Ruthenium

Ruthenium im Periodensystem

Ruthenium ist ein chemisches Element, welches zur Serie der Übergangsmetalle zählt. Es wird symbolisch durch „Ru“ beschrieben und entspricht der Ordnungszahl 44.

ruthenium

Name Ruthenium
Symbol Ru
Ordnungszahl 44
Aussehen silbrig metallisch
CAS-Nummer 7440-18-8
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Eisengruppe



Wann wurde Ruthenium entdeckt und von wem?

Ruthenium wurde von dem Karl Ernst Claus 1844 entdeckt. Dieser deutsch-baltische Wissenschaftler wiederholte in Kasan an der Universität Experimente eines anderen Chemikers, der bereits zuvor dieses Element extrahiert hatte. Rhutenium wurde aus Platinerz gewonnen, allerdings gelang es nur Karl Ernst Claus seine Experimente durch den Chemiker Jakob Berzelius, seine Forschungsergebnisse erfolgreich bestätigen zu lassen. Daher gilt Karl Ernst Claus als der Entdecker des chemischen Elementes Rhuteniums.

Wie kam Ruthenium zu seinem Namen?

1828 entdeckte der Wissenschaftler Gottfried Osann ein Oxid, welches sich erheblich von den Eigenschaften der bis dahin bekannten chemischen Elemente unterschied. Nach der Reduktion erhielt dieser ein Metall in goldgelber Farbe. Der Chemiker benannte dieses Element nach seinem Heimatland Russland: Ruthenium. Allerdings gelang es diesem Wissenschaftler nicht, dieses Element erneut zu extrahieren und seine Forschungsergebnisse konnten auch durch andere Wissenschaftler nicht bestätigt werden. Als 1844 Karl Ernst Claus die Extraktion eines bis zu dieser Zeit unbekannten chemischen Elementes aus Platinerz bestätigen lassen konnte durch Jakob Berzelius, verlieh er diesem den Namen Rhutenium.

Welche Eigenschaften hat Ruthenium?

Rhutenium verfügt über eine Dichte von 12,37 g/cm³ und ist das zweitleichteste Platinmetall. Es handelt sich um ein hartes, sprödes und silberweißes Metall. Der Siedepunkt liegt bei 4592 K und schmilzt bei 2606 K. Weiterhin kristallisiert dieses Element in der Formelgruppe 6/mmm in einer hexagonal-dichten Kugelpackung. Es wird davon ausgegangen, dass das Ruthenium eine Modifikation bis zum Schmelzpunkt besitzt. Dieses leichte Metall ist reaktionsträge und erst bei 700°C weist es Reaktionen mit Sauerstoff auf. Hierdurch entsteht Ruthenium (VIII)-oxid. Ebenso bildet sich Ruthenium (VI)-flourid erst bei größerer Hitze mit Fluor. Das Gleiche ist bei der Reaktion mit Chlor der Fall: Erst bei größerer Hitze reagiert Ruthenium mit Chlor zu Ruthenium (III)-chlorid. In Säuren wie Schwefelsäure, Flusssäure, Königswasser oder Salpetersäure löst sich Ruthenium nicht. Eine schnelle Oxidation erfolgt hingegen sehr schnell durch starke Oxidationsmittel wie Natriumhydroxid-Natriumperoxid-Schmelzen oder Kaliumhydroxid-Kaliumnitrat. Chlor- und Bromlösungen greifen Ruthenium hingegen langsam an, Quecksilber(II)-chlorid oder Cyanidlösungen greifen das Platinmetall auch schnell an.

Wo ist Ruthenium enthalten? Wie entsteht es?

Ruthenium ist in Platinerzen enthalten. Bei der Extaktion von diesem seltenen Leichtmetall werden verschiedene Verfahren angewendet: Durch Destillation wird das Ruthenium abgespalten, wenn ein Erz eine hohe Konzentration enthält. Hierbei wird vermieden, dass bei der Gewinnung von Ruthenium(VIII)-oxid explosive Stickstoff-Chlor-Verbindungen durch Ammoniumsalze entstehen.
Befinden sich nur kleine Mengen von Ruthenium im Erz, werden zuerst die anderen Platinmetalle abgespalten. Hierbei werden häufig Lösungsmittel verwendet, sodass Ruthenium übrig bleibt und durch Destillation abgetrennt werden kann. Bei 800°C wird Ruthenium(IV)-oxid oder Ammoniumhexachlororuthenat in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert, um metallisches Ruthenium zu erhalten. Bei der Nickelproduktion fällt Anodenschlamm an, welches ein Rohstoff zur Gewinnung von Ruthenium darstellt. Weiterhin kommen abgebrannte Brennelemente in Betracht, um Ruthenium zu erhalten, da dies bei der Kernspaltung entsteht. Knapp zwei Kilogramm Ruthenium sind in einer Tonne Brennelemente enthalten. Jährlich werden weltweit ungefähr 20 Tonnen Ruthenium gewonnen.

Wofür braucht man Ruthenium?

Ruthenium wird überwiegend in der Elektronikindustrie verwendet. Bei dem Perpendicular Recording wird durch das Auftragen einer dünnen Schicht dieses Elementes die Speicherschicht von einer weichmagnetischen Unterschicht getrennt. Des Weiteren werden dünne Schichten aus Ruthenium bei elektrischen Kontakten verwendet wie beispielsweise in Reedrelais oder Schleifringen, da dieses chemische Element beständiger gegen Abrieb ist als andere Metalle. Eher selten wird Ruthenium aufgrund seiner katalytischen Wirkung zur Aromatenhydrierung oder Methanisierung verwendet. Meistens werden hierbei jedoch Nickel-Katalysatoren benutzt.
Weiterhin wird seit 1998 wird ein Rutheniumkatalysator in den Produktionsanlagen Trinidad und KBR verwendet. Ebenso wird dieses Platinmetall in Legierungen von Platin oder Palladium eingesetzt, um die Härte zu erhöhen. Dies ist in den Federspitzen von Füllern oder Zahnfüllungen der Fall. In dem Bereich der Ölförderung und in der chemischen Industrie werden Titanlegierungen korrosionsbeständiger durch das Hinzufügen geringer Rutheniummengen.


Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.