Kaj je renij in kakšne so njegove uporabe?

Renij je drugi zadnji element s stabilnim izotopom, ki je bil kdaj odkrit na Zemlji. Znanstveniki so odkrili renij leta 1908. Ta kemična spojina je dobila ime po reki Ren v Evropi. Renij je težka kovina, ki spada v tretjo vrsto prehodne kovine v skupini 7 v periodnem sistemu. Simbol za njegov kemični element je Re. S standardno koncentracijo 1ppb (del na milijardo) je ta element ena redkih kovin na skorji z drugo najvišjo točko vrelišča in tretjo najvišjo točko tališča vseh elementov. Kovina kemično spominja na tehnecij in mangan in je stranski proizvod prečiščevanja in ekstrakcije bakrovih in molibdenovih rud.

Značilnosti renija

Renij je srebrno bele barve in ima tretje najvišje tališče po ogljiku in volframu. Re je četrti najgostejši element na zemlji za Osmijem, Iridijem in platino. Renij prihaja s šesterokotno tesno zapakirano kristalno strukturo plus parameter mreže z c = 445.6pm in a = 276.1pm. Komercialno obstaja renij v obliki prahu, lahko pa se konsolidira s sintranjem in stiskanjem v vodik ali vakuumski atmosferi. Proces konsolidacije proizvaja majhno trdno snov, katere gostota je več kot 90% kovine. Pri segrevanju se ta element nagiba k prožnosti in lahkemu valjanju, navijanju in celo upogibanju. Volfram-renij in renij-molibdenove zlitine so odlični prevodniki. Pri sobni temperaturi, atmosferskem tlaku in v razsutem stanju lahko ta element vzdrži vodno regijo, razredčeno dušikovo kislino, žveplovo kislino, alkalije in klorovodikovo kislino.

Koliko stabilnih izotopov ima renij?

Renij ima samo en stabilen izotop (renij-185), ki je eden najredkejših elementov, ki ga najdemo le v dveh elementih telurja in indija. Seveda je renij-187 le 62, 6%, renij-185 pa 37, 4%, ki je zelo nestabilen z zelo dolgim ​​razpolovnim časom (1010 let), na katerega vpliva stanje atomskega naboja. Izotop Renium-186 ima najdaljši razpolovni čas 200.000 let. Renij ima več kot 25 prepoznanih radioaktivnih izotopov.

Kje je renij miniran?

S povprečno koncentracijo 1ppb (drugi viri, ki navajajo 0, 5ppb) je renij 77. najredkejši element v Zemljini skorji. Ta kovina se v naravi ne nahaja prosto; pojavlja se v količinah 0, 2% v molibdenitu. Čile so imele najpomembnejše renijeve rezerve v rudnikih bakrene rude in so bile leta 2005 vodilni proizvajalec. renijev disulfid, ki kondenzira iz fumarolov.

Kako je renij ekstrahiran iz molibdenita?

Komercialni renij se izkopa iz molibdenovega plina (žgalne dimne cevi), ki je prisoten v bakrovem sulfidu, in različne molibdenitne rude imajo največ 0, 2% renija. Perlenska kislina in oksid renij VII se raztopita v vodi, zato se filtrirata iz dimnih plinov s prahom in nato oborita amonijev ali kalijev klorid kot perrhenatne soli, ki jih očistimo s prekristalizacijo. Celotna letna proizvodnja tega elementa je med 40-60 ton / leto, pri čemer so primarni proizvajalci Poljska, Peru, Združene države in Čile. Pri zbiranju katalizatorja Pt-Re z različnimi izjemnimi zlitinami se letno pridobiva približno 10 ton renija. Kovinska struktura renija nastane z zgoščanjem amonijevega perrenata skozi vodikov plin pri izredno visokih temperaturah. Cena te kovine se je povečala med 1000 in 2000 dolarjev na kilogram v letih 2003-2006 na 10.000 dolarjev na kilogram in več v letu 2008, zaradi česar je ena najbolj dragih kovin na svetu.

Pomembne aplikacije renija

Visoki stroški in pomanjkanje elementa renija omejujejo njegovo uporabo; kljub temu je zaradi komponent z visokim tališčem in visoko temperaturno odpornostjo renij nepogrešljiv pri izdelavi termočlenov za merjenje visokih temperatur v neoksidirani atmosferi. Približno 70% svetovne proizvodnje renija se uporablja za proizvodnjo delov reaktivnega motorja. Katalizatorji platine in renija pomagajo pri proizvodnji visoko oktanskega bencina, ki je brez svinca.

Zlitine

Dodatek tega elementa v superzlitine na osnovi niklja je izboljšal njegovo trdnost. Super zlitine imajo 3-6% renija. Pri gradnji motornih delov F-35 in F-22 se uporabljajo superzlitine tretje generacije s 6% renija, medtem ko imajo deli motorja F-16 in F-15 drugo generacijo superzlitin s 3% renija. Proizvajalci dodajo renij v druge superzlitine, kot so CMSX-10 in CMSX-4, ki jih uporabljajo pri izdelavi različnih industrijskih plinskih turbinskih motorjev, kot je GE 7FA. Renij lahko superzlitine naredi mikrostrukturno nestabilne in tako tvori nezaželene topološko tesno zapakirane (TCP) faze. Za večjo stabilnost je rutenij dodan superzlitini 4. in 5. generacije.

Dodajanje renija v volfram pomaga izboljšati njegove lastnosti; tako da so volfram-renijeve zlitine duktilne in enostavne za uporabo pri nizkih temperaturah. Stabilnost volframa pri visokih temperaturah raste z dodatkom renija. Ravnotežje teh zlitin volfram-renij se izboljša s povečanjem koncentracije renija in to je razlog, zakaj ima zlitina volfram-renija 27% renija, kar je njihova meja topnosti. Dodajanje renija v volfram omogoča kompozitom, da izpolnjujejo specifične funkcije, kot so izboljšana duktilnost, večja upornost in odlična odpornost na vibracije. Številni viri rentgenskih žarkov uporabljajo zlitine volfram-renij. Višje tališče teh kovin stabilizira njihove atome pred dolgotrajnim elektronskim vplivom.

Katalizatorji

Proces katalitskega reformiranja (proces preoblikovanja nizko oktanskega razreda naftne nafte v visoko-oktanske produkte) kot katalizator uporablja zlitine renij-platine. Na svetovni ravni ima več kot 30% katalizatorjev, uporabljenih v procesu katalitskega reformiranja, renij. Olefinska metateza (organski postopek, ki vključuje prerazporeditev olefinov z regeneracijo in odvajanje dvojne vezi ogljik-ogljik) uporablja katalizatorje na osnovi renija. Številni postopki hidrogeniranja uporabljajo renijeve katalizatorje, ker so odporni na vse oblike kemičnega zastrupitve s fosforjem, žveplom in dušikom.

Druge aplikacije

Izotopi Re-188 in Re-186 so radioaktivni izotopi renija, ki se uporabljajo pri zdravljenju raka jeter. Čeprav imajo ti izotopi podobno globino prodiranja (Re-188 za 10 mm in Re-186 za 5 mm), ima Re-186 daljšo življenjsko dobo. Listeria monocytogenes pomaga pri dajanju zdravila Re-188 v telo med poskusnim zdravljenjem raka trebušne slinavke. Renij deluje kot nadomestek za tehnecij v procesu radio-farmacije, ker ima daljši razpolovni čas.

Priporočena

Kaj je Konfederacijska zastava?
2019
Države na svetu, ki so najbolj suše
2019
Katedrala Cove, Nova Zelandija - edinstvena mesta po svetu
2019