Рутений: описание и свойства металла, сферы применения и месторождения

Как был открыт металл

Рутений попал в сферу интересов ученых к середине 19 века, когда на Урале началась платиновая лихорадка.

Серебристо-белый металл

Читайте также:  Как определить техническое серебро в домашних условиях

Однако история оказалась сложной:

  • В 1827 году немецкий химик, профессор Дерптского университета Готфрид Озанн завершил цикл работ по «распаковке» уральской руды. Обнаружилось наличие трех неизвестных науке металлов, которые он назвал полин, полуран, рутений.
  • Достижение не нашло отклика у коллег: большинство сочло это ошибкой. А полученное вещество – плохо очищенным платиноидом иридием.
  • Повторить опыты Озанна взялся спустя 13 лет Карл Клаус – этнический немец, родившийся в России и ставший профессором Казанского университета. Ему ассистировал польский ученый Анджей Снядецкий.
  • Спустя четыре года (1844) они представили около 6 граммов рутения. Так был открыт новый элемент и подтвердились результаты Озанна.
  • Ученые исследовали физические, химические свойства, установили атомную массу, количество рутения – 1,1%.

Металл назван в честь страны, где впервые был обнаружен. Так предложил первооткрыватель Готфрид Озанн. Россия заняла место в таблице Менделеева.

Ruthenia – латинизированный вариант топонима Россия. Так государство именовалось Европой до 15 века.

По другой версии, первым изучал этот химический элемент все тот же Снядецкий еще в 1809 году. Он назвал новый элемент вестием – в честь астероида Веста, открытого двумя годами ранее.

Всю жизнь посвятил изучению металла советский ученый С.М.Старостин.






Рутений---серебристо-белый-металл.jpg


Элемент Ru

Свойства «казанского» металла во многом типичны для представителей VΙΙΙ (платиновой) группы. Рутений — химический элемент периодической таблицы с атомным номером 44, отличающийся высокой инертностью. Имеет 7 стабильных природных и 20 искусственных изотопов с массовыми числами от 92 до 113.

При нормальной температуре не подвержен окислению и коррозии, воздействию кислот и щелочей. При нагреве свыше 400 °С вступает в реакцию с хлором, при 930 °С — с кислородом. С некоторыми металлами химический элемент рутений образует устойчивые сплавы, называемые интерметаллидами.

В многочисленных соединениях проявляет валентность от нуля до восьми. К наиболее важным относят двуокись и четырехокись рутения, сульфид RuS2 и фторид RuF5.

В чистом металлическом виде обладает свойствами катализатора с высокой избирательной способностью, что позволяет его использовать для синтеза самых различных органических и неорганических веществ. Служит лучшим сорбентом для водорода.

Рутений - очень интересный драгоценный металл

Биологическое значение

Рутений обладает способностью накапливаться в клетках живых тканей, главным образом — мышечных (единственный из металлов платиновой группы). Может провоцировать развитие аллергических реакций, оказывать негативное воздействие на слизистую оболочку глаз и верхнего дыхательного тракта.

В медицине благородный металл используют как средство для распознавания пораженных тканей. Лекарственные препараты на его основе применяют для лечения туберкулеза и различных инфекций, поражающих кожные покровы человека. По этой причине весьма перспективным выглядит использование способности рутения образовывать прочные нитрозокомплексы в борьбе с заболеваниями, связанными с избыточной концентрацией нитратов в организме человека (гипертонии, артрита, септического шока и эпилепсии).

Карл Карлович Клаус, «папа» рутения

В истории изучения платиноидов выделяются несколько ученых. Среди них К. Клаус — химик, фармацевт, философ.

Карл Клаус
Карл Клаус, российский химик, фармацевт и ботаник, основоположник химии платины и ее спутников в России, учитель А.М. Бутлерова, член-корреспондент Петербургской (1861 г.) и Берлинской (1863 г.) Академии наук.

Совсем малышом он остался сиротой. Жил в нищете, даже гимназию не закончил, но отличался любознательностью и учился сам. Потому сумел сдать экзамен на фармацевта. Переехал в Казань, стал заведовать аптекой. В 32 года, будучи женатым, имея трех детишек, решил продолжить учебу.

У талантливых людей широкий круг интересов. Клаус занялся ботаникой, исследовал растения заволжских степей. А когда учился (семью-то кормить надо было), работал лаборантом.

Закончил Дерптский университет, защитил диссертацию, и снова уехал в Казань. Тут возглавил химическую лабораторию в Казанском университете — и увлекся химией.

