Ren (pierwiastek)


Ren (pierwiastek) w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania 75 Re Niebezpieczeństwo

Ren (Re, łac. rhenium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od nazwy rzeki Ren.

Istnienia tego pierwiastka metodami spektroskopowymi dowiedli Walter Noddack, Ida Tacke i Otto Berg w 1925 r.

W formie czystej pierwiastek ten jest srebrzystym błyszczącym metalem o dużej twardości. Metaliczny ren przypomina platynę (gęstość 21,09 g/cm³). Po wyżarzeniu staje się miękki i kowalny. Po obróbce uszlachetnia stopy metali, znacząco zwiększając ich twardość i odporność na korozję. Zaliczany jest do metali szlachetnych. Roztwarza się tylko w kwasach utleniających: kwasie azotowym i gorącym, stężonym kwasie siarkowym.

Ren występuje w skorupie ziemskiej w ilości 4×10-4 ppm. W przyrodzie występuje wyłącznie w stanie rozproszonym, głównie w molibdenicie, kolumbicie i łupkach miedzionośnych. Światowe zasoby renu szacuje się na maks. 17 tys. ton, największe występują w Chile, USA, Kanadzie, Kazachstanie, Rosji, Uzbekistanie i Peru. W Polsce ren występuje jako domieszka w złożach miedzi w okolicach Lubina. Największym producentem renu jest firma Molymet z Chile (w 2007 uzyskała ponad 20 ton[4]), zaraz za nią Phelps Dodge ze Stanów Zjednoczonych oraz Kazakhmys z Kazachstanu. W Europie jedynym producentem renu z własnych źródeł jest polska spółka KGHM Metraco (do roku 2014 KGHM Ecoren), która zajmuje czwarte miejsce wśród globalnych potentatów[5].

Spis treści

Związki renu | edytuj kod

Ren, w porównaniu do manganu, tworzy trwalsze związki na wyższych, a mniej trwałe na niższych stopniach utleniania[6]. Znane są 4 tlenki tego pierwiastka: czarny ReO
2
, niebieski Re
2O
5
, czerwony ReO
3
i żółty Re
2O
7
, przy czym ten ostatni powstaje w wyniku ogrzewania renu na powietrzu[6][7] i stanowi końcowy produkt utleniania tego pierwiastka[7]. Jest on związkiem trwałym i jest słabym utleniaczem (w przeciwieństwie do Mn
2O
7
)[6][7]. Ponadto znany jest nietrwały czarny uwodniony tlenek renu(III), Re
2O
3·2H
2O[7]. Tlenek renu(VI), ReO
3, jest jedynym trwałym tlenkiem manganowców na VI stopniu utlenienia[7]. Powstaje podczas ogrzewania tlenku renu(VII) z metalicznym renem[6] lub przez jego redukcję za pomocą CO[7].

Tlenek renu(VII) tworzy z wodą kwas renowy(VII) (kwas nadrenowy), który jest kwasem silnym. Jego sole to reniany(VII) (nadreniany)[6]. Stanowią one punkt wyjścia do całej chemii renu[7].

Tlenek renu(VI) jest mało reaktywny. Nie reaguje ani z wodą, ani z roztworami kwasów i zasad[7]. Po stopieniu z NaOH daje nietrwały renian(VI) sodu, Na
2ReO
4. W podobnej reakcji z tlenku renu(IV) można otrzymać również nietrwały renian(IV) sodu, Na
2ReO
3[6].

Z siarką ren tworzy dwa siarczki: Re
2S
7 i ReS
2[6][7]. W połączeniach z fluorowcami ren występuje na stopniach utlenienia III–VII. Znane są: ReI
3, ReBr
3, ReCl
3, ReI
4, ReBr
4, ReCl
4, ReF
4, ReBr
5, ReCl
5, ReF
5, ReCl
6, ReF
6 oraz ReF
7
, który jest jedynym znanym halogenkiem metalu przejściowego na VII stopniu utlenienia[7].

