzelius, người có quyền lực thực sự toàn cầu vào thời điểm đó, đã đặc biệt phản đối. Tranh chấp nảy sinh giữa Ozanne và Berzelius đã được giải quyết bởi K. K. Klaus, giáo sư hóa học tại Đại học Kazan. Sau khi tùy ý sử dụng một lượng nhỏ tàn tích từ việc đúc đồng xu bạch kim, Klaus đã phát hiện ra một kim loại mới trong đó và ông vẫn giữ tên ruthenium, do Ozanne đề xuất. Vào ngày 13 tháng 9 năm 1844, Klaus đã làm một báo cáo tại Viện Hàn lâm Khoa học về nguyên tố mới và các tính chất của nó. Năm 1845, báo cáo của Klaus có tựa đề "Nghiên cứu hóa học về tàn tích của quặng bạch kim Ural và kim loại Ruthenium" được xuất bản thành một cuốn sách riêng. “…Một lượng nhỏ vật liệu được nghiên cứu - không quá 6 gam kim loại hoàn toàn nguyên chất - đã không cho phép tôi tiếp tục nghiên cứu của mình,” Klaus viết trong cuốn sách của mình. Tuy nhiên, dữ liệu thu được về tính chất của kim loại mới giúp Klaus có thể tuyên bố chắc chắn về việc phát hiện ra một nguyên tố hóa học mới.

Vì muốn làm quen với các nhà khoa học nước ngoài về việc phát hiện ra một nguyên tố mới, Klaus đã gửi một mẫu kim loại cho Berzelius. Ít nhất thì câu trả lời của Berzelius thật kỳ lạ. Có trong tay một nguyên tố mới với mô tả chi tiết về đặc tính của nó, anh không đồng ý với ý kiến ​​​​của Klaus. Berzelius tuyên bố rằng kim loại nhận được từ Klaus là “mẫu iridium không tinh khiết”, một nguyên tố đã được biết đến từ lâu. Berzelius sau đó buộc phải thừa nhận sai lầm của mình.

Tách kim loại bạch kim và thu được chúng ở dạng nguyên chất (tinh chế) là một nhiệm vụ rất khó khăn, đòi hỏi nhiều lao động, thời gian, thuốc thử đắt tiền và cả kỹ năng cao. Bạch kim nguyên chất, "phế liệu" bạch kim và các vật liệu khác trước tiên được xử lý bằng "rượu vodka" ở nhiệt độ thấp. Trong trường hợp này, bạch kim và paladi được chuyển hoàn toàn thành dung dịch dưới dạng H2 và H2, đồng, sắt và niken - dưới dạng clorua CuCl2, FeCl3, NiCl2. Rhodium và iridium được hòa tan một phần dưới dạng H3 và H2. Phần cặn, không hòa tan trong nước cường toan, bao gồm hợp chất osmium với iridium, cũng như các khoáng chất đi kèm (thạch anh SiO2, quặng sắt crom FeCr2O4, quặng sắt từ tính Fe3O4, v.v.). Sau khi lọc dung dịch, bạch kim sẽ kết tủa từ nó. bằng amoni clorua. Tuy nhiên, để kết tủa amoni hexachloroplatinat không chứa iridium cũng tạo thành amoni hexachloroiridite (IV) (NH4)2 ít tan thì cần khử Ir (IV) thành Ir (III). Điều này được thực hiện bằng cách thêm vào, chẳng hạn như đường mía C12H22O14 (phương pháp của I.I. Chernyaev). Amoni hexachloroiridite(III) hòa tan trong nước và amoni clorua không kết tủa. Lọc kết tủa amoni hexachloroplatinat, rửa sạch, sấy khô và nung. Miếng bọt biển bạch kim thu được được ép và sau đó nung chảy trong ngọn lửa oxy-hydro hoặc trong lò điện tần số cao. Palladium, rhodium và iridium được chiết từ bộ lọc amoni hexachloroplatinate; Từ hợp kim iridium, iridium, osmium và ruthenium được phân biệt. Các hoạt động hóa học cần thiết cho việc này rất phức tạp. Hiện nay, nguồn cung cấp kim loại bạch kim chính là quặng sunfua đồng-niken. Do quá trình xử lý phức tạp của chúng, cái gọi là kim loại "thô" bị nấu chảy - bị nhiễm niken và đồng. Trong quá trình tinh chế điện phân, các kim loại quý tích tụ dưới dạng bùn cực dương, được gửi đi tinh chế.

Một nguồn ruthenium đáng kể để khai thác là sự cô lập của nó khỏi các mảnh phân hạch của vật liệu hạt nhân (plutonium, uranium, thorium), trong đó hàm lượng của nó trong các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng đạt tới 250 gram mỗi tấn nhiên liệu hạt nhân “cháy”.

Về độ chịu lửa (nóng chảy ở 2250 ° C), ruthenium chỉ thua kém một số nguyên tố - rhenium, osmium, vonfram.

Các đặc tính có giá trị nhất của Ruthenium là tính chịu lửa, độ cứng, khả năng kháng hóa chất và khả năng tăng tốc một số phản ứng hóa học. Các hợp chất điển hình nhất là những hợp chất có hóa trị 3+, 4+ và 8+. Có xu hướng tạo thành các hợp chất phức tạp. Nó được sử dụng làm chất xúc tác, trong hợp kim với kim loại bạch kim, làm vật liệu cho đầu nhọn, cho các điểm tiếp xúc, điện cực và trong đồ trang sức.

Ruthenium và Osmium giòn và rất cứng. Khi tiếp xúc với oxy và các tác nhân oxy hóa mạnh, chúng tạo thành các oxit RuO4 và OsO4. Đây là những tinh thể màu vàng dễ nóng chảy. Hơi của cả hai hợp chất đều có mùi nồng, khó chịu và rất độc. Cả hai hợp chất này đều dễ dàng nhường oxy, bị khử thành RuO2 và OsO2 hoặc thành kim loại. Với chất kiềm, RuO4 cho muối (ruthenat): 2Ru04 + 4KOH = 2K2RuO4 + 2H2O + O2

• Một lượng nhỏ ruthenium (0,1%) được thêm vào sẽ làm tăng khả năng chống ăn mòn của titan.
• Được hợp kim với bạch kim, nó được sử dụng để chế tạo các tiếp điểm điện có khả năng chống mài mòn cực cao.
• Chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học. Ruthenium có một vị trí rất quan trọng làm chất xúc tác trong hệ thống lọc nước của các trạm quỹ đạo.

