Rutenium: logam Rusia yang mempunyai nama Rusia

Dalam tabel periodik D.I. Mendeleev ada elemen dengan nomor atom 44 yang mempunyai nama yang kuat — rutenium. Ini bukan hanya logam kelompok platina, tetapi satu-satunya elemen kimia yang dinamai untuk Rusia (Ruthenia — nama Latin untuk Rusia). Dia ditemukan pada tahun 1844 oleh Profesor Universitas Kazan Karl Karlovich Klaus dan sejak itu masuk ke sejarah ilmu dan teknologi. Hari ini, rutenium adalah salah satu material yang paling sulit mencair, keras, dan tahan korosi, yang tak dapat dipungkiri dalam elektronika, katalisis, dan bahkan industri ruang angkasa.

Kenapa elemen mendapatkan nama "rutений"?

Nama elemen berasal dari kata Latin Ruthenia, yang berarti "Rusia" atau "Rus". Karl Klaus, penemu rutenium, menekankan bahwa dia memberikan nama untuk negara asalnya. Ini adalah gest patriotik dari orang Jerman kelahiran, yang mengikat hidupnya dengan Rusia dan ingin mengabadikan namanya di tabel periodik.

Kenapa memiliki nomor urut seperti ini?

Nomor urut elemen dalam tabel Mendeleev (44) ditentukan oleh jumlah proton di inti atomnya. Nomor ini secara mutlak mengidentifikasi rutenium sebagai elemen kimia. Dalam tabel periodik, dia berada di grup VIIIB, periode 5, dan masuk ke triada rutenium-rhodium-palladium — kelompok logam yang mirip dalam kualitas kimianya. Mendeleev memperkirakan adanya elemen ini, meninggalkan sel kosong untuknya, tetapi penemuan fisiknya terjadi sebelum kimis besar ini menyatakan undang-undangnya.

Sejarah penemuan: apoteker dari Kazan

Karl Karlovich Klaus lahir di Dorpat (kini Tartu) pada tahun 1796 dalam keluarga seniman. Dengan kehilangan orang tua muda, dia mulai bekerja di apotek pada usia 14 tahun dan, tanpa pendidikan gymnasium, berhasil lulus ujian farmasi. kemudian dia mendirikan apotek sendiri di Kazan, tetapi kecintaannya yang sebenarnya selalu adalah ilmu. Dia ikut serta dalam ekspedisi botani di Pegunungan Volga-Ural, dan pada usia 40 tahun mulai karir di Universitas Kazan, di mana dia segera memimpin laboratorium kimia.

Pada tahun 1841, atas permintaan Kementerian Keuangan, Klaus memulai studi sisa-sisa logam emas Ural yang terakumulasi di Monetno Dvur di Saint Petersburg. Tugasnya adalah menemukan cara yang lebih efisien untuk mengekstrak emas berharga. Dalam proses eksperimen yang berat dan berbahaya (kombinasi rutenium sangat beracun), Klaus menemukan adanya elemen yang belum pernah ditemukan sebelumnya.

During one of the experiments, Karl Klaus, who had the habit of tasting the substances obtained, suffered a severe burn to his mouth from a rutenium compound. Fortunately, this did not prevent him from completing the research.

In 1844, he isolated 6 grams of pure rutenium, studied its chemical properties in detail, and determined its atomic mass. However, the scientific community, especially the respected Swedish chemist Jöns Berzelius, greeted the discovery with skepticism. It was only after Berzelius himself verified Klaus's results that rutenium was officially recognized as a new element.

Uniknya rutenium: kualitas dan sifat

Rutenium adalah logam berkilau emas dengan tingginya keras dan kerapatan. Dia sangat sulit mencair: suhu mencairnya adalah 2250°C, dan suhu mendidihnya sekitar 4900°C. Ini adalah salah satu elemen yang paling tebal (12,45 г/см³).

Inert kimia. Rutenium padat tidak teroksida di udara bahkan saat dihangat hingga 930°C dan tidak merespon dengan asam kuat dan alkali. Ini menjadikannya aristokrat di antara logam.

Oksida agresif. Kartu kenalan utama rutenium adalah oksida tinggi RuO₄. Ini adalah benda emas-kuning yang letup yang mencair sudah pada +25,5°C dan mendidih di +27°C. Ini memiliki sifat oksidasi yang kuat yang dapat menyalakan bahan organik, seperti alkohol.

Aktivitas katalitik. Rutenium adalah katalis yang bagus untuk reaksi hidridasi dan dehidridasi kaitan organik.

Penggunaan dalam industri dan ilmu modern

Sifat unik rutenium menjadikannya tak dapat dipungkiri di sektor yang paling teknologi tinggi.

Elektrotèknik dan peralatan industri. Campuran rutenium dengan platina dan palladium digunakan untuk membuat kontak elektrik yang tahan serupa dalam alat ukur. Penambahan rutenium secara signifikan meningkatkan kekuatan korosi besi, yang sangat diinginkan dalam mesin kimia.

Katalis. Rutenium adalah komponen kunci dalam katalis industri kimia. Dia menarik perhatian terutama dalam beberapa tahun terakhir sebagai salah satu katalis yang paling efektif untuk reaksi hidridasi — proses yang penting untuk memperoleh hidrogen "berkelanjutan" dan pemrosesan biomassa.

Industri ruang angkasa. Ketinggian dan kekuatan korosi rutenium menjadikannya diinginkan di industri ruang angkasa. Misalnya, campuran dengan rutenium digunakan dalam sistem pengeringan air di stasiun luar angkasa.

Superkonduktivitas. Campuran rutenium dengan lanthanum, cerium, Scandinavia, dan itrium memiliki sifat superkonduktif yang unik.

Perhiasan. Rutenium sering digunakan untuk pelapisan galvanik perhiasan berbusana emas dan platina. Ini memberikan kembang emas dan melindungi dari kerusakan.

Perspektif dan masa mendatang elemen

Masa mendatang rutenium langsung terkait dengan perkembangan teknologi energi "berkelanjutan", ruang angkasa, dan katalisis. Dengan peningkatan permintaan ekonomi hidrogen, rutenium tetap menjadi salah satu katalis yang paling efektif untuk elektrolisis air dan hidridasi kaitan organik. Para ilmuwan juga mengkaji penggunaannya dalam produksi material yang kuat yang baru, superkonduktor tinggi suhu, dan campuran yang berpotensi untuk kondisi operasi ekstrim.