ФАКУЛТЕТ ЗА МЕДИЦИНСКИ НАУКИ

-ОПШТА МЕДИЦИНА-

СЕМИНАРСКА РАБОТА ПО ПРЕДМЕТОТ ХЕМИЈА

-РУТЕНИУМ-

ИЗРАБОТИЛ: МЕНТОР:

САРА КЕБАКОСКА

ШТИП

ДЕКЕМВРИ 2013

СОДРЖИНА1. ВОВЕД.....................................................................................................................................1

1.1 Група VIIIB на периодниот систем...............................................................................1

2. РУТЕНИУМ............................................................................................................................2

2.1 Соединенија и изотопи на рутениум.............................................................................2

2.1.1 Оксиди и комплекси................................................................................................2

2.1.2 Изотопи.....................................................................................................................3

2.2 Откривање, наоѓање, добивање и употреба.................................................................3

2.2.1 Откривање................................................................................................................3

2.2.2 Наоѓање.....................................................................................................................4

2.2.3 Добивање..................................................................................................................5

2.2.4 Употреба...................................................................................................................5

3. ЗАКЛУЧОК............................................................................................................................8

4. КОРИСТЕНА ЛИТЕРАТУРА..............................................................................................9

1

1. ВОВЕД

Периодниот систем на хемиските елементи е табела која ги содржи основните и

најважни податоци за елементите кои до денес се откриени, како што се електронската

конфигурација, вредностите за електронегативноста, атомскиот (реден) број, хемискиот

симбол и сл. За прв пат овој систем бил конструиран од рускиот научник Димитриј

Иванович Менделеев, па затоа понекогаш е познат и како Менделеев систем. Периодниот

систем се состои од хоризонтални низи (редови) наречени периоди и вертикални низи

(колони) наречени групи. Постојат седум периоди, а бројот и означувањето на групите

може да биде најразличен. Елементите во периодниот систем се подредени според

растење на атомскиот (односно редниот) број на хемискиот елемент. Бидејќи во атомот

бројот на електрони е еднаков со бројот на протони (т.е. атомскиот број), следува дека кај

секој следен елемент, освен бројот на протони, и бројот на електрони се зголемува за еден.

1.1 Група VIIIB на периодниот систем

Осмата B-група нa хемиски елементи е една од 18-те групи во периодниот систем

на елементи. Во оваа група се наоѓаат:

железо рутениум осмиум хасиум

Сите четири елементи од оваа група се преодни метали. Железо, рутениум и

осмиум се јавуваат во природата, додека хасиум е вештачки добиен. Атомските маси на

овие елементи се движат помеѓу 26 и 108. Оваа група го носи и називот VIIIB група на

хемиски елементи, како и железна група на хемиски елементи.

2

2. РУТЕНИУМ

Атомски (реден) број 44

Хемиски симбол Ru

Атомска маса 101.1

Периода V

Електронска конфигурација>1s22s22p63s23p63d104s24p64d75s1

Рутениумот е многу редок, тврд, крт, сјајен, сребрено-бел метал што не потемнува

на собна температура. Карактеристично како и за сите други преодни метали, и

рутениумот постои во повеќе оксидациони состојби II, III и IV. Отпорен е на воздух, вода

и киселини. Реагира со стопени алкани и халогени елементи, а неговото оксидирање ма

800◦C може да биде експлозивно. Името го добил според латинското име за Русија-

3

Ruthenia. Тој исто така припаѓа и на платинската група метали заедно со, платината(Pt),

родиумот (Rh), паладиумот (Pd), осмиумот(Os) и иридиумот (Ir).

2.1 Соединенија и изотопи на рутениум

2.1.1 Оксиди и комплекси

Рутениумот може да биде оксидиран во рутениум(IV)оксид RuO2, кој понатаму се

оксидира со натриум метаперјодат до рутениум тетраоксид, RuO4, силен оксидационен

агенс со структура и особини аналогни на осмиум тетраоксид . Како и тој, рутениум

тетраоксидот е добар фикастор и обојувач на препарати за електронска микроскопија на

органски материјали.

Рутениумот формира бројни координациони комплекси. Примери за нив се многу

пенатамино деривати [Ru(NH3)5L]n+ кои често егзистираат во двете оксидациони состојби

на рутениум Ru(II) и Ru(III). Дериватите на бипиридин и тетрапиридин се истотака

бројни, а најпознат е луминисцентниот три(бипиридин)рутениум (II)хлорид.