Хорошему игроку и карта идет. В 1840 году в университет прислали платиновую руду, и начались исследования.

Через четыре года работы был открыт новый платиноид — металл, названный рутением (Ruthenium). Награда за открытие была не маленькая. Ученый получил Демидовскую премию (5000 рублей), внушительная сумма по тем временам.

Клаус писал о своем открытии:

«Более целого года трудился я над этим предметом, но наконец открыл легкий и верный способ добывания его в чистом состоянии. Этот новый металл, который мною был назван рутением в честь нашего Отечества».

Физико-химические характеристики

Рутений наделен характеристиками, свойственными другим платиноидам: повышенная твердость (6,5 по Моосу), стойкость к химическим субстанциям, включая агрессивные.

Свойства атома
Название, символ, номер Рутений / Ruthenium (Ru), 44
Атомная масса (молярная масса) 101,07(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Kr] 4d7 5s1
Радиус атома 134 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 125 пм
Радиус иона (+4e) 67 пм
Электроотрицательность 2,2 (шкала Полинга)
Электродный потенциал 0
Степени окисления +3, +4, +6, +8, 0
Энергия ионизации (первый электрон) 710,3 (7,36) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 12,41 г/см³
Температура плавления 2334 °C (2607 K, 4233 °F)
Температура кипения 4077 °C (4350 K, 7371 °F)
Уд. теплота плавления (25,5) кДж/моль
Молярная теплоёмкость 24,0 Дж/(K·моль)
Молярный объём 8,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,706 c=4,282 Å
Отношение c/a 1,582
Температура Дебая 600 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 117,0 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-18-8

Есть отличительные признаки:

Читайте также:  Хранение золота в банке: металлический счет ответственного хранения сбережет золото и избавит от НДС

  • Эффективный сорбент водорода: рутениевый кубик с ребром в 1 см способен впитать 1500 см3 водорода. Это почти вдвое больше, чем у палладия (940 см3), признанного эталоном по данной характеристике.
  • Интересны свойства четырехвалентной окиси рутения. Внешне это желтые с золотистостью иголки. Даже при комнатной температуре (25°С) истаивают до жидкости, источая запах озона. Без этого компонента невозможно отделение рутения от других металлов и максимальная очистка.

Металл хрупок, легко истрирается до порошка.

Лечение и вывод из организма

Лечение сопутствующих болезней и вывод радиоактивного вещества из организма может занять годы и даже десятилетия. При сильном и длительном облучении смерть наступает очень быстро. При попадании сравнительно небольшого количества вещества больше всего страдают сердце и сосуды, также повышается риск развития онкологических заболеваний.

При подозрении на поражение радиацией, в том числе исходящей от рутения-106, человека необходимо госпитализировать. Врачи, соблюдая меры безопасности, проводят процедуру деконтаминации и другие меры, чтобы избавиться от внешнего и внутреннего загрязнения. Дальнейшее лечение радиационного поражения подбирается в зависимости от типа проявившихся симптомов. Важную роль в борьбе с излучением играет правильная диета. В ней должны присутствовать следующие компоненты:

  • Продукты, содержащие пектин: рябина, смородина, свекла, яблоки, клубника, арбузы, ананасы, цитрусовые и другие фрукты и ягоды. Это вещество в процессе переваривания превращается в полигалактуроновую кислоту, обладающую возможностью связываться с радиоактивными изотопами, образуя нерастворимые соли, которые затем выводятся через ЖКТ.
  • Клетчатка, которая стимулирует обмен веществ, в том числе ускоряя вывод вредных компонентов. Ею богаты отруби, цельнозерновые продукты, многие овощи и фрукты.
  • Липополисахариды, содержащиеся в листьях винограда и чая.
  • Витамины групп B, C, P и K. Они помогают нормализовать состав крови, улучшают её свёртываемость, препятствуют ослаблению и разрушению стенок кровеносных сосудов, восстанавливают их эластичность.
  • Селен, который защищает клетки от радиоактивного воздействия и препятствует развитию новообразований. В достаточных количествах содержится в яйцах, рисе, кукурузе, фисташках, фасоли, чечевице и пшеничных отрубях.

Опыты на крысах показали эффективность голодания в схеме лечения радиационного облучения, но проводить его стоит только после консультации и под надзором врача, чтобы не причинить ещё больший вред ослабленному организму. Кроме того, медики выписывают больному энтеросорбенты и другие препараты, в зависимости от проявившихся симптомов.