Khả năng của Ruthenium trong việc liên kết xúc tác với nitơ trong khí quyển ở nhiệt độ phòng cũng rất độc đáo.

Ruthenium và các hợp kim của nó được sử dụng làm vật liệu kết cấu chịu nhiệt trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, và ở nhiệt độ lên tới 1500 °C, chúng có độ bền vượt trội so với các hợp kim molypden và vonfram tốt nhất (cũng có ưu điểm là khả năng chống oxy hóa cao).

Trong những năm gần đây, oxit ruthenium đã được nghiên cứu rộng rãi làm vật liệu sản xuất siêu tụ điện dùng cho điện, với công suất điện riêng trên 700 Farad/gram.

Ứng dụng ruthenium để trồng graphene

Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven (Mỹ) đã chỉ ra rằng trong quá trình tăng trưởng epiticular của graphene, các vùng graphene vĩ mô được hình thành trên bề mặt Ru(0001). Trong trường hợp này, sự tăng trưởng xảy ra từng lớp và mặc dù lớp đầu tiên được kết nối chặt chẽ với chất nền, nhưng lớp thứ hai thực tế không tương tác với nó và vẫn giữ được tất cả các đặc tính độc đáo của graphene.

Quá trình tổng hợp dựa trên thực tế là độ hòa tan của cacbon trong ruthenium phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ 1150 °C, ruthenium được bão hòa carbon và khi nhiệt độ giảm xuống 825 °C, carbon nổi lên bề mặt, dẫn đến sự hình thành các đảo graphene có kích thước lớn hơn 100 micron. Các hòn đảo phát triển và đoàn kết lại, sau đó lớp thứ hai bắt đầu phát triển.

Câu chuyện

nguồn gốc của tên

Biên lai

Ruthenium thu được dưới dạng “chất thải” từ quá trình tinh chế bạch kim và kim loại bạch kim.

Một nguồn ruthenium đáng kể để khai thác là việc tách nó khỏi các mảnh phân hạch của vật liệu hạt nhân (plutonium, uranium, thorium), trong đó hàm lượng của nó trong các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng đạt tới 250 gam trên mỗi tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.

Một công nghệ cũng đã được phát triển để sản xuất ruthenium từ Technetium-99 bằng cách sử dụng bức xạ neutron của molypden.

Sản lượng, trữ lượng và giá cả

Các tính chất vật lý và hóa học

Thành phần đồng vị

Ruthenium tự nhiên bao gồm bảy đồng vị ổn định:

96 Ru (5,7% trọng lượng), 98 Ru (2,2%), 99 Ru (12,8%), 100 Ru (12,7%), 101 Ru (13%), 102 Ru (31,3%) và 104 Ru (18,3) %).

Tính chất vật lý

Do tính khúc xạ ( T pl = 2334 °C) ruthenium chỉ đứng sau một số nguyên tố - rhenium, osmium, molypden, iridium, vonfram, tantalum và niobi.

Tính chất hóa học

Ruthenium là một kim loại rất trơ.

Hợp chất vô cơ

Hóa học hữu cơ của rutheni

Ruthenium tạo thành một số hợp chất hữu cơ kim loại và là chất xúc tác hoạt động.

Ứng dụng

• Một lượng nhỏ ruthenium (0,1%) được thêm vào sẽ làm tăng khả năng chống ăn mòn của titan.
• Được hợp kim với bạch kim, nó được sử dụng để chế tạo các tiếp điểm điện có khả năng chống mài mòn cực cao.
• Ruthenium dioxide và bismuth ruthenates được sử dụng trong điện trở màng dày. Hai ứng dụng điện tử này tiêu thụ khoảng 50% lượng ruthenium được sản xuất.
• Chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học. Ruthenium có một vị trí rất quan trọng làm chất xúc tác trong hệ thống lọc nước của các trạm quỹ đạo.
• Ruthenium red en được sử dụng làm chất đối kháng cạnh tranh trong nghiên cứu các kênh ion (CatSper1, TASK, RyR1, RyR2, RyR3, TRPM6, TRPM8, TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPV5, TRPV6, TRPA1, mCa1, mCa2, CALHM1) .

Khả năng của Ruthenium trong việc liên kết xúc tác với nitơ trong khí quyển ở nhiệt độ phòng cũng rất độc đáo. Phát hiện này được thực hiện bằng thực nghiệm bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota vào năm 2018, chứng minh rằng nguyên tố hóa học ruthenium là nguyên tố hóa học thứ tư có đặc tính từ tính độc đáo ở nhiệt độ phòng. Cho đến gần đây, người ta chỉ biết đến ba nguyên tố từ tính ổn định là sắt (Fe), coban (Co), niken (Ni) và một phần là gadolinium (Gd), chúng mất tính chất từ ​​tính ở nhiệt độ trên 8 độ C. Việc phát hiện ra một vật liệu từ tính mới có thể dẫn đến sự phát triển của các loại cảm biến, thiết bị lưu trữ, thiết bị xử lý thông tin mới và một loạt các thiết bị điện tử và cơ điện khác. Ngoài các công nghệ truyền thống sử dụng đặc tính từ của vật liệu, sự xuất hiện của vật liệu từ tính mới có thể đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển hơn nữa của một số lĩnh vực mới, chẳng hạn như điện tử học spin. Điều này sẽ được hỗ trợ bởi thực tế là các công nghệ phát triển màng mỏng và tạo ra cấu trúc nano đã đạt đến mức cho phép sản xuất các vật liệu có các đặc tính độc đáo mà cùng các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên này không có.

Ruthenium và các hợp kim của nó được sử dụng làm vật liệu kết cấu chịu nhiệt trong kỹ thuật hàng không vũ trụ và ở nhiệt độ lên tới 1500°C có độ bền vượt trội so với các hợp kim molypden và vonfram tốt nhất (cũng có ưu điểm là khả năng chống oxy hóa cao).

Hoạt động sinh lý và vai trò sinh học

Ruthenium dường như là một nguyên tố vi lượng. Nó là kim loại bạch kim duy nhất được tìm thấy trong các sinh vật sống (theo một số nguồn, bạch kim cũng có mặt). Tập trung chủ yếu ở mô cơ.