Рутениумот формира бројни соединанија со јаглеродно-рутениумови врски.

Рутеноценот е аналогно соединение на фероценот, но покажува забележителни редокс

особини.

Рутеноцен

2.1.2 Изотопи

Рутениумот во природата е составен од седум стабилни изотопи. Накнадно се

откриени уште 34 радиоактивни изотопи, од кои најстабилни се 106Ru со период на

полураспаѓање од 373.59 дена, 103Ru 39.26 дена и 97Ru со 2.9 дена. Петнаесет радиоактивни

4

изотопи имаат атомска маса од 89.93 (90Ru) до 114.928 (115Ru). Повеќето од нив имаат

период на полураспаѓање пократок од неколку минути со исклучок на 95Ru кој има: 1.643

часа и and 105Ru 4.44 часа.

2.2 Откривање, наоѓање, добивање и употреба

2.2.1 Откривање

Платинските легури кои ги содржат сите шест платински метали биле користени

уште од предколумбовските Американци. На европските хемичари платината како

материјал им била позната дури од средината на 16-ти век додека како чист метал била

идентификувана дури во 18-ти век. Откритието дека природната платина содржи

паладиум, родиум, осмиум, и иридиум се случило во првите децении на 19-ти век.

Платината во алувијалните песоци на Руските реки давале пристап кон сирови

материјали за произведување на плакети и медали но и при сечење на руските

монети(рубљи), кој процес започнал во 1828 год. Остатоците при производството на

платина и нивната употреба при сечење на монетите во Русија ги донело и истражувачите

таму.

Од платинските метали, Рутениумот е последен откриен. Првичното, но

непотполно сигурно откритие го направил шведскиот хемичар Јаков Берцелиус во 1928

год., заедно со рускиот хемичар Годфрид Б.Озан. Тие испитувале остатоци од платински

руди после растворање во “царска вода“(раствор на HCl и HNO3, во однос 1:3). Озан

верувал дека има три нови метали во остатоците, и ги нарекол плураниум, полиниум и

рутениум. Бецелиус бил скептичен.

Полскиот хемичар, Јержеј Снијадецки, имал добиено рутениум(го нарекол

вестиум) уште во 1807, но ги повлекол своите тврдења откако некои други научници не

успеале да ги потврдат неговите резултати.

Подоцна, во Казан, Русија, во 1844 год., Карл К. Клаус, ги повторил

експериментите на Озан, за да ги проучи и потврди резултатите до кои дошол.Тој докажал

дека има само еден метал присутрен во остатоците. Го задржал името рутенум кое му го

дал Озан. Клаус користел долга постапка за добивање на сол на рутениум, амониум

5

хлорорутенат (NH4)2RuCl6, од каде што понатаму можел да го изолира металот рутениум

и да ги идентификува неговите својства. Името, како што беше спомнато, доаѓа од

латинскиот назив за Русија, бидејќи платинските руди што ги испитувале доаѓале од

планината Урал во Русија.

2.2.2 Наоѓање

Рутениумот често се најдува во остатоци на платинска руда и во почетокот се

добивал како нуспроизвод при ископување и преработка на платина. Рутениумот истотака

се јавува како нус производ при ископување на никел во регионот Садбури во Онтарио,

Канада, и во наслаги на пироксенит во Јужна Африка. Во нативна форма, рутениумот е

многу редок минерал.

2.2.3 Добивање

При физија на ураниум U 235, се добива продукт кој содржи значителна количина на

рутениум и полесни платински метали, така што употребените нуклеарни горива се

многу добар извор на рутениум. Комплицираната екстракција е доста скап процес и

радиоактивните изотопи на рутениум присутни во смесата можат да извршат

озрачување бидејќи имаат долг полуперод на распаѓање, не толку како ураниум и

други радиоактивни елементи но сепак , тоа го прави овој начин неатрактивен за

изолирање на рутениум.

При преработка на платински

руди, најпрво се отстрануваат

среброто, златото, паладиумот

и платината, па потоа се пристапува

кон обработка на остатокот.

Тој се топи заедно со натриум

дисулфат NaHSO4, и оваа мешавина се

6

екстахира со вода како би се добил раствор кој содржи родиум сулфатRh2(SO4)3.