Сильное облучение высокими дозами не поддаётся лечению и приводит к летальному исходу. Старания врачей направлены на предоставление больному максимального комфорта при помощи обезболивающих.

Ау, рутений, где ты?

Распространенность металла в земле прискорбно мала. Среднее содержание рутения в земной коре 0,0000005% от массы Земли. Немного выше содержание металла в ультраосновных изверженных породах. Есть металл в сульфидных медно-никелевых рудах.

порошок рутения
порошок рутения
Обычная товарная форма рутения – порошок, поскольку именно в такой форме его получают после выделения. Кроме того порошок легче отвешивать при продаже, да и в реакции он вступает быстрее.

Известно два минерала, содержащих рутений. Это лаурит, сульфид рутения. Его химическая формула RuS2, и рутенарсенид (RuAs). В природе редки, промышленного интереса не представляют.

Добыча платиноида производится чаще всего из коренных или россыпных платиновых и из полиметаллических руд.

По подсчетам содержание металла в земной коре не более 5 000 тонн.

Страны, добывающие рутений (в порядке по количеству извлекаемого металла):

  • ЮАР;
  • США;
  • Россия;
  • Зимбабве;
  • Китай.

Разделим платиноиды

Рутений добывают из отходов производства платины. Малоотходное производство, милое дело.

Побочным плюсом использования атомной энергетики стала…добыча рутения.

Источником энергии на АЭС являются ТВЭЛы и ТВС (тепловыделяющие элементы, которые собирают в длинные «карандаши» — тепловыделяющие сборки).

Отработанные ТВС не только создают проблему хранения и утилизации. В продуктах деления «начинки» ТВЭЛов содержится рутений, причем в немалом количестве — более 200 грамм на тонну отработанного топлива.

Хотя, честно говоря, это не стабильные, а радиоактивные изотопы металла.

Рекомендуем:  МОЛИБДЕН — универсальный металл
Загадка: в 2017 году повышенные концентрации рутения-106 обнаружены в атмосфере нескольких европейских стран. Максимальное содержание оказалось в Румынии, немного отстали Австрия, Франция, Германия. Россия обнаружила повышенное содержание изотопа на Южном Урале, недалеко от печально известного предприятия «Маяк». Источника появления такого количества изотопа не нашли.

Отработанные тепловыделяющие сборки (ТВС) помещают в специальные хранилища. Вот оттуда радиоактивный рутений начинает рваться наружу. С этим борются, но процесс этот сложный, победа зачастую за беглецом. В этом случае изотоп попадает в атмосферу, оседает на землю.

Вниманию огородникам: радиоактивные изотопы рутения «любят» бобовые, и концентрируются в их корнях.

Загадочная и богатая

Название и история открытия рутения неразрывно связаны с Россией. В самом начале XΙX века мировую общественность взволновало и обеспокоило известие о том, что в Российской империи обнаружены богатейшие залежи платины. Ходили слухи, что на Урале добычу этого драгоценного металла можно было вести обыкновенной лопатой. Факт открытия богатых месторождений был вскоре подтвержден тем, что министр финансов России Е. Ф. Канкрин направил на Петербургский Монетный двор высочайший указ о чеканке монет из платины. В последующие годы было запущено в оборот около полутора миллионов монет (3,6 и 12 руб.) для производства которых затрачено 20 тонн драгоценного металла.

Рутений, химический элемент

Металл в природе

По распространенности рутений едва ли не самый редкий из благородных металлов: его доля в земной коре – 1х2-6%. В 200 раз больше вещества содержат метеориты.

Общая масса разведанных запасов рутения оценивается в 5 тыс. тонн.

Минерал находят по следующим маркерам:

  • Коренные залежи или россыпи платиноносных пород.
  • Месторождения медно-никелевых руд.
  • Залежи лаурита и рутенарсенида.

Лаурит и рутенарсенид – собственные минералы рутения. Первый темный, плотный, насыщен рутением. Оба чрезвычайно редки.

Рутений

Перспективы производства

Несмотря на то что мировые запасы рутения невелики и составляют 5000 тонн, металл считается отходом. Этот минерал не добывают в чистом виде, а выделяют в ходе платинового производства. Дорогой металл в основном закупается промышленниками, он ценен в настоящее время и будет цениться и дальше. На сегодняшний день известны случаи применения рутения для синтеза алмазов.