Ruthenia có nghĩa là "nước Nga" trong tiếng Latin. Giống như nước Nga, ruthenium đẹp đẽ, huyền bí và vô cùng bất tiện cho con người. Trước hết, thu được ruthenium nguyên chất là một vấn đề, vẫn chưa được giải quyết. Thứ hai, ruthenium rất dễ vỡ nên không thể sử dụng nó ở dạng nguyên chất. Thứ ba, ruthenium, được tìm thấy ở dạng nhiều hợp chất hóa học khác nhau, thường nguy hiểm. Bao gồm cả những chất nổ!

Tại sao không phải là Nga?

Lịch sử kim loại

Hầu hết các tuyên bố của Giáo sư K.K. Những ý tưởng của Klaus, quá táo bạo so với thời đại của họ, hóa ra lại đúng. Thực hiện một trong số chúng, vào năm 1844, Klaus đã nhận được sáu gam kim loại mà trước đây khoa học chưa biết đến và sau đó được đặt tên là ruthenium.

Các ngôi sao sáng của cộng đồng thế giới đã ghi nhận sự gần gũi của kim loại mới, một phần với sắt, một phần với osmium. Một ý kiến ​​mạnh mẽ nảy sinh - và vẫn chưa biến mất kể từ đó - rằng Trong số tất cả những kim loại được gọi là “quý tộc”, ruthenium là kim loại bazơ nhất...

Tính chất của rutheni

Các nhà khoa học hiểu rằng sự hiện diện của sự khác biệt về tính chất chỉ cho thấy rằng các mẫu đã bị ô nhiễm. Nhận thức về vấn đề này có phần khó hiểu, vì không có cách nào hiệu quả để tinh chế ruthenium khỏi tạp chất; và một phần là đáng khích lệ, vì các đặc tính lý thuyết của chất này rất đáng ghen tị.

Bằng cách này hay cách khác, ngày nay người ta không thể loại bỏ ruthenium khỏi tính dễ vỡ vốn có của vật đúc. Các nỗ lực gia công cơ khí (rèn, ép, cắt) đều dẫn đến việc phôi ruthenium bị phá hủy.

Trong khi đó, công nhân sản xuất lại rất quan tâm đến việc “chinh phục” kim loại: khả năng hấp thụ khí của ruthenium là vượt trội. Nếu palladium có thể hấp thụ hydro gấp 940 lần thể tích của nó, thì đối với ruthenium, con số này cao gần gấp đôi! Hơn nữa, khả năng hấp thụ của ruthenium không chỉ liên quan đến hydro mà còn liên quan đến nitơ, và - ở mức độ thấp hơn - các phi kim loại khác.

Ruthenium tetroxide RuO4 (cũng như rhodium dạng mịn) có hoạt tính hóa học mạnh đến mức thậm chí có thể gây nổ. Đúng, cả chất nổ rhodium và ruthenium đều khá đắt...

Giá cả và sự phổ biến

Tuy nhiên, nhu cầu hạn chế khiến bảng giá kim loại quý phải điều chỉnh. Ruthenium là loại rẻ tiền nhất. Giá trị thị trường của nó vào đầu năm 2016 chỉ cao hơn 2,7 lần so với giá ruthenium, đắt hơn gần 30 lần - mặc dù thực tế là sản lượng ruthenium hàng năm hiếm khi vượt quá 20 tấn và 2.500 tấn vàng được đưa vào thị trường thế giới. mỗi năm.

Không có sự công bằng trong việc định giá! Cũng như nó không tồn tại ở đất nước Ruthenia...

ruthenium đi đâu?

Các thiết bị lọc nước trên tàu vũ trụ hoạt động dựa trên chất xúc tác ruthenium - chúng hiệu quả nhất. Trong luyện kim màu, ruthenium là một chất phụ gia hợp kim có giá trị.Ở nồng độ một phần mười và một phần trăm phần trăm, kim loại quý làm tăng đáng kể đặc tính độ bền của sản phẩm. Cánh tuabin của động cơ phản lực, các bộ phận nhiệt độ cao của tên lửa và thiết bị nhiên liệu cho máy bay đều chứa ruthenium.

Một số công nghệ sản xuất graphene dựa trên việc sử dụng khả năng hấp thụ phi kim loại của ruthenium. Chất nền ruthenium hóa ra lại là cơ sở đáng tin cậy để phát triển cacbon biến tính.

Hỗn hợp bột ruthenium dioxide và ruthenium tetroxide cho phép các nhà khoa học pháp y xác định dấu vân tay mờ. Không có hợp chất nào khác có thể “cắn” vào các phân tử chất béo với lực mạnh như vậy!

Việc sử dụng sơn ruthenium làm...pin năng lượng mặt trời có vẻ rất hứa hẹn. Trong tương lai, con người sẽ có thể sử dụng năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi dưới dạng một hộp sơn và hai dây dẫn - và một hệ thống như vậy hứa hẹn sẽ chỉ tốn một xu.

rutheni có vấn đề

Lên đến một phần ba khối lượng xỉ trong lò phản ứng bao gồm radioruthenium nguy hiểm. Kim loại cực kỳ dính là cực kỳ khó khăn để loại bỏ. Nhưng khi bảo quản chất thải hạt nhân, ruthenium là chất đầu tiên tìm ra cách thoát khỏi kho lưu trữ! Sự di chuyển của ruthenium hoạt động xảy ra theo mọi cách có thể.

Không phải lúc nào cũng có thể đặt một rào cản đáng tin cậy theo cách của một phần tử quá “có thể di chuyển” hoặc để khử nhiễm kim loại. Cây họ đậu, thức ăn ưa thích của con người và động vật, tập trung ruthenium trong đất vào rễ của chúng.

Ruthenium là loại kim loại nhẹ nhất và kém “quý phái” nhất trong tất cả các kim loại thuộc nhóm bạch kim. Nó có lẽ là nguyên tố “đa hóa trị” nhất (đã biết đến chín trạng thái hóa trị). Mặc dù có lịch sử nghiên cứu hơn nửa thế kỷ nhưng nó vẫn đặt ra nhiều câu hỏi và vấn đề cho các nhà hóa học hiện đại. Vậy ruthenium là một nguyên tố hóa học là gì? Để bắt đầu, một chuyến tham quan ngắn vào lịch sử.

