Renyum, şimdiye dek Dünya'da keşfedilen istikrarlı bir izotoplu ikinci son elementtir. Bilim adamları 1908 yılında Renyum'u keşfetti. Bu kimyasal bileşik, Avrupa'daki Ren Nehri'nin adını almıştır. Renyum, periyodik tablodaki 7. gruptaki üçüncü geçiş metali sırasına ait ağır bir metaldir. Kimyasal elementinin simgesi Re'dir. 1ppb'lik standart konsantrasyonda (milyarda bir parça) bu element, kabuktaki en yüksek 2. kaynama noktasına ve tüm elementlerin en yüksek 3. erime noktasına sahip olan sıra dışı metallerden biridir. Metal kimyasal olarak technetium ve manganezlere benzer ve bakırın ve molibden cevherlerinin rafine edilmesinin ve çıkarılmasının bir yan ürünüdür.
Renyumun Özellikleri
Renyum rengi beyaz renklidir ve karbon ve tungstenden sonra en yüksek üçüncü erime noktasına sahiptir. Osmium, Iridium ve platin sonrası dünyadaki en yoğun dördüncü elementtir. Renyum, altıgen, yakından paketlenmiş bir kristal yapı artı c = 445.6pm ve a = 276.1pm bir kafes parametresi ile birlikte gelir. Ticari olarak, Renyum toz formunda bulunur, ancak sinterlenerek ve bir hidrojen veya vakum atmosferinde bastırılarak birleştirilebilir. Birleştirme işlemi, yoğunluğu metalin% 90'ından fazla olan küçük bir katı üretir. Isıtıldığında bu eleman esnek olma eğilimindedir ve kolayca yuvarlanır, sarılır ve hatta bükülür. Tungsten-renyum ve Renyum-molibden alaşımları mükemmel iletkenlerdir. Oda sıcaklığında, atmosferik basınçta ve dökme halde, bu element aqua regia'ya, seyreltik nitrik asit, sülfürik asit, alkaliler ve hidroklorik aside dayanabilir.
Renyum Kaç Kararlı İzotoplara Sahiptir?
Renyum, sadece tellür ve indiyumun iki elementinde bulunan nadir elementlerden biri olan yalnızca bir kararlı izotopa (Rhenium-185) sahiptir. Doğal olarak bulunan renyum-187, sadece% 62.6 ve renyum-185, % 37.4'tür ve atomik yük durumundan etkilenen çok uzun bir yarı ömürle (1010 yıl) çok kararsızdır. Renyum-186 izotop 200.000 yıllık en uzun yarı ömre sahiptir. Renyum 25'ten fazla tanınmış radyoaktif izotopa sahiptir.
Renyum mayınlı nerede?
Ortalama 1ppb konsantrasyona (0.5ppb alıntı diğer kaynaklar) sahip olan renyum, yer kabuğunda 77 nolu nadir elementtir. Bu metal doğada serbestçe bulunmaz; molibdenitte% 0.2'lik miktarlarda ortaya çıkar. Şili, bakır cevheri madenlerinde en önemli renyum rezervlerine sahipti ve 2005'ten beri en iyi üretici oldu. 1994 yılında Iturp Adası Rusya'sındaki Kudriavy volkanında oluşan ilk bilinen renyum sülfür minerali. Kudriavy volkanı, yılda yaklaşık 60 kg renyum üretiyor. fumarollerden yoğunlaşan renyum disülfür.
Renyum Molibdenit'ten Nasıl Çekilir?
Ticari renyum, bakır-sülfit içerisinde bulunan molibden gazından (kavurma bacaından) çıkarılır ve çeşitli molibden cevherleri maksimum% 0.2 renyum içerir. Perhenik asit ve renyum VII oksit suda çözülür ve bu nedenle baca gazlarından tozla süzülür ve daha sonra yeniden kristalleştirme ile saflaştırılan perhenat tuzları olarak amonyum veya potasyum klorit ile çökeltilir. Bu elementin toplam yıllık toplam üretimi 40-60 ton / yıl arasındadır ve başlıca üreticiler Polonya, Peru, Amerika Birleşik Devletleri ve Şili'dir. Çeşitli istisnai alaşımlarla Pt-Re katalizörünün kurtarılmasından yılda yaklaşık 10 ton Renyum geri kazanılmaktadır. Renyumun metal yapısı, yalnızca yüksek sıcaklıklarda amonyum perhenatın hidrojen gazı ile yuvarlanmasıyla yaratılır. Bu metalin fiyatı 2003-2006 yılları arasında kilogram başına 1000 ila 2000 dolar arasında değişmiş ve 2008'de kilogram başına 10.000 dolar arasında değişmiş ve bu da onu dünyanın en pahalı metallerinden biri haline getirmiştir.
