Son Haberler

Rutenyum Nedir (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 3, 2022
Rutenyum Nedir (Özellikleri, Kullanımı)

Rutenyum, ender bulunan elementler arasındadır. Kullanımı çok hudutludur. Dikkat çekici özellikleri seçim nedenidir. Dolma kalem uçları rutenyumdur.

Rutenyum Nedir Özellikleri, Kullanımı

Rutenyum, adını çok az dinlediğimiz metaller arasındadır. Elektronik sektörü ve kimya sanayisinde yaygın olarak kullanılır. Çok ender bulunur, yerkabuğundaki elementler arasında 74. sıradadır. İmali de çok azdır. Platin madeninden elde edilir. Radyoterapi uygulamalarında kullanımı incelenmektedir. Nükleer silah testlerinde kullanılmıştır. Son senelerde takı ve mücevherlerde kullanılmaya başlanmıştır. İki defa keşfedilen elementlerdendir. Çok iyi bir katalizör olması özelliği nebatların fotosentezine benzetilir. Alaşımlarda metalleri sertleştirir. Pek tanımadığımız bu metalle alakalı bir hayli bilgiyi makalemizi bilebilirsiniz.

Tarihçesi

Rutenyumun bilimsel anlamda bulguyu 1844 senesinde hakikatleşmiştir; ancak bu tarihten 36 sene evvele ait bir keşif serüveni daha vardır. Şöyle ki; rutenyum hakikatinde ilk olarak 1808 senesinde Polonyalı kimyacı Jedrzej Sniadecki tarafından Güney Amerika’daki platin madenleri üzerinde yapılan araştırmalar sırasında keşfedilmiştir. Hatta Sniadecki, bulduğu yeni metale “vestium” ismini vermiştir. Ancak daha sonra Fransız kimyacılar platin madenlerinde Sniadecki’nin bulduğu metali elde edemedi. Bunu bilen Sniadecki’nin cesareti kırıldı ve keşif iddiasını geri çekti.

Bilimsel bulguyu ise, 1844 senesinde Baltık orijinli Alman kimyacı Karl Ernst Claus tarafından Rusya’nın Kazan kentinde hakikatleşmiştir. Kazan Devlet Üniversitesi profesörlerinden Claus, “Karl Karlovich Claus” olarak da öğrenilir. 1825 senesinde kimyacılar Jöns Berzelius ve Gottfried Osann, platini ayrıştırma çalışmaları sırasında 3 değişik yeni metal keşfettiklerini duyurdu. Bu metalleri ayrıştırarak rutenyumu izole eden ad ise Claus oldu. Ünlü kimyacı, Ural Dağları’ından elde edilen çiğ platinden 6 gram rutenyum ayrıştırdı ve ismini “rutenyum kâşifi” olarak bilim dünyasına kabul ettirdi. Başka Bir Deyişle böylece rutenyum iki defa keşfedilmiş oldu.

Claus, bulduğu metale Latince “Rusya” anlamındaki “Ruthenia” sözcüğünden türettiği “ruthenium” başka bir deyişle Türkçe karşılığı olan “rutenyum” ismini önerdi. Osann da, izole edemediği metal için bu ismi önermişti. Bulgusundan sonra kullanımı çok ender olan rutenyum, 1944 senesinde dolmakalemlerin uçlarında kullanılmaya başlandı. Daha sonraki senelerde de özellikleri ortaya çıktıkça kullanımı arkasıydı. 1940-1980 seneleri arasında da nükleer silah testlerinde kullanılmıştır.


Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Rutenyumun kimyevi sembolü “Ru”dur. Atom numarası 44, atom ağırlığı 101,07’dir. Erime noktası 2333, kaynama noktası 4147 derecedir. Yoğunluğu santimetre başına 12,41 gramdır. Periyodik cetvelin 8. grubunda yer alan geçiş elementidir. Parlak, gümüş beyaz renkli bir metaldir. Sert ve kırılgandır. Platin grubu metallerdendir. Bu gruptaki en hafif metaldir. Basitçe toz haline getirilebilir. Rulo ve tel haline getirmek güçtür. Kristal yapısı müseddestir. Korozyona ve asitlere karşı mukavemetlidir. Altın suyunda çözünür. Eritme harekâtı sırasında potasyum rutenat bileşiğini vererek çözünür. Tuzları 3, 4, 6 ve 7 bedelliklidir. Bu tuzlar kahverengi veya yeşil renklidir. Dört kristal modifikasyona sahiptir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalmadığı sürece bozulmaz. Oksitleyici maddelerden basitçe etkilenir.

Rutenyum, bir hayli kimyeviye karşı inerttir. Oda sıcaklığında oksijenle tepkine girmez. 800 derecede ısıtıldığında yükseltgenerek oksijenle bileşikler oluşturur. Oksijenli bileşikleri rutenik asit ve perrutenik asit olarak adlandırılır. Bu bileşikler, manganat ve permanganat tuzlarla eş özellikler taşır. Çoğu asit ve suda çözünmez. Asit ile ayrı ayrı tepkine girmeyen maddelerle tepkine girebilir. En yaygın bileşiği rutanyum triklorürdür. Öğrenilen azami rutenyum halojenür, hakzaflorürdür, koyu renkli bir katıdır ve 54 derecede erir. Bu halojenür, su ile temas ettiğinde şiddetle hidrolize olur, rutenyum florür karışımı oluşur, flor gazı salınır.