Уже сегодня этот благородный металл пытается конкурировать с платиной, иридием и родием. Ученые считают, что в будущем можно многого ожидать от применения рутениевого покрытия, которое увеличивает стойкость изделия к коррозии, механическим и химическим повреждениям. Такое уникальное свойство металла, как возможность к сорбированию и пропусканию водорода, в дальнейшем может применяться для получения чистого водорода.

Рутений - химический элемент: описание, история и состав. Свойства рутения и его применение

Физиологическое действие

Является единственным платиноидным металлом, который обнаруживается в составе живых организмов. (По некоторым данным — ещё и платина) Концентрируется в основном в мышечной ткани.

Металлы платиновой группы

Где добывается

Рутений добывают там же, где платину или платиноиды:

Читайте также:  Огненный опал камень: свойства и кому подходит по знаку зодиака

  • ЮАР;
  • Зимбабве;
  • Россия;
  • Китай;
  • США.

Главный поставщик сырья – Южно-Африканская Республика.

Ежегодный мировой показатель добычи рутения – 17-21 тонна.

Технологии получения

  1. Рутений извлекают из платиновой либо никелево-медной руды. Причем делают это, когда сырье «очищено» от других ценных элементов. То есть основной источник металла – отходы, оставшиеся в результате очистки платины или металлов ее группы. Полный цикл (включая обогащение руды и термохимическое воздействие), занимает полтора месяца.
  2. Второй источник – содержимое отработанных ТВЭЛов, отходы ядерного производства. Материалом служат уран, торий, плутоний. Тонна продукта радиоактивного распада содержит до 250 граммов рутения.
  3. Третий – изотоп технеция, облученный потоком нейтронов.

Промышленное получение

Элемент рутений считается благородным, и основным источником металла являются отвальные породы производства платины. Безусловным лидером по добыче рутения (как и платины) выступает Южно-Африканская Республика. Разработку и производство этого металла осуществляют также Россия, Канада и Зимбабве. Кстати, последняя страна занимает второе место в мире по разведанным запасам платиноидов.

Количество поставляемого на рынок рутения колеблется от 17 до 20 тонн в год. Производственный цикл получения элемента длится около 6 недель и представляет собой непрерывную цепь следующих друг за другом термохимических реакций.

Разработана технология получения рутения нейтронным облучением изотопов радиоактивного технеция. Но необходимо отметить, что выделение чистого и устойчивого металла, ввиду его химических свойств, непредсказуемости и недостаточной изученности, остается по-прежнему несбыточной мечтой.

Где используется

Благородный металл востребован как самодостаточный элемент и компонент сплавов.

Образцы Рутения

Промышленность

Главный потребитель металла.

Его забирают следующие отрасли:

  • Производство электроники.
  • Электрохимия.
  • Химическое производство.

Эти направления используют 90% сырья.

Химики ценят металл за инертность и свойства катализатора:

  • Он наделен уникальным свойством избирательности в реакциях. За это востребован при синтезировании органических и неорганических веществ.
  • В паре с ним каталитическая активность платины повышается.
  • Рутениевые соединения используются как суперокислители, пигменты в составе стекла, эмалей.

Без рутения как элемента сплавов не обходятся передовые отрасли:

  • Из них делают узлы, контакты приборов повышенной точности для нужд радио-, электро-, аэрокосмической техники, оборонного комплекса. Для этого достаточно 1,1-4,9% рутения в сплаве.
  • 0,1% рутения, добавленная к титану, кратно повышает антикоррозионные свойства последнего.
  • Рутениево-платиновый симбиоз – материал для изготовления топливных систем, систем по очистке воды на космических кораблях.
  • Тугоплавкий металл добавляют в сплавы при изготовлении приборов, замеряющих сверхвысокие температуры.

Чистым рутением покрывают особо важные детали, чтобы сделать их устойчивее механически, химически.

Ювелирное дело

В ювелирных изделиях применение металла двояко: как укрепляющего компонента сплава и прочного покрытия.

Изделия из сплавов с рутениевой лигатурой надежны, прочны, что важно для украшений, испытывающих повышенные нагрузки (кольца, перстни, браслеты).

Покрытие рутением создает на поверхности изделия пленку в гамме оттенков от графита до черноты.

Вместе с родием они создают элитарное чёрное золото.

Применение: от химической промышленности до криминалистики

Сразу скажем, что в ювелирном деле платиноид бесполезен.

кристалл рутения
Хорошо видна крупнокристаллическая структура рутения, образовавшаяся при застывании расплава.

Применение металла в электрохимической и химической промышленности необходимо и оправдано.

