МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)

Институт машиностроения и аэрокосмической техники

Кафедра материаловедения и физики металлов

Р Е Ф Е Р А Т

по дисциплине «Введение в специальность»____________________________

________________________________________________________________

Тема «Комплексный поиск информации с использованием библиотечных

каталогов, реферативных журналов и электронных сетевых систем по хи-

мическому элементу рутений»______________________________________

Выполнил(а) студент(ка) гр. СТ-121 Н.В.Козлов

Подпись, дата Инициалы, фамилия

Руководитель И.А.Пантыкина

Подпись, дата Инициалы, фамилия

Нормоконтролер И.А.Пантыкина

Подпись, дата Инициалы, фамилия

Защищен ___________________ Оценка _____________________________

дата

2013

Содержание

Введение 3

1 История открытия химического элемента рутения 4

2 Химические и физические свойства элемента рутения 5

1. Общие свойства рутения 5

2. Атомные характеристики рутения 6

3. Электрические и магнитные свойства рутения 6

4. Механические свойства рутения 7

5. Химические свойства рутения 8

6. Технологические свойства рутения 9

3 Применение химического элемента рутения 11

4 Экология 15

Заключение 18

Список литературы 19

Введение

Настоящий реферат имеет своей целью произвести комплексный поиск информации с использованием библиотечных каталогов, реферативных журналов и электронных сетевых систем.

Все цели данного реферата относятся к поиску информации по химическому элементу рутению.

Особое значение при изучении данной темы приобретает вопрос о рассмотрении свойств данного химического элемента. В их число входят общие, механические, физические, химические, атомные, электрические, технологические свойства. Также одним из актуальных аспектов этого реферата является ознакомление с историей открытия рутения. В задачи данного реферата также входит вопрос о применении этого химического элемента в промышленности. Пристальное внимание также стоит уделить проблеме экологии, влияния этого химического элемента на окружающую среду.

Таким образом, к числу основных задач этого реферата относится не только поиск информации по ознакомлению с историей открытия и свойствами рутения, но и изучение проблем, связанных с использованием его в промышленности, а также влияние на экологию.

1 История открытия химического элемента рутения

Рутений - первый химический элемент, открытый русским ученым-химиком Карлом Карловичем Клаусом. Рутений -представитель платиновых металлов, открыт последним среди них.

Профессор Тартусского университета Г.В. Озанн, исследуя в 1828 году остатки в растворе после взаимодействия платины, содержащей примеси, обнаружил, что в растворе содержатся новые химические элементы, которые он назвал рутений, плуран и полин. Ученый отправил письмо И.Берцеллиусу, в котором он сообщил о результатах исследования. Но Берцеллиус не подтвердил этого. А слово шведского было очень весомым в научном мире, следствием этого стало то, что к исследованиям платиновых металлов вернулись только через 13 лет.

Исследованиями занимались А. Снядецкий, поляк по национальности, и русский ученый К.К. Клаус. Большую помощь ученому оказал Е.Ф. Канкрин, бывший в то время пост министра финансов.

Он то и предоставил Клаусу остатки сырой платины, из которой ученый выделил платину, а также другие металлы: родий, палладий, иридий и осмий. Кроме этих металлов выделил также смесь других, в которой по мнению Клауса должно было находиться новое, еще неизвестное вещество. Химик повторил опыты Г.В. Озанна, а затем, разработав свой план эксперимента, получил новый химический элемент-рутений. И опять отправил письмо И.Берцеллиусу, но тот как и в первый раз не согласился с доводами Клауса. Но русский химик не внял доводам Берцеллиуса и доказал, что открыл новый химический элемент платиновой группы. И в 1845 году Берцеллиус признал открытие рутения.

Назван химический элемент в честь России (латинское название России - Рутениа) [1].

2 Химические и физические свойства элемента рутения

2.1Общие свойства рутения

У рутения немало ценных и интересных свойств. По многим механическим, электрическим и химическим характеристикам он может соперничать со многими металлами и даже с платиной и золотом. Однако в отличие от этих металлов рутений очень хрупок, и поэтому изготовить из него какие-либо изделия пока не удается. По-видимому, хрупкость и неподатливость рутения механической обработке объясняются недостаточной чистотой образцов, подвергаемых испытаниям. Физические свойства этого металла очень сильно зависят от способа получения, а выделить рутений высокой чистоты пока еще не удалось никому. Попытки получить чистый рутений спеканием в брикетах, зонной плавкой и другими методами не привели к положительным результатам. По этой причине до сих пор точно не установлены такие технически важные характеристики, как предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Лишь недавно точно определена температура плавления рутения – 2 250 °C, а точка его кипения лежит где-то в районе 4 900 °C. Металлический рутений очень активно сорбирует водород. Обычно эталоном водородного сорбента считается палладий, кубический сантиметр которого поглощает 940 см³ водорода. Поглотительная способность рутения выше. Он сорбирует 1 500 объемов водорода [2].

Еще одно немаловажное свойство рутения: при температуре -272,53 °С он становится сверхпроводником.

Компактный металлический рутений не растворяется в щелочах, кислотах и даже в кипящей царской водке, но частично растворяется в азотной кислоте с добавками сильных окислителей – перхлоратов или броматов. Рутений можно растворить в щелочной среде гипохлоритами или в кислой среде электрохимическим методом.

При нагревании на воздухе рутений начинает частично окисляться. Максимальная скорость окисления наблюдается при 800 °C. До температуры 1 000 °C рутений всегда окисляется только в двуокись RuО₂, но если нагревать его до 1 200 °C и выше, он начинает превращаться в летучую четырехокись RuO₄, проявляя высшую валентность 8+.

RuO₄ – очень интересное соединение. В обычных условиях это золотисто-желтые иглообразные кристаллы, которые уже при 25 °C плавятся, превращаясь в коричнево-оранжевую жидкость со специфическим запахом, похожим на запах озона. При соприкосновении с малейшими следами большинства органических веществ четырехокись рутения моментально взрывается. В то же время она хорошо растворяется в хлороформе и четыреххлористом углероде. RuO₄ ядовита: при длительном вдыхании ее паров у человека начинает кружиться голова, бывают приступы рвоты и удушья. У некоторых химиков, работавших с четырехокисью рутения, развивалась экзема.

Способность рутения к образованию четырехокиси сыграла существенную роль в химии этого элемента. Путем перевода в летучую RuO₄ удается отделить рутений от других благородных и неблагородных металлов и после ее восстановления получить наиболее чистый рутений. Этим же способом удаляют из родия, иридия и платины примеси рутения [3].