Нерастворливиот остаток се топи со натриум пероксид Na2O2 и се екстрахира во

вода како би се издвоиле соли на рутениум и осмиум. Остатокот содржи и иридиум

оксид IrO2. Реакцијата на солта со хлор дава нестабилни оксиди на рутениум и

осмиум (RuO4 и OsO4) . Рутениум оксидот се раствора во HCl и се добива H3RuCl6, а

рутениумот се исталожува како чист (NH4)3RuCl6 третиран со NH4Cl. Со

евапорирање до исушување и горење во присуство на водород се добива чист

рутениум.

2.2.4 Употреба

Во почетокот се употребувал за правење на легури. Со додавање на 0.1% рутениум

на титаниум, тој станувал 100 пати поотпорен на корозија. Мали количини на

рутениум се додаваат и на платина и на паладиум за да ги направат поцврсти. Овие

легури се употребуваат и во златарството при изработка на накит, но и во

електронскат индустрија за производство на контакти кои треба да бидат отпорни

на триење.

Рутениумот има каталитички својства; на пример, H2S може да биде поделен од

страна на светлината во присуство на воден раствор на честички од CdS

“натоварени“ со RuO2.

Интересен е фактот дека, рутениумот се користи при изработка на некои пенкала

од светски познатиот произведувач Паркер, како што е Паркер 51 чие што перо има

ознака “RU“, и е изработено од 14 каратно злато обложено со легура од 96,2%

рутениум и 3,8% иридиум.

7

Рутениумот е компонента на анодите од мешани-метални оксиди (ММО), кои се

употребуваат при катодна заштита на подземни структури, електрични ќелии за

хемиски процеси, како што е генерирање на хлор од солена вода.

Флуоресцентноста на некои рутениумови комплекси, згаснува во присуство на

кислород, што води кон нивна употреба како оптички сензори за кислород.

Рутениум црвено [(NH3)5Ru-O-Ru(NH3)4-O-Ru(NH3)5]6+, е биолошка боја која се

употребува за боење на полианјонски молекули како што се пектинот и

нуклеинските киселини при нивно испитување со светлосен или електронски

микроскоп.

Бета-распаѓачкиот изотоп на рутениум R106 , се користи во радиотерапија на очни

тумори, претежно малигни меланоми на увеата во окото.

Во споредба со комплексите на платина, оние на рутениумот, покажуваат поголема

отпорност кон хидролиза и повеќе селективни дејствија при третирање на тумори.

NAMI-A и KP1019 се два вида на лекови кои се во фаза на испитување, а нивната

употреба би била во борба против метастазирани тумори и рак на дебелото црево.

Некои рутениумови комплекси апсорбираат светлина од видливиот спектар и

активно се вршат испитувања за нивна употреба како потенцијална соларна

енергија. На пр. соединенијата кои содржат рутениум се користат за апсорбирање

на светлина при соларни ќелии осетливи на боја, ветувачки нов и евтин извор на

соларна енергија.

Талози од рутениум добиени со хемиско испарување се користат како метод за

произведување на танки филмови од рутениум на супстрати. Овие филмови

покажуваат ветувачка употреба кај микрочипови и за гигантски магнеторезистивни

читачи за хард дискови кај компјутерите.

Рутениумот исто така се предлага како можен материјал за микроелелктроника

бидејќи неговата употреба е компатибилна со полупроводничката технологија.

Многу оксиди кои содржат и рутениум(ММО), покажуваат многу необични

особини, зачудувачка суперпроводливост и феромагнетизам при високи

температури.

8

3. ЗАКЛУЧОК

Од претходно изложеното може да се заклучи дека практичната примена на овој

редок метал и на неговите соединенија е бројна и од големо значење за човекот. Фактот

дека и припаѓа на т.н платинска група на метали или благородни метали, го прави уште

позначаен. Но, бидејќи знаеме дека платинските метали се многу скапи, последователно

го прави и рутениумот скап метал, и само многу богатите земји можат да си дозволат

негова и примена на неговите соединенија во индустриски, еколошки и медицински цели.

9

4. КОРИСТЕНА ЛИТЕРАТУРА

1 Неорганска хемија, проф.д-р. Димче Тошев, Просветно дело, Скопје, 1979,

2 OPĆA I ANORGANSKA KEMIJA-II, Filipović,Lipanović, SKOLSKA KNJIGA -

ZAGREB 1978 god.

3 WIKIPEDIA

4 http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=3471

10