  • Рутениевые катализаторы используют в системах очистки космических аппаратов.
  • Металл применяются в металлургии как легирующая добавка. Такие сплавы необходимы в изготовлении турбин реактивных аппаратов, деталей ракет, работающих в условиях высоких температур.
  • Газопоглотительные способности рутения дали возможность изобрести технологии получения графена. Он может использоваться как сверхчувствительный сенсор в обнаружении отдельных молекул веществ. Перспективная область — применение графенов в суперконденсаторах (ионисторах). Фотодетекторы и светодиоды новых типов ждут графенов.
  • Поможет рутений криминалистам. Из его соединений получают пудру, способную обнаружить очень слабые следы отпечатков.
  • Добавление металла в краску позволит окрашенной поверхности поглощать солнечную энергию — это еще одна отрасль применения металла, солнечная энергетика.
  • Покрытие рутением изделий и материалов удлиняет срок их службы.

В общем, на рутений ученые возлагают много надежд.

Промышленность

Главный потребитель металла.

Его забирают следующие отрасли:

  • Производство электроники.
  • Электрохимия.
  • Химическое производство.

Эти направления используют 90% сырья.

Химики ценят металл за инертность и свойства катализатора:

  • Он наделен уникальным свойством избирательности в реакциях. За это востребован при синтезировании органических и неорганических веществ.
  • В паре с ним каталитическая активность платины повышается.
  • Рутениевые соединения используются как суперокислители, пигменты в составе стекла, эмалей.

Без рутения как элемента сплавов не обходятся передовые отрасли:

  • Из них делают узлы, контакты приборов повышенной точности для нужд радио-, электро-, аэрокосмической техники, оборонного комплекса. Для этого достаточно 1,1-4,9% рутения в сплаве.
  • 0,1% рутения, добавленная к титану, кратно повышает антикоррозионные свойства последнего.
  • Рутениево-платиновый симбиоз – материал для изготовления топливных систем, систем по очистке воды на космических кораблях.
  • Тугоплавкий металл добавляют в сплавы при изготовлении приборов, замеряющих сверхвысокие температуры.

Чистым рутением покрывают особо важные детали, чтобы сделать их устойчивее механически, химически.

Ювелирное дело

В ювелирных изделиях применение металла двояко: как укрепляющего компонента сплава и прочного покрытия.

Изделия из сплавов с рутениевой лигатурой надежны, прочны, что важно для украшений, испытывающих повышенные нагрузки (кольца, перстни, браслеты).

Покрытие рутением создает на поверхности изделия пленку в гамме оттенков от графита до черноты.

Вместе с родием они создают элитарное чёрное золото.

Применение

  • Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость титана.
  • В сплаве с платиной используется для изготовления чрезвычайно износостойких электрических контактов.
  • Диоксид рутения и рутенаты висмута используются в толстоплёночных резисторах. Эти два применения в электронике потребляют порядка 50 % производимого рутения.
  • Катализатор для многих химических реакций. Очень важное место рутения как катализатора в системах очистки воды орбитальных станций.
  • Рутений красныйruen применяется как конкурентный антагонист для исследования ионных каналов (CatSper1, TASK,RyR1, RyR2, RyR3, TRPM6, TRPM8, TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPV5, TRPV6,TRPA1, mCa1, mCa2, CALHM1).

Уникальна также способность рутения к каталитическому связыванию атмосферного азота при комнатной температуре. Открытие, сделанное экспериментальным путём исследователями из университета Миннесоты в 2018 году, демонстрирует то, что химический элемент рутений является четвёртым химическим элементом, обладающим уникальными магнитными свойствами при комнатной температуре. До последнего времени людям были известны лишь три стабильных магнитных элемента, железо (Fe), кобальт (Cо), никель (Ni) и, отчасти, гадолиний (Gd), который теряет магнитные свойства при температуре выше 8 градусов Цельсия. Обнаружение нового магнитного материала может привести к разработке новых типов датчиков, устройств хранения, обработки информации и массы других электронных и электромеханических устройств. Помимо традиционных технологий, в которых используются магнитные свойства материалов, появление нового магнитного материала может сыграть важную роль для дальнейшего развития ряда новых направлений, таких, как спинтроника. Этому будет благоприятствовать то, что технологии выращивания тонких плёнок и создания наноструктур уже дошли до того уровня, который позволяет производить материалы, имеющие уникальные свойства, которыми не обладают эти же материалы естественного происхождения.

Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по прочности превосходят лучшие сплавы молибдена и вольфрама (имея преимущество также в высокой стойкости к окислению).

На Чемпионате мира по футболу в России в 2018 г. перед началом финального матча сборных Хорватии и Франции главный трофей мундиаля — Кубок ФИФА — был вынесен на поле в специальном кейсе ручной работы, замок и застёжки которого выполнены из рутения.

Физические свойства

Рутений — металл, цвет которого, в зависимости от способа получения, находится в диапазоне от серо-голубоватого до серебристо-белого. Некоторые физические характеристики химического элемента рутения позволяют считать его уникальным веществом. Наряду с высокой хрупкостью (кристаллы даже вручную легко растираются в порошок), рутений обладает чрезвычайной твердостью — 6,5 по десятибалльной минералогической шкале твердости (шкала Мооса). Едва ли не самый легкий из металлов платиновой группы. Плотность — 12,45г/см3. Очень тугоплавок — температура перехода в жидкое состояние — 2334 °С. При плавлении в электрической дуге наблюдается одновременное испарение металла. При высокотемпературном прокаливании на открытом воздухе элемент «улетучивается» в виде четырехокиси.

Рутений причисляют к группе сверхпроводников. Нулевое сопротивление металл демонстрирует при охлаждении до 0,47 К. Это свойство имеет огромное значение с научной и практической точек зрения. Как платиноид рутений — очень интересный драгоценный металл.

Рутений.Характеристика химического элемента

Защита от воздействия

Ответы на вопросы о том, чем опасен рутений-106 и какая от него защита существует — такие же, как и для любого другого радиоактивного изотопа. При его распаде образуется выброс бета-частиц и гамма-лучей, которые негативно влияют на организм человека. Лучший способ избежать их — не попадать в их радиус действия во время этого процесса.

Если взаимодействие с веществом уже произошло, необходимо немедленно покинуть заражённую зону. Радиация имеет свойство накапливаться, и чем дольше это происходит, тем сильнее негативное влияние на организм, потому длительное облучение особенно опасно. Выйдя из заражённой области, нужно избавиться от одежды и тщательно промыть всё тело слабым мыльным раствором несколько раз.

Окружающие объекты также могут стать защитой от излучения. Чтобы остановить бета-частицу, будет достаточно тонкого листа алюминия, а для гамма-волны понадобится толстая кирпичная стена.

Работникам, находящимся в зоне с повышенным загрязнением постоянно, защититься от вредного воздействия помогают специальные костюмы с деталями из свинца, вольфрама, тантала и других металлов с аналогичными свойствами. В комплекте с ними идут противогазы и специальные маски с очками. Существуют также особые средства и препараты, вводящиеся в организм перед взаимодействием с радиацией и нейтрализующие её вредное воздействие.

Определить уровень заражения можно с помощью специальных приборов, называемых дозиметрами. Его максимально допустимый уровень в местах производства — 4,4·10² Бк·м³/год, а в обычных населённых пунктах — 4,4 Бк·м³/год. Фоновая радиационная активность, которую человек получает каждый день из окружающей среды (и даже от элементов в собственном организме) практически неопасна и защититься от неё нельзя.

Чем интересен для ученых

Рутений околдовывал многие поколения ученых. Выяснилось, что некоторые его характеристики почти копируют платиноиды родий и осмий, другие – железо.

Но и через почти двести лет после открытия элемента вопросы остаются:

  • Главное препятствие создает валентность. У рутения она восьми видов. Это не самое «страшное». Во время опытов валентность спонтанно, неожиданно меняется.
  • Нестандартны каталитические возможности. Ручаться за исход процесса сложно: металл сам «решает», какому элементу помогать ускоряться, какому нет.

Поэтому не удается пока получить стойкий чистый металл.

Читайте также:  Золотодевизный стандарт характерен тем, что банкноты обмениваются на девизы, т.е. на …

Эти обстоятельства только раззадоривают ученых, особенно молодежь. Они намерены приручить своенравный металл. Особо привлекательные направления – полное и экономически оптимальное извлечение элемента из минералов, шлама, ядерных отходов.

Биологическое воздействие

Как и платина, нанодозы рутения присутствуют в тканях биологических организмов (у человека это мышцы).

Металл, его соединения биологически активны. Данное свойство используют дерматологи, онкологи, фтизиатры.

На особом счету неорганический краситель, известный как «рутениевый красный». Он контрастно выделяет ткани, другие биологические субстанции, исследуемые под микроскопом.