Renyumun Önemli Uygulamaları
Yüksek maliyetleri ve Rhenium elementinin yetersizliği uygulamalarını sınırlandırmaktadır; Bununla birlikte, yüksek erime noktası ve yüksek sıcaklık direncine sahip bileşenleri nedeniyle, oksitlenmemiş atmosferde yüksek sıcaklıkların ölçülmesi için termokuplların üretiminde renyum vazgeçilmezdir. Global motor rizyum üretiminin yaklaşık% 70'i jet motorunun parçalarını üretmek için kullanılır. Platin-renyum katalizörleri, kurşunsuz olan yüksek oktanlı benzin üretimine yardımcı olmaktadır.
alaşımlar
Nikel bazlı süper alaşımlarda bu elementin eklenmesi kuvvetini arttırmaya yardımcı olmuştur. Süper alaşımlar% 3-6 oranında renyum içerir. % 6 renyumlu üçüncü nesil süper alaşımlar, F-35 ve F-22 motor parçaları yapımında kullanılırken, F-16 ve F-15 motor parçaları% 3 renyum içeren ikinci nesil süper alaşımlara sahiptir. Üreticiler, GE 7FA gibi çeşitli endüstriyel gaz türbini motorlarının yapımında kullandıkları CMSX-10 ve CMSX-4 gibi diğer süper alaşımlara Rhenium ekler. Renyum, süper alaşımları mikro-yapısal olarak dengesiz hale getirebilir, böylece istenmeyen bir topolojik olarak kapanmış (TCP) fazlar oluşturur. İyileştirilmiş stabilite için, 4. ve 5. nesil süper alaşımlara Ruthenium eklenir.
Tungsten içine renyum ilavesi, özelliklerinin geliştirilmesine yardımcı olur; Böylece, tungsten-renyum alaşımlarının esnek olması ve düşük sıcaklıklarda çalışılması kolaydır. Tungstenin yüksek sıcaklıklarda dengesi, Rhenium ilavesiyle büyür. Bu tungsten-renyum alaşımlarının dengesi, renyum konsantrasyonlarında bir artışla düzelir ve bu, tungsten-renyum alaşımının, çözünürlük limitleri olan% 27 renyuma sahip olmasının nedenidir. Renyumun tungsten içerisine eklenmesi, kompozitlerin geliştirilmiş süneklik, daha yüksek direnç ve üstün titreşim direnci gibi spesifik fonksiyonları yerine getirmesini mümkün kılar. Çok sayıda X-ışını kaynağı Tungsten-renyum alaşımları kullanır. Bu metallerin daha yüksek erime noktası, atomlarını uzun süreli elektron etkisine karşı dengeler.
Katalizörler
Katalitik yeniden şekillendirme işlemi (düşük oktan dereceli petrol nafosunu yüksek oktanlı ürünlere dönüştürme işlemi) katalizör olarak Renyum-platin alaşımlarını kullanır. Küresel olarak, katalitik reform işleminde kullanılan katalizörlerin% 30'undan fazlası renyum içermektedir. Olefin metatezi (karbon-karbon çift bağının yenilenmesi ve bölünmesi ile olefinlerin yeniden dağılımını gerektiren organik bir işlem) renyum bazlı katalizörler kullanır. Çok sayıda hidrojenasyon işlemi, renyum katalizörleri kullanır, çünkü bunlar fosfor, kükürt ve azottan kaynaklanan her türlü kimyasal zehirlenmeye karşı dirençlidir.
Diğer uygulamalar
Re-188 ve Re-186 izotopları, karaciğer kanseri tedavisinde kullanılan radyoaktif renyum izotoplarıdır. Bu izotopların benzer doku penetrasyon derinliği olmasına rağmen (10 mm için Re-188 ve 5 mm için Re-186), Re-186 daha uzun bir ömre sahiptir. Listeria monocytogenes, pankreas kanserinin deneysel tedavisi sırasında Re-188'in vücuda taşınmasına yardımcı olur. Rhenium, radyo-eczane sürecinde, teknisyumun yerine geçerek mükemmel çalışır, çünkü daha uzun bir yarı ömre sahiptir.