Bí ẩn và giàu có

Tên và lịch sử phát hiện ra ruthenium gắn bó chặt chẽ với Nga. Vào đầu thế kỷ 19, cộng đồng thế giới đã rất vui mừng và lo lắng trước tin tức rằng trữ lượng bạch kim dồi dào nhất đã được phát hiện ở Đế quốc Nga. Có tin đồn rằng ở Urals, việc khai thác kim loại quý này có thể được thực hiện bằng xẻng thông thường. Việc phát hiện ra nhiều tiền gửi phong phú đã sớm được xác nhận bởi việc Bộ trưởng Bộ Tài chính Nga E.F. Kankrin đã gửi sắc lệnh cao nhất tới Sở đúc tiền St. Petersburg về việc đúc tiền từ bạch kim. Trong những năm tiếp theo, khoảng một triệu rưỡi đồng xu (3,6 và 12 rúp) đã được đưa vào lưu thông, việc sản xuất chúng cần 20 tấn kim loại quý.

"Khám phá" của Ozanne

Giáo sư của Đại học Dorpat-Yuryev (nay là Tartu) Gottfried Ozanne bắt đầu nghiên cứu thành phần của quặng quý Ural. Ông đi đến kết luận rằng bạch kim đi kèm với ba kim loại chưa biết - poluran, đa thức và ruthenium - tên của chúng do chính Ozanne đặt. Nhân tiện, ông đặt tên cho cái thứ ba để vinh danh nước Nga (từ tiếng Latin Ruthenia).

Các đồng nghiệp của Ozanne trên khắp châu Âu, dẫn đầu là nhà hóa học Thụy Điển có uy tín nhất Jens Berzelius, đã rất phê phán thông điệp của giáo sư. Trong nỗ lực biện minh cho mình, nhà khoa học đã lặp lại một loạt thí nghiệm của mình nhưng không đạt được kết quả tương tự.

Hai thập kỷ sau, giáo sư hóa học Karl Karlovich Clauss (Đại học Kazan) bắt đầu quan tâm đến công trình của Ozanne. Ông đã được Bộ trưởng Tài chính cho phép lấy vài pound dư lượng sản xuất tiền xu từ phòng thí nghiệm Mint để kiểm tra lại.

Học giả người Nga A.E. Arbuzov đã lưu ý trong các bài viết của mình rằng để khám phá ra một nguyên tố mới vào thời đó, một nhà hóa học cần phải làm việc cực kỳ chăm chỉ và kiên trì, khả năng quan sát và hiểu biết sâu sắc, và quan trọng nhất là ý thức thực nghiệm tinh tế. Tất cả những phẩm chất trên đều vốn có ở mức độ cao nhất ở Karl Clauss trẻ tuổi.

Nghiên cứu của nhà khoa học này còn có ý nghĩa thực tiễn - khai thác bổ sung bạch kim nguyên chất từ ​​cặn quặng. Sau khi phát triển kế hoạch thí nghiệm của riêng mình, Clauss đã nung chảy vật liệu quặng với muối tiêu và chiết xuất các nguyên tố hòa tan: osmium, iridium, palladium. Phần không hòa tan được tiếp xúc với hỗn hợp axit đậm đặc ("nước cường toan") và chưng cất. Trong kết tủa của sắt hydroxit, ông phát hiện ra sự hiện diện của một kim loại chưa biết và cô lập nó đầu tiên ở dạng sunfua, sau đó ở dạng nguyên chất (khoảng 6 gam). Giáo sư vẫn giữ nguyên tên do Ozanne đề xuất cho nguyên tố - ruthenium.

Mở và chứng minh

Nhưng hóa ra, câu chuyện phát hiện ra nguyên tố hóa học ruthenium mới chỉ bắt đầu. Sau khi kết quả nghiên cứu được công bố vào năm 1844, một loạt lời chỉ trích đã đổ dồn vào Clauss. Những phát hiện của nhà khoa học vô danh người Kazan đã vấp phải sự hoài nghi của các nhà hóa học hàng đầu thế giới. Ngay cả việc gửi mẫu nguyên tố mới cho Berzelius cũng không cứu vãn được tình hình. Theo bậc thầy người Thụy Điển, ruthenium của Clauss chỉ là một "mẫu iridium không tinh khiết".

Chỉ những phẩm chất nổi bật của Karl Karlovich với tư cách là một nhà hóa học phân tích và thực nghiệm cùng một loạt nghiên cứu bổ sung mới cho phép nhà khoa học chứng minh rằng ông đã đúng. Năm 1846, phát hiện này đã được chính thức công nhận và xác nhận. Với công trình của mình, Klauss đã được trao Giải thưởng Demidov của Viện Hàn lâm Khoa học Nga với số tiền 10 nghìn rúp. Nhờ tài năng và sự kiên trì của giáo sư Kazan, ruthenium đã được thêm vào hàng ngũ platinoid - nguyên tố đầu tiên được phát hiện ở Nga (và ngày nay, thật không may cho trường hóa học trong nước, là trường duy nhất).

Nghiên cứu sâu hơn

Lĩnh vực sử dụng

Mặc dù tất cả các đặc tính của kim loại quý đều có trong ruthenium, nhưng nguyên tố này không được sử dụng rộng rãi trong ngành đồ trang sức. Nó chỉ được sử dụng để tăng cường hợp kim và làm cho đồ trang sức đắt tiền bền hơn.

Theo lượng ruthenium tiêu thụ, các ngành công nghiệp được sắp xếp theo thứ tự sau:

1. Điện tử.
2. Điện hóa.
3. Hóa chất.

Các đặc tính xúc tác của nguyên tố này đang có nhu cầu lớn. Nó được sử dụng trong quá trình tổng hợp axit hydrocyanic và axit nitric, trong sản xuất hydrocarbon bão hòa, glycerol và trùng hợp ethylene. Trong ngành luyện kim, chất phụ gia ruthenium được sử dụng để tăng đặc tính chống ăn mòn, truyền độ bền, khả năng kháng hóa chất và cơ học cho hợp kim. Đồng vị phóng xạ của ruthenium thường giúp các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu khoa học.

Nhiều hợp chất của nguyên tố này cũng được sử dụng làm chất oxy hóa và thuốc nhuộm tốt. Đặc biệt, clorua được sử dụng để tăng cường sự phát quang.