Однако есть опасные для человека соединения:

  • Диоксид. Весьма ядовит, вызывает рвоту, приступы удушья. Провоцирует аллергию, язвы на слизистых оболочках.
  • Четырехвалентная окись. Воздействия органики (например, спирта) или нагрева выше 100°С достаточно, чтобы прогремел взрыв.

Это нужно учитывать, если в семье есть поклонники домашних химических опытов. Такие субстанции хранят в специальных емкостях.

Влияние на организм человека

Последствия облучения рутением серьёзны и долгосрочны. Он воздействует не только на текущее здоровье населения, флору и фауну в области заражения, но и на генетический материал, передающийся следующим поколениям. В сравнении с цезием-137 и некоторыми другими изотопами, период полураспада Рутения-106 не так велик, но и этого времени достаточно для того, чтобы нанести огромный ущерб всей местности распыления.

Симптомы отравления проявляются постепенно и с задержкой, потому влияние рутения-106 на организм человека заметно не сразу. Его описание соответствует общему перечню признаков облучения бета- и гамма-частицами.

Сразу после контакта с элементом могут возникнуть такие симптомы:

  • повышенная температура тела — от 37—38 °C и выше;
  • пониженный показатель артериального давления;
  • диарея и отсутствие аппетита;
  • появление покраснений, высыпаний, мелких ранок и прочих признаков раздражения кожного покрова.

Дальнейшее развитие болезни зависит от характера облучения. Очень высокие единовременные дозы рутения-106 способны убить в течение 2—4 дней или даже часов, но чаще всего человек погибает за несколько месяцев из-за разрушения клеток костного мозга, кишечника, желудка, сосудов и прочих оралконов, приводящих к их дисфункции и прочим осложняем в виде сепсиса, рака крови и развития злокачественных опухолей. Все нарушения в этом процессе проявляются с задержкой, ситуация может выглядеть так, будто человеку становится лучше (так называемый синдром ходячего трупа), даже если он получил дозу, считающуюся абсолютно смертельной.

При длительном облучении более низкими, но всё ещё опасными дозами, рутений-106 и продукты его распада постепенно накапливаются в организме и проявляют себя с большой задержкой (иногда до полугода или более) в виде различных заболеваний. Ими могут стать:

  • нарушения в работе жёлчного пузыря, печени и желчевыводящей системы;
  • проблемы с потенцией у мужчин, нерегулярный и болезненный менструальный цикл у женщин;
  • стоматит;
  • усталость, сонливость, нарушения сна;
  • спутанность сознания, резкие перепады настроения, эмоциональные срывы и неврозы;
  • выпадения волос и зубов, ломкость ногтей;
  • изменение состава крови: анемия, лейкемия, агранулоцитоз, нарушение сворачиваемости, приводящие к возникновению кровотечений из носа и дёсен в лёгких случаях и множественных кровоизлияний в тяжёлых;
  • сердечно-сосудистые заболевания различного характера, развивающиеся на фоне тахикардии и стабильно низкого артериального давления;
  • повреждение тканей костного мозга;
  • развитие различных онкологических заболеваний;
  • в случае тяжёлого прогрессирующего течения болезни — множественные некрозы, инфекции, сепсис и общая интоксикация организма, в итоге приводящие к смерти.

Обширность воздействия и постепенное проявление симптомов сильно затрудняют диагностику. При отсутствии должного вмешательства от специалистов, радиация медленно разрушает организм на всех уровнях.

Использование

Черненое серебро никогда не сходило с пьедестала моды. Года сменяются веками, а тренд на черненое серебро остается. Все потому, что будь то утонченная подвеска или рельефная чаша, черненое серебро придает изделиям оригинальный, изысканный внешний вид.

К тому же такие предметы не требует постоянного ухода и чистки. Они прочны и устойчивы к механическим повреждениям, не темнеют с годами и сохраняют свой привлекательный внешний вид надолго.

Сейчас известные дизайнеры всего мира имеют у себя в коллекции украшения из черненого серебра, столовые приборы, предметы декора для дома и даже элементы одежды. Ведь черненое серебро — это стиль и утонченность, которые подчеркнут любой образ.

Что это такое

Черненым называется серебро черного оттенка, изготовленное по специальной технологии. В эпоху Возрождения такая техника была на пике популярности. Из черненого серебра делали литургические предметы, украшали чаши, шкатулки, рукоятки ножей и ручки столовых приборов.

