Kas yra renijus ir kokie yra jo taikymai?

Renas yra antras paskutinis elementas su stabiliu izotopu, kuris kada nors buvo rastas Žemėje. Mokslininkai 1908 m. Rado Reniumą. Šis cheminis junginys pavadintas Europoje po Reino upės. Renijus yra sunkusis metalas, kuris priklauso trečiajai grupei pereinamojo metalo, esančio 7 grupėje, periodinėje lentelėje. Jo cheminio elemento simbolis yra Re. Standartinė 1ppb koncentracija (dalis milijardo) - šis elementas yra vienas iš nedidelių metalų ant plutos, turintis 2 aukščiausią virimo tašką ir trečiąjį aukščiausią visų elementų lydymosi tašką. Metalas chemiškai panašus į technecį ir manganą, o tai yra šalutinis vario ir molibdeno rūdų išgryninimo ir ekstrahavimo produktas.

Reino savybės

Reinas yra sidabro baltumo spalvos, o po anglies ir volframo yra trečias pagal dydį lydymosi taškas. Re yra ketvirtas tankiausias elementas žemėje po Osmium, Iridium ir platinos. Reniumas turi šešiakampį glaudžiai supakuotą kristalų struktūrą, taip pat grotelių parametrą c = 445, 6pm ir a = 276.1pm. Prekyboje Reniumas yra miltelių pavidalo, tačiau jį galima sutvirtinti sukepinant ir spaudžiant vandeniliu arba vakuume. Konsolidavimo procesas sukuria nedidelę kietą medžiagą, kurios tankis viršija 90% metalo. Šildant šį elementą paprastai būna lankstus ir lengvai valcuojamas, sukamas ir netgi sulenktas. Volframo-reniumo ir renio molibdeno lydiniai yra puikūs laidininkai. Kambario temperatūroje, atmosferos slėgyje ir dideliais kiekiais šis elementas gali atsispirti vandens regijai, praskiestai azoto rūgščiai, sieros rūgščiai, šarmams ir druskos rūgščiai.

Kiek stabilių izotopų veikia reniumas?

Reniumas turi tik vieną stabilų izotopą (Renium-185), kuris yra vienas iš retiausių elementų, randamas tik dviejuose tellūrinio ir indio elementuose. Natūraliai reniumas-187 yra tik 62, 6%, o reniumas-185 yra 37, 4%, o tai labai nestabili, labai ilgas pusinės eliminacijos laikas (1010 metų), kurį veikia atomo krūvio būsena. Reino-186 izotopas turi ilgiausią pusę 200 000 metų. Reniumas turi daugiau kaip 25 pripažintus radioaktyvius izotopus.

Kur yra reniumo kasyba?

Vidutinė koncentracija 1ppb (kiti šaltiniai, nurodantys 0, 5 pp), renijus yra 77-asis retiausias elementas Žemės plutoje. Šis metalas nėra laisvai randamas gamtoje; jis pasireiškia 0, 2% molibdenito kiekiu. Čilė turėjo reikšmingiausius renio rezervus savo vario rūdų kasyklose ir nuo 2005 m. Buvo didžiausia gamintoja. 1994 m. Pirmoji žinoma reniumo sulfido mineralinė medžiaga Kudriavy vulkane susidarė Rusijoje, Iturp saloje. renio disulfidas, kuris kondensuojasi iš fumarolių.

Kaip iš molibdenito išskiriamas renas?

Komercinis renas išgaunamas iš molibdeno dujų (skrudintuvo dūmų), esančių vario sulfide, ir įvairūs molibdeno rūdos yra ne daugiau kaip 0, 2% renio. Perrenolinė rūgštis ir renio VII oksidas ištirpsta vandenyje, todėl jie filtruojami iš dūmtraukių dulkėmis ir po to nusodinami amonio arba kalio chloridas kaip perrenato druskos, kurios yra išgrynintos perkristalinimo būdu. Bendra metinė šio elemento produkcija yra nuo 40 iki 60 tonų per metus, kai pirminiai gamintojai yra Lenkija, Peru, Jungtinės Valstijos ir Čilė. Apie 10 tonų renio kasmet išgaunama iš Pt-Re katalizatoriaus išgelbėjimo su įvairiais išskirtiniais lydiniais. Reniumo metalo konstrukcija sukuriama, kai amonio perrenatas per vandenį išmetamas labai aukštoje temperatūroje. Šio metalo kaina išaugo nuo 1000 iki 2000 dolerių už kilogramą 2003–2006 m. Iki 10 000 JAV dolerių už kilogramą ir daugiau 2008 m., O tai yra vienas iš brangiausių metalų pasaulyje.