Ý nghĩa sinh học

Ruthenium có khả năng tích lũy trong các tế bào mô sống, chủ yếu là tế bào cơ (là kim loại duy nhất trong nhóm bạch kim). Có thể kích thích sự phát triển của phản ứng dị ứng và có tác động tiêu cực đến màng nhầy của mắt và đường hô hấp trên.

Trong y học, kim loại quý được sử dụng như một phương tiện để nhận biết các mô bị ảnh hưởng. Thuốc dựa trên nó được sử dụng để điều trị bệnh lao và các bệnh nhiễm trùng khác nhau ảnh hưởng đến da người. Vì lý do này, việc sử dụng khả năng của ruthenium để hình thành các phức hợp nitroso mạnh trong cuộc chiến chống lại các bệnh liên quan đến nồng độ nitrat quá mức trong cơ thể con người (tăng huyết áp, viêm khớp, sốc nhiễm trùng và động kinh) có vẻ rất hứa hẹn.

Ai có tội?

Gần đây hơn, các nhà khoa học ở Tây Âu khiến dư luận hết sức lo lắng với thông điệp rằng hàm lượng đồng vị phóng xạ ruthenium Ru 106 đang gia tăng trên khắp lục địa. Các chuyên gia loại trừ hoàn toàn khả năng tự hình thành của nó trong khí quyển. Cũng như sự phát thải khẩn cấp từ một nhà máy điện hạt nhân, kể từ đó, các hạt nhân phóng xạ Caesium và iốt nhất thiết phải có trong không khí, điều này chưa được xác nhận bằng dữ liệu thực nghiệm. Tác động của đồng vị này lên cơ thể con người, giống như bất kỳ nguyên tố phóng xạ nào, dẫn đến chiếu xạ các mô và cơ quan và phát triển ung thư. Theo truyền thông phương Tây, các nguồn gây ô nhiễm có thể nằm ở Nga, Ukraine hoặc Kazakhstan.

Đáp lại, đại diện Sở Truyền thông Rosatom cho biết tất cả các doanh nghiệp thuộc tổng công ty nhà nước đã và đang hoạt động bình thường. Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), trong kết luận của mình, dựa trên dữ liệu giám sát của chính mình, đã gọi mọi cáo buộc chống lại Liên bang Nga là vô căn cứ.

« »

Sergeeva Ekaterina Yuryevna

Cơ quan giáo dục tự trị nhà nước "Trường cao đẳng bách khoa Chistopol"

Người đứng đầu Ionycheva A.L.

Chú thích

Trong công trình này, tôi quan tâm đến lịch sử khám phá, tính chất và các lĩnh vực ứng dụng có thể có của nguyên tố hóa học Ruthenium, được Karl Karlovich Klaus phát hiện trong phòng thí nghiệm hóa học của Đại học Kazan và có thể được gọi chính xác là nguyên tố hóa học Kazan. Năm 2011 được UNESCO công nhận là Năm Hóa học, học sinh Kazan và Cộng hòa Tatarstan nên ghi nhớ sự kiện đặc biệt rõ ràng này trong lịch sử hơn 1000 năm của thành phố Kazan Và người duy nhất ở Nga, K.K. Klaus, người đã phát hiện ra nguyên tố hóa học tự nhiên, đặc biệt vì ông được coi là một trong những người sáng lập trường hóa học Kazan.

Chủ đề này có vẻ thú vị và phù hợp với chúng tôi bởi vì

Ruthenium là một trong những đại diện của kim loại bạch kim, nhưng được phát hiện gần đây nhất. Việc phát hiện ra Ruthenium gặp nhiều khó khăn.

Để khám phá ra một nguyên tố mới của nhóm bạch kim - ruthenium - vào thời Klaus, người ta phải có khả năng quan sát cực độ, sự sáng suốt, chăm chỉ, kiên trì và nghệ thuật thử nghiệm tinh tế. Klaus, một trong những đại diện xuất sắc đầu tiên của khoa học hóa học tại Đại học Kazan lúc bấy giờ còn non trẻ, sở hữu tất cả những phẩm chất này ở mức độ cao.

Trong khi nghiên cứu vấn đề, chúng tôi sử dụng tài liệu từ nguồn Internet: trang web Thế giới Hóa học, Wiktionary, Thư viện các nguyên tố hóa học phổ biến, Nhà xuất bản Nauka, 2011.

Trong tuần khoa học tự nhiên, chúng tôi đã tổ chức (trong số các sự kiện khác) một hội thảo khoa học và thực tiễn: “Các nhà hóa học vĩ đại và những khám phá của họ”, tại đó các công trình nghiên cứu và một số bài thuyết trình được trình bày, đã giúp ích rất nhiều cho công việc của giáo viên. và sự hứng thú của học sinh trong việc học hóa học và các môn tự nhiên khác.

Nguyên tố hóa học Kazan (Ruthenium)

“Để khám phá ra một nguyên tố mới của nhóm bạch kim, ruthenium, vào thời Klaus, người ta phải có khả năng quan sát cực độ, sự sáng suốt, chăm chỉ, kiên trì và nghệ thuật thử nghiệm tinh tế. Klaus, một trong những đại diện xuất sắc đầu tiên của khoa học hóa học tại Đại học Kazan lúc bấy giờ còn non trẻ, sở hữu tất cả những phẩm chất này ở mức độ cao.”

Viện sĩ A.E. Arbuzov

Lịch sử phát hiện ra ruthenium

Ruthenium là nguyên tố hóa học đầu tiên được phát hiện bởi nhà hóa học người Nga Karl Karlovich Klaus. Ruthenium là đại diện của kim loại bạch kim và là kim loại cuối cùng được phát hiện.

Nghiên cứu được thực hiện bởi A. Snyadetsky, một người Ba Lan theo quốc tịch và nhà khoa học người Nga K.K. Klaus. E.F. đã hỗ trợ rất nhiều cho nhà khoa học. Kankrin, lúc đó giữ chức Bộ trưởng Bộ Tài chính

K.K. Klaus

Chính ông là người đã cung cấp cho Klaus phần còn lại của bạch kim thô, từ đó nhà khoa học đã cô lập được bạch kim, cũng như các kim loại khác: rhodium, palladium, iridium và osmium. Ngoài những kim loại này, ông còn cô lập được một hỗn hợp gồm những kim loại khác mà theo Klaus, có thể chứa một chất mới vẫn chưa được biết đến. Nhà hóa học lặp lại thí nghiệm của G.V. Ozanne, và sau đó, sau khi phát triển kế hoạch thí nghiệm của riêng mình, đã thu được một nguyên tố hóa học mới, ruthenium. Và một lần nữa anh ấy lại gửi một lá thư cho I. Bercellius, nhưng anh ấy, giống như lần đầu tiên, không đồng ý với lập luận của Klaus. Nhưng nhà hóa học người Nga đã không để ý đến lập luận của Bercellius và chứng minh rằng ông đã phát hiện ra một nguyên tố hóa học mới thuộc nhóm bạch kim. Và vào năm 1845, Bercellius đã công nhận việc phát hiện ra ruthenium.