В наше время черненое серебро не утратило своей привлекательности. Небольшие серебряные изделия с чернью в сочетании со сложным орнаментом интересно смотрятся на контрасте цветов. Есть много различных «рецептов приготовления» черненого серебра, но смысл всех один — получить оттенок черного цвета, от сероватого до глубокого черного цвета.

Свойства

Рутений – это не только металл, но и добавка, которая придает золоту черный цвет. Его электронная формула – 4s 2 p 6 d 7 5s 1, температура плавления – 2250 градусов Цельсия. Ученые утверждают, что этого металла в земной коре имеется около 5000 тонн. По этой причине, а также из–за трудной добычи благородный элемент стоит дорого. Свойства рутения отличаются от характеристик иных металлов, поэтому его ценят во многих отраслях промышленности. Вреден элемент может быть только в некоторых соединениях.


Химические

Химические свойства казанского металла считаются типичными для представителей платиновых. Это высокоинертный элемент таблицы Менделеева, у которого 7 естественных изотопов с высокой стабильностью и 20 искусственных, которые имеют массовые числа 92-113.

В условиях нормальной температуры рутений не подвергается окислению и коррозийным процессам, а также влиянию кислоты и щелочи. Если рутений нагреть до температуры 400 градусов по Цельсию, то он способен вступить в реакцию с хлором. Нагретый до 930 градусов металл может взаимодействовать с кислородом.

Есть металлы, которые вместе с рутением способны создавать сплавы с высокой устойчивостью – интерметаллиды. В соединениях благородный элемент проявляет валентность 0-8. Самыми значимыми соединениями с участием рутения считаются двуокись рутения, четырехокись рутения, сульфид рутения, а также его фторид.

В виде чистого металла рутений может использоваться как катализатор, имеющий высокую избирательную способность. Эта характеристика способствует тому, что благородный металл может быть использован для синтеза веществ органической и неорганической природы.

Ко всему прочему он может выступать прекрасным сорбентом для водорода.

Физические

Рутений – это красивый твердый металл, его окраска напрямую зависит от метода получения и может варьироваться от серо-голубой до серебристо-белой. Благодаря некоторым характеристикам элемент считается уникальным. Из-за чрезвычайной хрупкости рутений можно без труда растереть в руке, однако, при этом он имеет высокую твердость – 6,5 по 10-балльной шкале Мооса.

Рутений относят к самым легким металлам группы платиновых, его плотность составляет 12,45 г/см3. Данный элемент отличается тугоплавкостью – чтобы он перешел в жидкое состояние, потребуется температура 2334 градуса по Цельсию. Во время плавки в электродуге происходит испарение металлических частиц. Процедура высокотемпературного прокаливания на открытом воздухе влечет за собой улетучивание четырехокиси металла.

Рутений – это сверхпроводник. 44-й элемент характеризуется большим научным и практическим значением, так как считается интересным драгоценным металлом.

Уход за изделиями

Хоть изделия из черненого серебра не тускнеют, грязь на них скапливаться вполне может. Потому рекомендуется ухаживать регулярно, мыть, протирать и хорошо высушивать.

  • Обычный мыльный раствор отлично подойдет для удаления легкой грязи и пыли в углублениях изделия.
  • Можно воспользоваться картофельным настоем для чистки. Очищенный картофель залейте водой и дайте настояться. Затем туда опустите черненое серебро и оставьте на несколько часов (до 4). После, как всегда, прополоскайте и протрите.
  • Никогда не используйте для чистки черненого серебра жесткие и абразивные средства, типа нашатырного спирта, сухого порошка соды и т.д.
  • Плюс черненое серебро не переносит горячих температур, а значит все способы с кипячением не подойдут.
  • Протирать такие вещи можно только мягкой тканью, а хранить в сухом темном месте.
Источники

  • https://cherish-centr.ru/investicii/rutenij-ruthenium-ru.html
  • https://FB.ru/article/356482/ruteniy—himicheskiy-element-opisanie-istoriya-i-sostav
  • https://TheMineral.ru/metally/rutenij
  • https://finance-culture.ru/zoloto-i-dragmetally/rutenij-himicheskij-element.html
  • https://kamniinfo.ru/metally/ruteniy-himicheskiy-element-opisanie-istoriya-i-sostav-ruteniy-svoystva-ruteniya-primenenie-ruteniya.html
  • https://chem.ru/rutenij.html
  • https://vplate.ru/metally-i-splavy/o-rutenii/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Сайт каталог о камнях / gorodgranit