Reikšmingos renio naudojimo

Didelės sąnaudos ir elemento „Rhenium“ trūkumas riboja jos taikymą; nepaisant to, dėl didelės lydymosi temperatūros ir atsparumo aukštai temperatūrai komponentų reniumas yra būtinas gaminant termoporas aukštai temperatūrai matuoti neoksiduotoje atmosferoje. Maždaug 70% pasaulio renio produkcijos naudojama reaktyvinio variklio dalims gaminti. Platinos-renio katalizatoriai padeda gaminti be oktaninio benzino, kuris yra be švino.

Lydiniai

Šio elemento įdėjimas į nikelio pagrindu supjaustytus lydinius padėjo pagerinti jo stiprumą. Super lydiniai turi 3-6% renio. Trečiosios kartos superlydžiai, turintys 6% renio, naudojami F-35 ir F-22 variklių dalių statybai, o F-16 ir F-15 variklių dalys turi antrosios kartos superšvelnus su 3% renio. Gamintojai prideda renio į kitus superlietus, pvz., CMSX-10 ir CMSX-4, kuriuos jie naudoja gaminant įvairius pramoninius dujų turbinų variklius, pvz., GE 7FA. Renas gali padaryti super lydinius mikroelementais nestabilus, todėl susidaro nepageidaujamos topologiškai glaudžiai supakuotos (TCP) fazės. Siekiant didesnio stabilumo, rutenį papildo 4-osios ir 5-osios kartos superlydžiai.

Reino pridėjimas volframe padeda pagerinti jo savybes; tokiu būdu volframo-reniumo lydiniai tampa lengvi ir lengvai dirbami esant žemai temperatūrai. Volframo stabilumas esant aukštai temperatūrai didėja, pridėjus reiną. Šių volframo-reniumo lydinių pusiausvyra pagerėja, didėjant renio koncentracijai, ir dėl šios priežasties volframo-renio lydinys turi 27% renio, ty jų tirpumo ribą. Reniumo pridėjimas prie volframo leidžia kompozitams atitikti specifines funkcijas, pvz., Didesnį lankstumą, didesnį atsparumą ir didesnį atsparumą vibracijai. Daugybė rentgeno spindulių šaltinių naudoja volframo-renio lydinius. Aukštesnis šių metalų lydymosi temperatūra stabilizuoja jų atomus nuo ilgalaikio elektronų poveikio.

Katalizatoriai

Katalizinio riformingo procesas (mažo oktaninio kiekio naftos pirminio benzino transformavimas į aukšto oktaninio kiekio produktus) yra katalizatoriaus renio-platinos lydiniai. Visame pasaulyje daugiau kaip 30% katalizatorių, naudojamų katalizinio riformingo procese, turi renį. Olefin metatezė (organinis procesas, kurio metu perskirstomas olefinas ir išskiriamas anglies-anglies dvigubas ryšys) naudoja reniumo katalizatorius. Daugelis hidrinimo procesų naudoja renio katalizatorius, nes jie yra atsparūs visų rūšių cheminiam apsinuodijimui iš fosforo, sieros ir azoto.

Kitos programos

Re-188 ir Re-186 izotopai yra radioaktyvieji renio izotopai, naudojami kepenų vėžio gydymui. Nors šie izotopai turi panašų audinio įsiskverbimo gylį (Re-188 10 mm ir Re-186 5 mm), Re-186 yra ilgesnis tarnavimo laikas. Listeria monocytogenes padeda organizmui Re-188 patekti į kasos vėžio eksperimentinį gydymą. Reniumas puikiai veikia kaip technecio pakaitalas radijo vaistinėje, nes jis turi ilgesnį pusinės eliminacijos periodą.