Một nguyên tố hóa học được đặt theo tên nước Nga (tên Latin của nước Nga là Ruthenia)

Theo yêu cầu của Bộ Tài chính, giáo sư Karl Karlovich Klaus của Đại học Kazan vào năm 1841 đã bắt đầu tìm cách xử lý phần còn lại của quặng bạch kim được tích lũy tại Xưởng đúc tiền St. Petersburg để chiết xuất bạch kim đầy đủ hơn. Một năm trước, nhờ nỗ lực của Hiệu trưởng Lobachevsky, một tòa nhà hai tầng riêng biệt với tầng hầm khổng lồ được trang bị những thiết bị hiện đại nhất đã được dựng lên làm phòng thí nghiệm hóa học.

Klaus đã thiết lập thành phần của cặn quặng bạch kim và phát triển các phương pháp tách và thu được kim loại bạch kim nguyên chất. Klaus đã phải vượt qua những khó khăn thực nghiệm đặc biệt dựa trên trình độ hiểu biết vào thời điểm đó. Ngoài ra, công việc này còn nguy hiểm cho sức khỏe vì các chất cực kỳ độc hại được hình thành trong quá trình chế biến quặng.

Trong số các thành phần bị cô lập, Klaus đã phát hiện ra một kim loại chưa từng được biết đến trước đây. Ông đã nghiên cứu các tính chất của cả kim loại và các hợp chất của nó, xác định trọng lượng nguyên tử của nó một cách đặc biệt và phát triển một phương pháp để cô lập và tinh chế nó. Năm 1844, Klaus công bố kết quả của mình, đặt tên nguyên tố hóa học mới là ruthenium, theo tên nước Nga. Cộng đồng khoa học thế giới ban đầu chấp nhận khám phá này với sự nghi ngờ, vì nhiều nguyên tố đã được “phát hiện” do nhầm lẫn.

Mãi đến năm 1846, khi Klaus xuất bản một bài báo mới về nghiên cứu sâu hơn về ruthenium, khám phá của ông mới được chấp nhận rộng rãi. Chẳng bao lâu, giáo sư người Kazan đã được Viện Hàn lâm Khoa học Nga trao tặng Giải thưởng Demidov cho nghiên cứu trong lĩnh vực kim loại bạch kim. Giá trị 10.000 rúp của nó khi đó lớn hơn nhiều so với giải Nobel hiện tại.

Phòng thí nghiệm hóa học của Đại học Kazan, nơi Klaus làm việc năm 1842. Một trăm năm sau, Viện Kurchatov tương lai bắt đầu hoạt động trong căn phòng này.

Thu được ruthenium

Tách kim loại bạch kim và thu được chúng ở dạng nguyên chất (tinh chế) là một công việc rất khó khăn, đòi hỏi nhiều nhân công, thời gian, thuốc thử đắt tiền cũng như kỹ năng cao. Hiện nay, nguồn kim loại bạch kim chính là đồng-niken sunfua. quặng. Do quá trình xử lý phức tạp của chúng, cái gọi là kim loại "thô" bị nấu chảy - bị nhiễm niken và đồng. Trong quá trình tinh chế điện phân, các kim loại quý tích tụ dưới dạng bùn cực dương, được gửi đi tinh chế.

Một nguồn ruthenium đáng kể để khai thác là việc tách nó khỏi các mảnh phân hạch của vật liệu hạt nhân (plutonium, uranium, thorium), trong đó hàm lượng của nó đạt tới 250 gram mỗi tấn nhiên liệu hạt nhân “cháy”.

Tính chất vật lý của ruthenium.

Về độ chịu lửa (nóng chảy ở 2250 ° C), ruthenium chỉ thua kém một số nguyên tố - rhenium, osmium, vonfram.

Các đặc tính có giá trị nhất của Ruthenium là tính chịu lửa, độ cứng, khả năng kháng hóa chất và khả năng tăng tốc một số phản ứng hóa học. Các hợp chất điển hình nhất là những hợp chất có hóa trị 3+, 4+ và 8+. Có xu hướng tạo thành các hợp chất phức tạp. Nó được sử dụng làm chất xúc tác, trong hợp kim với kim loại bạch kim, làm vật liệu cho đầu nhọn, cho các điểm tiếp xúc, điện cực và trong đồ trang sức.

Tính chất hóa học của ruthenium.

Ruthenium và Osmium giòn và rất cứng. Khi tiếp xúc với oxy và các tác nhân oxy hóa mạnh, chúng tạo thành các oxit RuO4 và OsO4. Đây là những tinh thể màu vàng dễ nóng chảy. Hơi của cả hai hợp chất đều có mùi nồng, khó chịu và rất độc. Cả hai hợp chất này đều dễ dàng nhường oxy, bị khử thành RuO2 và OsO2 hoặc thành kim loại. Với chất kiềm, RuO4 tạo ra muối (ruthenat). Nghiên cứu Ruthenium đặt ra ba thách thức cho các nhà hóa học ngày nay:

Nhiệm vụ số 1: Làm thế nào để loại bỏ ruthenium?

Ruthenium có nhiều đặc tính có giá trị và thú vị. Về nhiều đặc tính cơ, điện và hóa học, nó có thể cạnh tranh với nhiều kim loại và thậm chí cả bạch kim và vàng. Tuy nhiên, không giống như những kim loại này, ruthenium rất dễ vỡ và do đó vẫn chưa thể tạo ra bất kỳ sản phẩm nào từ nó. Nhiệm vụ số 1 được giao cho các nhà khoa học công nghệ hạt nhân.

