Ruthenium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Halve staaf Ruthenium
Naam	Ruthenium, van Ruthenia (Latijn)
Latijn
Symbool	Ru
Atoomnummer	44
Soort	Overgangsmetaal
Kleur	Zilvergrijs
Smeltpunt	2334 ^oC
Kookpunt	4150 ^oC

Ruthenium is een chemisch element met het symbool Ru en atoomnummer 44 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een zeldzaam overgangsmetaal dat behoort tot de platinagroep van het periodiek systeem .

Voorkomen

Ruthenium wordt meestal in kleine hoeveelheden gevonden in platina- ertsen; de jaarproductie is gestegen van ongeveer 19 ton in 2009 tot zo'n 35,5 ton in 2017. Ruthenium wordt over het algemeen aangetroffen in ertsen met de andere metalen uit de platinagroep in het Oeralgebergte en in Noord- en Zuid-Amerika. Kleine maar voor de handel belangrijke hoeveelheden worden ook gevonden in pentlandiet dat wordt gewonnen in Sudbury, Ontario en in pyroxenietdeposito's in Zuid-Afrika.

Als het 78ste meest voorkomende element in de aardkorst, is ruthenium best zeldzaam. De oorspronkelijke vorm van ruthenium is een zeer zeldzaam mineraal.

Jaarlijks wordt ongeveer 30 ton ruthenium gedolven, met wereldreserves die op 5.000 ton worden geschat. Ruthenium, net als de andere metalen uit de platinagroep, wordt voor de handel verkregen als een bijproduct van nikkel en koper, en de verwerking van platinametalen.

Ruthenium in erts of mineraal

Pentlandiet
Pyroxiniet

Geschiedenis

De in Rusland geboren wetenschapper van Baltisch-Duitse afkomst Karl Ernst Claus ontdekte het element in 1844 aan de Kazan State University en noemde ruthenium ter ere van Rusland.

Hoewel van nature voorkomende platina-legeringen die alle zes de metalen uit de platinagroep bevatten, lange tijd door pre-Columbiaanse Amerikanen werden gebruikt en vanaf het midden van de 16e eeuw bekend waren als een materiaal voor Europese chemici, werd platina pas in het midden van de 18e eeuw ontdekt als een puur element. Dat natuurlijk platina palladium, rhodium, osmium en iridium bevatte, werd ontdekt rond 1810.

Het is mogelijk dat de Poolse chemicus Jędrzej Śniadecki in 1807 element 44 (dat hij "vestium" noemde naar de asteroïde Vesta die kort daarvoor was ontdekt) uit Zuid-Amerikaanse platinaerts los maakte. Hij beschreef in een uitgave in 1808 een aankondiging van zijn ontdekking. Zijn werk werd echter nooit bevestigd en later trok hij zijn claim van ontdekking in. Jöns Berzelius en Gottfried Osann ontdekten bijna ruthenium in 1827. Berzelius vond geen ongebruikelijke metalen, maar Osann dacht dat hij drie nieuwe metalen had gevonden, die hij pluranium, ruthenium en polinium noemde. De naam Ruthenium is afgeleid van het Latijnse woord Ruthenia; dit woord werd destijds gebruikt als de Latijnse naam voor Rusland.

In 1844 toonde Karl Ernst Claus, een Russische wetenschapper van Baltisch-Duitse afkomst, aan dat de door Gottfried Osann bereide verbindingen kleine hoeveelheden ruthenium bevatten, die Claus in hetzelfde jaar had ontdekt.

Gebruik

Het meeste geproduceerde ruthenium wordt gebruikt in slijtvaste elektrische contacten en dikkefilm-weerstanden. Een kleine hoeveelheid wordt gebruikt in platina legeringen. Hierbij kan ruthenium de hardheid van platina en palladium verhogen. Het wordt ook gebruikt als een chemische katalysator (gangmaker in chemisch proces). De corrosieweerstand ("roest-werend maken") van titanium wordt aanzienlijk verhoogd door de toevoeging van een kleine hoeveelheid ruthenium. Een nieuwe toepassing van ruthenium is als afdeklaag voor extreem ultraviolette fotomaskers.

De rutheniumplaat wordt aangebracht op elektrische contacten en het basismetaal van een elektrode door het te galvaniseren (elektrolyse proces). Rutheniumdioxide met lood en bismut ruthenates worden in dikke-chip weerstanden gebruikt. Deze twee elektronische toepassingen zijn goed voor 50% van het rutheniumverbruik.

Vulpen-penpunten worden vaak getipt met een rutheniumlegering.

Sommige ruthenium-verbindingen absorberen ("opzuigen van") licht en worden uitgebreid onderzocht voor zonne-energie technieken. De op ruthenium gebaseerde verbindingen zijn bijvoorbeeld gebruikt voor lichtabsorptie in met kleurstof gevoelig gemaakte zonnecellen in zonnepanelen, een veelbelovend nieuw goedkoop zonnecelsysteem.

Ruthenium wordt gebruikt in speciale geheugen chips, RAM (Random Access Memory of werkgeheugen) voor computersystemen.

Biologie

Ruthenium wordt gebruikt bij radiotherapie (bestralen) van oogtumoren. Recent onderzoek laat zien dat grote rutheniumverbindingen een rol kunnen spelen bij de bestrijding van kanker, zoals huidkanker.

Er is weinig bekend over de gezondheidseffecten van ruthenium en het is relatief zeldzaam dat mensen rutheniumverbindingen tegen zullen komen. Sommige verbindingen zoals rutheniumoxide (RuO ₄ ) zijn zeer giftig en vluchtig (snel verdampend).