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Características del rutenio

rutenio

El rutenio es un metal poco maleable con un elevado punto de fusión. No suele oxidarse con el aire, especialmente a temperaturas inferiores a 820 Cº ni reacciona con ácidos y bases a menos que las condiciones sean las adecuadas. Este raro elemento reacciona con el cloro gaseoso y podemos encontrarlo en la naturaleza con iridio, osmio y ciertos minerales.

¿Qué es?

Es un metal de transición, poco abundante y que podemos encontrar con el numero atómico 44 en la tabla periódica y en el grupo 8, el grupo del platino. Suele encontrarse en las minas de platino y es un buen catalizador.

Características del rutenio

Entre las características más básicas del rutenio podemos mencionar:

  • A elevadas temperaturas puede reaccionar con halógenos e hidróxidos.
  • Es un metal blanco, frágil y muy duro.
  • Es utilizado para incrementar la dureza del paladio y el platino.
  • La aleación de molibdeno y rutenio es superconductora a 10,6 K.
  • No se disuelve en ácidos a temperatura ambiente.
  • Sus estados de oxidación son +2, +3 y +4. En algunos compuestos puede ser de 0 a +8 e incluso, -2.
  • Tiene cuatro formas cristalinas diferentes.
  • Unido al titanio incrementa su resistencia a la corrosión.
  • Solo es maleable a altas temperaturas.
  • Es un buen catalizador y se emplea en reacciones que presentan hidrogenación, isomerización, oxidación y reformación.
  • Se emplea aleado con metales preciosos para construir contactos eléctricos y en aquellos elementos que se necesita resistencia a la corrosión y al agua, como pivotes de instrumentos y estilográficas.
  • Es muy denso.
  • Reacciona con el cloro gaseoso y forma cloruro de rutenio (RuCI3).
  • Reacciona con bases fundidas para formar rutenatos.
  • En la naturaleza se le puede encontrar con osmio, iridio, Laurita, pentlandita y en otros minerales.

Propiedades físicas y químicas

Serie química: Metales de transición.

Grupo, período, bloque: 8, 5, d.

Masa atómica: 101,07 u.

Configuración electrónica: [Kr]4d75s1.

Dureza Mohs: 6,5.

Electrones por nivel: 2, 8, 18, 15, 1.

Radio medio: 130 pm.

Electronegatividad: 2,2 (escala de Pauling)

Calor específico              : 238 J/(K·kg).

Conductividad eléctrica: 13,7·106 S/m.

Conductividad térmica: 117 W/(K·m).

Densidad: 12370 kg/m3.

Entalpía de fusión: 24 kJ/mol.

Entalpía de vaporización: 595 kJ/mol.

Presión de vapor: 1,4 Pa a 2523 K.

Punto de ebullición: 4150 ℃.

Punto de fusión: 2334 ℃.

Aplicaciones

Suele emplearse para endurecer el paladio y el platino, así como metales empleados para elaborar contactos eléctricos y que necesitan ser resistentes al desgaste.

Se agrega al titanio cuando se necesita incrementar su resistencia a la corrosión. Es tan eficiente que con solo 0,1 % de rutenio la resistencia a la corrosión del titanio mejora 100 veces.

En las refinerías de petróleo y en procesos donde se libera sulfuro de hidrógeno, H2S, se emplea unido a una solución acuosa de óxido de rutenio y partículas de CdS.

Algunos compuestos organometálicos de rutenio pueden combatir los tumores.

Es un catalizador en ciertos procesos.

Historia y descubrimiento del rutenio

El descubrimiento del rutenio viene de la explotación de una mina de platino en Rusia. Todo inició con Jöns Berzelius y Gottfried Osann quienes casi logran descubrirlo en el año 1827, ellos observaron que quedaban residuos al disolver el platino con agua regia que provenida de los Urales, Osann llegó a creer que había encontrado tres metales y a uno de ellos lo llamó rutenio. Sin embargo, se encontraba en su forma impura.

Se cree también que el químico polaco Jedrzej Sniadecki logró aislar este elemento en el año 1807, pero esto no ha sido demostrado.

Fue descubierto en su forma pura por Karl Ernst Claus en 1844. Este científico lo encontró al observar que el óxido de platino contenía un metal que era insoluble en el agua regia, fue así como obtuvo 6 gramos de rutenio.

Abundancia y obtención

El rutenio se encuentra presente en muy pocos minerales no comerciales como la laurita, la platarsita, pentlandita y la anduoita. Suele encontrarse junto al planito, en América y en los Urales, formando aleaciones con este metal.

Se separa del platino mediante diferentes procesos químicos dependiendo de las características de los elementos. Por lo general se procesan con agua regia, se separa el osmio y el rutenio, los cuales no son solubles en esta sustancia.

Posteriormente el rutenio es separado por una reducción con alcohol, convirtiéndolo en un óxido tetravalente, que será reducido con hidrógeno. El tetraóxido de rutenio es purificado por destilación a 100 ºC. Cabe destacar que este tretraóxido es una sustancia muy tóxica.

Compuestos

El rutenio presenta diferentes estados de oxidación en sus compuestos y puede llegar al +8. Sin embargo, los más comunes son los estados +2, +3 y +4.

El tetraóxido de rutenio, RuO4, es un compuesto altamente oxidante, y se descompone con violencia si es expuesto a elevadas temperaturas.

También se elaboran complejos de Ru+2 y Ru+3 como el H(im)[RuCl4(im)2, empleado para tratar cáncer, en esta fórmula im representa el imidazol.

Isótopos

El rutenio presenta siete isótopos en la naturaleza siendo los más estables el 97Ru, con un periodo de semidesintregación de 2,9 días, el 103Ru con uno de 39,26 días y finalmente, el 106Ru, con un periodo de semidesintegración de 373,59 días.

También se conocen otros quince isótopos que van desde el 90Ru y el 115Ru, la mayoría se desintegran en menos de cinco minutos, con la excepción del 95Ru y el 105Ru que lo hacen en una hora y cuatro horas respectivamente.

Los isotopos menos pesados se descomponen en tecnecio y los más pesados en rodio.

Precauciones

El tetróxido de rutenio, es muy toxico y explosivo, por lo que se debe manejar con cuidado. El rutenio no es necesario para nuestro cuerpo, se acumula en los huesos y puede provocar cáncer.

Los compuestos de rutenio son raros de encontrar, pero se les debe considerar tóxicos y carcinógenos. Pueden manchar la piel y si se consumen se acumula en los huesos.

Cuando se realizaron pruebas atmosféricas nucleares en 1945, la mayoría lideradas por USA y China, se liberó rutenio 106 en la atmósfera, este radionucleido de larga vida produjo y continuará produciendo, un incremento en el riesgo de desarrollar cáncer durante décadas y siglos.

Etimología

El término rutenio proviene del latín “Ruthenia”, que significa Rusia.

¿Cómo citar?

Ing. Chirinos A. (S.F.). Características del rutenio. Disponible en: https://www.caracteristicas.pro/rutenio/