Đồng vị phóng xạ của ruthenium không tồn tại trong tự nhiên, nhưng chúng được hình thành do sự phân hạch của hạt nhân uranium và plutonium trong lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân, tàu ngầm, tàu và trong vụ nổ bom nguyên tử. Từ quan điểm lý thuyết, thực tế này chắc chắn là thú vị. Nó thậm chí còn có một “niềm say mê” đặc biệt: giấc mơ của các nhà giả kim đã trở thành hiện thực - kim loại cơ bản đã biến thành kim loại cao quý. Quả thực, ngày nay, các nhà máy sản xuất plutonium thải ra hàng chục kg ruthenium kim loại quý. Nhưng tác hại thực tế do quá trình này gây ra đối với công nghệ hạt nhân sẽ không đáng kể ngay cả khi có thể sử dụng tốt tất cả ruthenium được sản xuất trong các lò phản ứng hạt nhân.

Tại sao ruthenium lại có hại như vậy?

Một trong những ưu điểm chính của nhiên liệu hạt nhân là khả năng tái tạo của nó. Như đã biết, khi các khối uranium bị đốt cháy trong các lò phản ứng hạt nhân, một loại nhiên liệu hạt nhân mới sẽ được hình thành - plutonium. Đồng thời, tro bụi cũng được hình thành - các mảnh phân hạch của hạt nhân uranium, bao gồm cả đồng vị ruthenium. Tất nhiên tro phải được loại bỏ.

Ruthenium bắt đầu di chuyển dần vào lòng đất, tạo ra nguy cơ ô nhiễm phóng xạ ở khoảng cách lớn tính từ hồ chứa. Điều tương tự cũng xảy ra khi các mảnh vỡ được chôn trong hầm mỏ ở độ sâu lớn. Ruthenium phóng xạ, có tính linh hoạt cao (ở dạng hợp chất nitroso hòa tan trong nước), hay nói chính xác hơn là khả năng di chuyển, có thể di chuyển rất xa cùng với nước ngầm.

Các nhà vật lý, hóa học, công nghệ và đặc biệt là các nhà hóa học phóng xạ ở nhiều nước rất quan tâm đến cuộc chiến chống ruthenium phóng xạ. Tại Hội nghị quốc tế I và II về sử dụng năng lượng nguyên tử một cách hòa bình ở Geneva, một số báo cáo đã được dành cho vấn đề này. Tuy nhiên, vẫn không có lý do gì để coi cuộc chiến chống lại ruthenium đã kết thúc thành công, và rõ ràng, các nhà hóa học sẽ phải làm việc nhiều hơn nữa để vấn đề này được chuyển sang loại cuối cùng đã được giải quyết.

Nhiệm vụ số 2: nghiên cứu sâu hơn về tính chất hóa học của ruthenium và các hợp chất của nó.

Sự liên quan đặc biệt của nhiệm vụ số 1 buộc các nhà nghiên cứu phải thâm nhập sâu hơn bao giờ hết vào thành phần hóa học của ruthenium và các hợp chất của nó.

Ruthenium là một nguyên tố hiếm và rất vi lượng. Chỉ có một khoáng chất được biết đến là nó hình thành trong điều kiện tự nhiên. Đây là Laurite RuS 2 – một chất rất cứng, nặng, màu đen, cực kỳ hiếm trong tự nhiên. Trong một số hợp chất tự nhiên khác, ruthenium chỉ là một tạp chất đẳng cấu, lượng của nó, theo quy luật, không vượt quá một phần mười phần trăm. Các tạp chất nhỏ của hợp chất ruthenium được phát hiện trong quặng đồng-niken ở mỏ Sedbury của Canada và sau đó ở các mỏ khác.

Một trong những tính chất hóa học đáng chú ý nhất của ruthenium là nhiều trạng thái hóa trị. Sự chuyển đổi dễ dàng của ruthenium từ trạng thái hóa trị này sang trạng thái hóa trị khác và sự phong phú của các trạng thái này dẫn đến sự phức tạp và độc đáo tột độ của hóa học ruthenium, vốn vẫn còn nhiều chỗ trống.

Nhà khoa học Liên Xô Sergei Mikhailovich Starostin đã dành cả cuộc đời mình để nghiên cứu tính chất hóa học của ruthenium và các hợp chất của nó. Chính ông là người đã chứng minh rằng những khó khăn to lớn nảy sinh khi tách ruthenium khỏi plutonium và uranium có liên quan đến sự hình thành và tính chất của phức ruthenium nitroso.

Một số nhà khoa học cho rằng có thể cô lập các polyme vô cơ dựa trên phức hợp nitroso ruthenium.

Vài thập kỷ trước, các phức ruthenium đã cung cấp dịch vụ quan trọng cho lý thuyết hóa học, trở thành một mô hình xuất sắc giúp Werner tạo ra lý thuyết phối hợp nổi tiếng của mình. Có lẽ các hợp chất polyme của ruthenium sẽ đóng vai trò là hình mẫu để xây dựng lý thuyết về các polyme vô cơ.

Thử thách số 3: Sử dụng Ruthenium

Ruthenium được sử dụng ở đâu và triển vọng sử dụng nó là gì?

Ruthenium, giống như bạch kim và palladium, có đặc tính xúc tác, nhưng thường khác chúng ở tính chọn lọc và chọn lọc cao hơn. Xúc tác dị thể sử dụng ruthenium kim loại và các hợp kim của nó. Chất xúc tác hiệu quả nhất thu được bằng cách lắng đọng ruthenium trên các chất mang khác nhau có bề mặt phát triển cao. Trong nhiều trường hợp, nó được sử dụng cùng với bạch kim để tăng hoạt tính xúc tác. Hợp kim của rhodium, ruthenium và bạch kim làm tăng tốc độ oxy hóa amoniac trong sản xuất axit nitric. Ruthenium được sử dụng để tổng hợp axit hydrocyanic từ amoniac và metan, để thu được hydrocacbon bão hòa từ hydro và carbon monoxide. Phương pháp trùng hợp ethylene trên chất xúc tác ruthenium đã được cấp bằng sáng chế ở nước ngoài.

Chất xúc tác ruthenium đã trở nên quan trọng đối với phản ứng sản xuất glycerol và các rượu đa chức khác từ xenlulo bằng quá trình hydro hóa.

Các hợp chất hữu cơ kim loại của ruthenium được sử dụng làm chất xúc tác đồng nhất cho các phản ứng hydro hóa khác nhau, và xét về độ chọn lọc cũng như hoạt tính xúc tác, chúng không thua kém các chất xúc tác dựa trên rhodium đã được công nhận.