Zastosowanie renu | edytuj kod

  • jako składnik superstopów odpornych na pełzanie w wysokich temperaturach;
    • w przemyśle lotniczym (monokrystaliczne łopatki silników odrzutowych, turbiny silników i osłony pojazdów, wykonywane z nadstopów na bazie niklu, zawierających od 3 do 6% renu);
    • w przemyśle zbrojeniowym (rdzenie do pocisków przeciwpancernych)[8];
    • do produkcji termopar, elementów grzewczych, styków elektrycznych, elektrod, elektromagnesów, lamp próżniowych i rentgenowskich, żarówek błyskowych, powłok metalicznych;
  • jako katalizator w takich reakcjach jak: metateza, epoksydacja (metylotrioksoren), dihydroksylacja, m.in. w produkcji wysokooktanowych benzyn bezołowiowych.
  • w medycynie (w zabiegu zwanym radioizotopową synowektomią (RSO) polegającym na zniszczeniu zapalnie zmienionej błony maziowej za pomocą promieniowania ß (beta) emitowanego przez promieniotwórczy izotop renu Ren-186 (186Re))

Technologia i proces produkcyjny | edytuj kod

Ren pozyskuje się zazwyczaj z rud manganu. Podczas ich prażenia na powietrzu wszystkie obecne związki renu przekształcają się w lotny Re
2O
7 (temperatura wrzenia 360 °C), kondensujący następnie w postaci pyłu. Przetwarza się go w nadrenian amonu, NH
4ReO
4 i redukuje za pomocą wodoru[7].

W Polsce technologię pozyskiwania związków renu ze ścieków z huty miedzi opracowano w KGHM Ecoren i Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach. Metoda wykorzystuje technologie hydrometalurgiczne – otrzymywanie metali z rud, koncentratów i innych surowców za pomocą roztworów odpowiednio dobranych związków chemicznych.

W Legnicy działa jedyna fabryka w Europie produkująca ren metaliczny pozyskiwany z własnych źródeł[9].

Technologia składa się z dwóch zasadniczych części, realizowanych w oddzielnych instalacjach. W początkowej fazie ściek jest filtrowany, a następnie przepuszcza się go przez kolumny wypełnione żywicą jonowymienną. Właśnie w nich odbywa się ważny etap całego procesu: „wyłapywanie” jonów renu. Następnie prowadzone jest wymywanie renu. W efekcie stężenie pierwiastka w roztworze znacznie wzrasta. Dopiero taki wzbogacony roztwór (eluat renowy) stanowi surowiec do produkcji renianu(VII) amonu (nadrenianu amonu, NH
4ReO
4), a w dalszej kolejności metalicznego renu[10].

Rynek | edytuj kod

Ren należy do najdroższych metali. W roku 2007 notowano stały wzrost jego ceny. We wrześniu 2007 wynosiła ona 7,5 tys. dolarów za kg. W 2008 jego cena przekraczała 10 tys. USD/kg (we wrześniu 2011 ok. 4200 USD/kg)[10]. Popyt na ren i wzrost jego ceny związane są m.in. z prognozowanym dwukrotnym wzrostem zamówień na dostawę samolotów odrzutowych w lotnictwie cywilnym (z poziomu około 700 sztuk w 2004 roku do przewidywanych 1400 sztuk w 2010 roku) oraz rosnącym popytem na ropę naftową przy jej wysokich notowaniach. Według doniesień prezentowanych na konferencji „Minor Metals & Rare Earths” (Hongkong, wrzesień 2007) nie znaleziono dotąd opłacalnych ekonomicznie substytutów renu.

Uwagi | edytuj kod

  1. Liczba w nawiasie oznacza niepewność ostatniego podanego miejsca po przecinku.

Przypisy | edytuj kod

  1. a b CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-29, ISBN 978-1-4200-9084-0 .
  2. Ren (nr 204188) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  3. Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number (ang.). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, IUPAC, 2013-09-24. [dostęp 2013-12-02].
  4. Rhenium: Son Of Moly, Hardassetsinvestor.com [data dostępu: 04.08.2009]
  5. Dwa lata działalności KGHM Metraco, Metale.org[martwy link]
  6. a b c d e f g AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 916, ISBN 83-01-13654-5 .
  7. a b c d e f g h i j k Norman N.N.N. Greenwood Norman N.N.N., AlanA. Earnshaw AlanA., Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 1043–1049, ISBN 0-7506-3365-4 .
  8. TomaszT. Majewski TomaszT., Badanie procesów modyfikacji plazmowej proszków W i Re oraz mieszanek W-Re, 2011 .
  9. Fabryka renu
  10. a b Strona KGHM Ecoren
Kontrola autorytatywna (pierwiastek chemiczny):
Na podstawie artykułu: "Ren (pierwiastek)" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy