Ruthénium

Ruthénium
Ruthénium
TechnétiumRuthéniumRhodium
Fe
   

44
Ru
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Ru
Os
Table complèteTable étendue
Informations générales
Nom, symbole, numéro Ruthénium, Ru, 44
Série chimique métaux de transition
Groupe, période, bloc 8, 5, d
Masse volumique 12,1 g·cm-3 (20 °C)[1]
Dureté 6,5
Couleur Blanc argenté métallique
No CAS 7440-18-8 [2]
No EINECS 231-127-1
Propriétés atomiques
Masse atomique 101,07 ± 0,02 u[1]
Rayon atomique (calc) 130 pm (178 pm)
Rayon de covalence 1,46 ± 0,07 Å [3]
Configuration électronique [Kr] 4d7 5s1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 15, 1
État(s) d’oxydation 2, 3, 4, 6, 8
Oxyde Acide faible
Structure cristalline Hexagonale
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 2 334 °C [1]
Point d’ébullition 4 150 °C [1]
Énergie de fusion 24 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 595 kJ·mol-1
Volume molaire 8,17×10-3 m3·mol-1
Pression de vapeur 1,4 Pa à 2 249,85 °C
Vitesse du son 5 970 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2,2
Chaleur massique 238 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 13,7×106 S·m-1
Conductivité thermique 117 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[4]
1re : 7,36050 eV 2e : 16,76 eV
3e : 28,47 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
96Ru 5,52 % stable avec 52 neutrons
98Ru 1,88 % stable avec 54 neutrons
99Ru 12,7 % stable avec 55 neutrons
100Ru 12,6 % stable avec 56 neutrons
101Ru 17,0 % stable avec 57 neutrons
102Ru 31,6 % stable avec 58 neutrons
104Ru 18,7 % stable avec 60 neutrons
106Ru {syn.} 373,59 j β- 0,039 106Rh
Précautions
Directive 67/548/EEC[5],[6]
État pulvérulent :
Facilement inflammable
F
Phrases R : 11,
Phrases S : 16, 22, 24/25,
SGH[6]
État pulvérulent :
SGH02 : Inflammable
Danger
H228, P210,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le ruthénium est un élément chimique, de symbole Ru et de numéro atomique 44, qui fait partie des métaux du groupe du platine (dits métaux de transition).

Sommaire

Histoire

Le ruthénium a été identifié et isolé en 1844 par Karl Karlovich Klaus. Il a montré que l'oxyde de ruthénium contenait un nouveau métal et en a extrait 6 grammes de la partie insoluble dans l'eau régale du platine brut.

Jöns Jacob Berzelius et Gottfried Osann l'avaient presque découvert en 1827, quand ils ont examiné les résidus de la dissolution du platine brut des montagnes de l'Oural dans l'eau régale. Berzélius n'a pas trouvé de nouveau métal, mais Osann pensait en avoir trouvé trois et a nommé l'un d'entre eux ruthénium.

En 1844, il a été obtenu pour la première fois par Karl Karlovich Klaus à l'état pur.

Il est possible également que le chimiste polonais Jedrzej Sniadecki l'ait isolé en 1807 (il l'avait nommé vestium) à partir de minerai de platine, mais ses travaux ne furent jamais confirmés et il renonça aux droits sur sa découverte.

« Ruthénium » vient du latin Ruthenia qui signifie « Russie ».

Production, propriétés

Une fin de barre de ruthénium très pur (99,99 %)

Avec le rhodium, le palladium, l'osmium, l'iridium, et le platine il fait partie du « groupe du platine ».

On le rencontre la plupart du temps à l'état natif (sous forme de métal) ou en alliage avec du platine. Le minéral le plus important est la laurite (RuS2). On rencontre également des traces de ruthénium dans une série de minerais de nickel et de cuivre.

La production mondiale s'élève à environ 12 tonnes par an ; c'est souvent un sous-produit de l'extraction des métaux précieux de la « mine du platine » : iridium, rhodium, platine et palladium.

Il est inaltérable à l'air et pratiquement inattaquable par les acides, y compris l'eau régale, à moins d'ajouter du chlorate de potassium.

Toxicité, écotoxicité

Ce métalloïde est en augmentation dans l'environnement. Il n'a pas de rôle connu d'oligoélément.
Il attaque la peau humaine, il est suspecté d'être cancérigène[7]. Sa teneur dans l'environnement, y compris dans les sédiments (par exemple d'un lac étudié près de Boston) semble en augmentation récente (depuis l'introduction des catalyseurs platinoïdes).

Comme celle des autres platinoïdes, son écotoxicité est mal connue, mais on sait qu'il est chez les animaux à sang chaud bioaccumulé dans les os.
Sous forme de tétroxyde de ruthénium (RuO4), il a des propriétés proches de celles du tétroxyde d'osmium (il est alors très toxique, volatil et peut causer des explosions s'il est mis en contact avec des matières combustibles[8]).

Utilisation

  • Les bougies haut de gamme ont des électrodes recouvertes d'un alliage de platine et de ruthénium.
  • En alliage, le ruthénium permet de rendre résistants le platine et le palladium et d'en faire par exemple des électrodes ou des plumes pour stylo.
  • Il renforce également la résistance du titane à la corrosion.
  • Il sert à la fabrication de disques durs depuis 2001. Il s'agit d'un revêtement de trois atomes d'épaisseur entre deux couches magnétiques. Ce matériau permet actuellement de stocker jusqu'à 25,7 Gb/in² et permettra d'atteindre les 400 Gb/in².
  • Supraconducteur.
  • Il permet de catalyser la décomposition de l'acide formique (HCOOH) en dihydrogène (H2) et dioxyde de carbone (CO2), servant au stockage de dihydrogène pour alimenter une pile à combustible.
  • Catalyse asymétrique en chimie organique (réduction de liaison carbonyle, réaction de métathèse).

Notes et références

  1. a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd., p. 10-203 
  5. Entrée de « Ruthenium, Powder » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
  6. a et b SIGMA-ALDRICH
  7. Inhalation of radionuclides and carcinogenesis
  8. Tojo, G. and Fernández, M. (2007). "Ruthenium Tetroxide and Other Ruthenium Compounds". Oxidation of Primary Alcohols to Carboxylic Acids. New York: Springer. pp. 61–78. doi:10.1007/0-387-35432-8 , ISBN 978-0-387-35431-6.

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1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Ruthénium de Wikipédia en français (auteurs)

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