Ưu điểm chính của chất xúc tác ruthenium là tính chọn lọc cao. Chính điều này đã cho phép các nhà hóa học sử dụng ruthenium để tổng hợp nhiều loại sản phẩm hữu cơ và vô cơ. Chất xúc tác ruthenium đang bắt đầu cạnh tranh nghiêm trọng với bạch kim, iridium và rhodium.

Nguyên tố số 44 có phần kém khả năng hơn trong luyện kim nhưng nó cũng được sử dụng trong ngành này. Việc bổ sung một lượng nhỏ ruthenium thường làm tăng khả năng chống ăn mòn, độ bền và độ cứng của hợp kim. Thông thường nó được đưa vào kim loại để tạo ra các điểm tiếp xúc cho kỹ thuật điện và thiết bị vô tuyến. Một hợp kim của ruthenium và bạch kim đã được ứng dụng trong pin nhiên liệu của một số vệ tinh nhân tạo trên Trái đất của Mỹ. Hợp kim của ruthenium với lanthanum, xeri, scandium và yttrium có tính siêu dẫn. Cặp nhiệt điện được làm từ hợp kim iridium và ruthenium có thể đo nhiệt độ cao nhất.

Có thể mong đợi nhiều điều từ việc sử dụng lớp phủ ruthenium được áp dụng dưới dạng lớp mỏng (màng) cho các vật liệu và sản phẩm khác nhau. Lớp màng như vậy làm thay đổi đáng kể tính chất và chất lượng của sản phẩm, tăng khả năng kháng hóa chất và cơ học, giúp chúng chống ăn mòn, cải thiện đáng kể các tính chất điện, v.v. Lớp phủ mỏng làm từ kim loại quý, bao gồm cả ruthenium, ngày càng trở nên quan trọng trong những năm gần đây trong nhiều lĩnh vực điện tử, kỹ thuật điện và vô tuyến, công nghiệp hóa chất và cả đồ trang sức.

Một tính chất thú vị của kim loại ruthenium - hấp thụ và cho hydro đi qua - có thể được sử dụng thành công để tách hydro từ hỗn hợp khí và thu được hydro siêu tinh khiết.

Nhiều hợp chất ruthenium có đặc tính có lợi. Một số trong số chúng được sử dụng làm chất phụ gia trong thủy tinh và men làm thuốc nhuộm vĩnh viễn; Ví dụ, clorua ruthenium làm tăng khả năng phát quang của luminol, polyamine ruthenium có đặc tính huỳnh quang, muối Na2 2H2O là chất áp điện, RuO4 là chất oxy hóa mạnh. Nhiều hợp chất ruthenium có hoạt tính sinh học.

Chiếc lông "vĩnh cửu"

Ngòi bút máy liên tục cọ xát vào giấy và do đó bị mòn. Để làm cho cây bút thực sự “vĩnh cửu”, đầu bút được hàn lại. Một số hợp kim để hàn lông vũ “vĩnh cửu” bao gồm ruthenium. Ngoài ra, các hợp kim này còn chứa vonfram, coban và boron.

Ruthenium cũng được sử dụng trong sản xuất hợp kim làm giá đỡ kim la bàn. Những hợp kim này phải cứng, bền và đàn hồi. Trong số các khoáng chất tự nhiên, iridium thẩm thấu rất hiếm có đặc tính như vậy. Vật liệu nhân tạo làm kim la bàn, cùng với osmium và iridium, và đôi khi là các kim loại khác, bao gồm nguyên tố số 44 - ruthenium.

Có liên lạc!

Trong kỹ thuật điện, đồng từ lâu đã được sử dụng làm địa chỉ liên lạc. Nó là một vật liệu lý tưởng để truyền dòng điện mạnh. Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu sau một thời gian nhất định các điểm tiếp xúc được phủ một lớp oxit đồng? Bạn có thể lau chúng bằng giấy nhám và chúng sẽ sáng bóng trở lại như mới. Đó là một vấn đề khác trong công nghệ dòng điện thấp. Ở đây, bất kỳ màng oxit nào trên điểm tiếp xúc đều có thể làm gián đoạn hoạt động của toàn bộ hệ thống. Do đó, các tiếp điểm dành cho dòng điện thấp được làm bằng paladi hoặc hợp kim bạc-palađi. Nhưng những vật liệu này không có đủ độ bền cơ học. Việc bổ sung một lượng nhỏ ruthenium (1...5%) vào hợp kim sẽ mang lại độ cứng và độ bền cho các tiếp điểm. Điều tương tự cũng áp dụng cho các tiếp điểm trượt, phải chống mài mòn tốt.

Ruthenium màu đỏ.

Đây là tên của một loại thuốc nhuộm vô cơ, là một phức hợp amoni clorua của ruthenium. Màu đỏ Ruthenium được sử dụng trong các nghiên cứu về giải phẫu và mô học (khoa học về mô sống). Dung dịch thuốc nhuộm này, khi pha loãng theo tỷ lệ 1:5000, tạo màu cho các chất pectin và một số loại vải có tông màu hồng và đỏ. Nhờ đó, nhà nghiên cứu có thể phân biệt các chất này với các chất khác và phân tích tốt hơn phần được kiểm tra dưới kính hiển vi.

Ứng dụng Ruthenium để trồng graphene.

Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven (Mỹ) đã chỉ ra rằng trong quá trình tăng trưởng epiticular của graphene, các vùng graphene vĩ mô được hình thành trên bề mặt Ru(0001). Trong trường hợp này, sự tăng trưởng xảy ra từng lớp và mặc dù lớp đầu tiên được kết nối chặt chẽ với chất nền, nhưng lớp thứ hai thực tế không tương tác với nó và vẫn giữ được tất cả các đặc tính độc đáo của graphene.
Quá trình tổng hợp dựa trên thực tế là độ hòa tan của cacbon trong ruthenium phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ 1150 °C, ruthenium được bão hòa carbon và khi nhiệt độ giảm xuống 825 °C, carbon nổi lên bề mặt, dẫn đến sự hình thành các đảo graphene có kích thước lớn hơn 100 micron. Các hòn đảo phát triển và đoàn kết lại, sau đó lớp thứ hai bắt đầu phát triển.