Rutenyum peroksit RuO4, portakal renginde katıdır, ısıtılınca patlar. Alkalik oksit karışımları, halojenler ve sodyum peroksit ile bileşikler oluşturabilir. Klorür, amonyum ve nitratlı karışık bileşikleri de vardır. Magnezyumla indirgenerek klorüre dönüşür. Rutenyum tetraoksit, güçlü bir oksidasyondur, toksiktir, patlayabilir. En kararlı oksidi dahi düşük sıcaklıklarda buğulaşır. Havada oksitlenir. Pirometalürjik olarak geri dönüşümü oldukça güçtür.

Tabiatta platin madenlerinde çok ender olarak bulunur. Yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında 74. sıradadır ve içeriği milyonda 0,0004 oranındadır. Başka bir deyişle yerkabuğunda en az bulunan 6. elementtir. Ender olarak pentlandit ve piroksenit minerallerde platine bağlı olarak ticari anlamda bedelli rutenyuma tesadüfülür. Platin, bakır ve nikel madenlerinden yan ürün olarak elde edilir. Natürel rutenyum, 7 kararlı izotopun karışımından oluşur. En az 9 adet de radyoaktif izotopu vardır. Radyoaktif izotoplarından Rutenyum-106’nın yarılanma ömrü 373,6 gündür. Bu izotop, bozunduğunda beta ışınları başka bir deyişle ışınım yayar, kanser hücreleriyle savaşır. En yaygın izotopu Rutenyum-102’dir.


Hangi Alanlarda ve Ürünlerde Kullanılır?

Rutenyum, kullanım alanı hudutlu olan bir metaldir. Çok iyi bir katalizördür. Bu özelliğiyle platin grubu metaller arasında en istisnalı metaldir. Rutenyum katalizörlerinin ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştürme potansiyeli vardır. Rutenyumun platin ve paladyumla alaşımları takı sektöründe kullanılmaktadır. Sertliği nedeniyle takılardaki alaşımlarda seçim edilir. Ayrıca alaşımlarda malzemeleri mukavemetli hale getirme özelliği vardır. Rutenyum tüketiminin takribî yüzde 50’si elektronik sektöründe, yüzde 40’ı da kimya sanayisinde yapılmaktadır. İridyum, paladyum, platin, osmiyum ve rodyum gibi platin grubu metalleri ile alaşımlar oluşturur. Bu grup dışındaki metallerle alaşımları enderdir. Katıldığı alaşımlarda metallere sertlik kazandırır. Titanyum alaşımının korozyon mukavemeti oldukça yüksektir. Molibden-rutenyum alaşımı süper geçirgen olarak öğrenilmektedir. Jet motorları türbinlerinde kullanılan süper alaşımlarda rutenyum vardır. Rutenyum, uranyum ve plütonyum ile beraber fisyon ürünleri olarak nükleer reaktörlerde bulunur. Sıcaklık ölçüm aygıtlarında kullanılır.

Rutenyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; elektrik kontakları, dolma kalem uçları, ölçüm aletleri, film katmanları, elektro kaplamalar, tıbbi aletler, seramik ve sırça boyaları, petrol rafinerisi, havacılık…

Rutenyumun radyoaktif izotoplarının kanser rehabilitasyonlarında kullanılması için araştırmalar devam ettir. Bazı bileşiklerinin Deoksirübo Nükleik Asit’ya bağlanma meyli ve urlara karşı mukavemeti tespit edilmiştir. Rutenyum-106, bazı göz kanserlerinde sınanmıştır. Rutenyum, çok öğrenilmese de insan sıhhatine tesirleri olabilen bir element. Rutenyum veya bileşiklerinin bedene alınması vaziyetinde toksik tesirleri vardır. Mikroçipler, mikroelektronik uygulamalar, sabit disklerde de kullanılabileceği öngörülüyor. Rutenyum bileşiklerinin ışığı emme özelliği nedeniyle güneş enerjisi sistemlerindeki kullanımı da incelenmektedir. Takı ve mücevher sektöründe de platin ve altına seçenek olabilecek özelliktedir. Ancak hiçbir rutenyum bileşiği ticari anlamda çok ehemmiyetli görülmüyor.

Bunları Öğreniyor Musunuz?

Rutenyumun çok iyi bir katalizör olma özelliği; güneş ışığını depolayarak kimyevi enerjiye dönüştürme harekâtı olan nebatların fotosentez mutasyonuna benzetilmektedir.
Rutenyum tetraoksit, çok riskli bir maddedir. Dumanı, gözleri, cildi ve solunum yollarını tahriş eder.
Rutenyum-106, 1945 senesinde Amerika Birleşik Devletleri’de yapılan nükleer silah testlerinde yer alan radyonükleidlerden biridir. Bu radyonükleidlerin kullanımı 1980 senesinde Çin’in testleri ile sona ermiştir. Senelerdir süren etrafsal kanser tehlikesini doğuran faktörler radyonükleidlerdir.
Rutenyumun dünyadaki senelik imali takribî 15-20 ton, başka bir deyişle standart bir kamyonun kasasını dolduracak kadardır.
Titanyuma yüzde 0,1 oranında rutenyum ilave edildiğinde korozyon mukavemetini 100 kat artırır.
Rutenyum, Ural Dağları Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri’deki platin madenlerinden elde edilir. Kanada ve Güney Afrika’daki bazı madenlerde de ender ancak ticari anlamda ehemmiyetli rutenyum kapsayan mineraller vardır.
Dünyadaki toplam rutenyum rezervinin toplam 5 bin ton olduğu varsayım edilmektedir.
Türkiye’de rutenyum madeni ve imali bulunmuyor.