Ruthénium

Ruthénium
Technétium ← Ruthénium → Rhodium Fe     44 Ru                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Ru ↓ Os Table complète • Table 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 : F
Symboles : F : Facilement inflammable Phrases R : R11 : Facilement inflammable. Phrases S : S16 : Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelles - Ne pas fumer. S22 : Ne pas respirer les poussières. S24/25 : Éviter le contact avec la peau et les yeux.
Phrases R : 11,
Phrases S : 16, 22, 24/25,
SGH[6]
État pulvérulent : Danger H228, P210, H228 : Matière solide inflammable P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer.
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).

[modifier] 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 ».

[modifier] 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.

[modifier] 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]).

[modifier] 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).

[modifier] Notes et références

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