Rutenio

(De Ruthenia, nombre de 'Rusia' en lat. medieval); sust. m. [Nota: su símbolo es Ru].

1. [Química] Elemento químico sólido, metálico, poco abundante en la naturaleza, de color blanco plateado y propiedades químicas similares a las del platino, clasificado en el grupo de los metales de transición.

[Química]

Elemento químico perteneciente al Grupo 8 de la tabla periódica, grupo de los metales de transición (segunda serie). Su símbolo químico es Ru, su número y peso atómico son, respectivamente, 44 y 101,07 uma. Metal muy escaso de color blanco plateado, duro y de propiedades químicas análogas al platino (es uno de los llamados metales platinoides).

Es inatacable por los ácidos, tanto en frío como en caliente. El agua regia lo disuelve sólo en presencia de clorato de potasio. El rutenio es inatacable por el oxígeno del aire a temperatura ambiente, pero a temperaturas elevadas se forma dióxido de rutenio.

Resumen de propiedades físico-químicas

Posición en la tabla periódica: Grupo 8.
Clasificación: metales de transición.
Nº atómico: 44
Peso atómico: 101,07 uma
Capas de electrones: 5. Configuración electrónica: [Kr] 4d7,5s1. Electrones de valencia: 4d7,5s1.
Valencia: +2, +3, +4, +6, +8.
Estructura cristalina: hexagonal.
Estado en condiciones estándar de presión (760 mmHg) y temperatura (298,15 K): sólido.
Aspecto: metal de color blanco plateado.
Radio atómico: 1,34 Å.
Radio iónico: 0,68 Å.
Radio covalente: 1,25 Å.
Volumen atómico: 8,30 cm3/mol.
Densidad a 293,15 K y 1 atm:12,37 g/cm3.
Punto de fusión: 2.334 ºC.
Punto de ebullición:4.150 ºC.
Entalpía de fusión: 23,7 kJ/mol.
Entalpía de vaporización: 567,8 kJ/mol.
Electronegatividad: 2,2 Pauling.
Dureza en la escala de Mohs: 6,5.
Potencial de ionización: Primero: 7,37 eV. Segundo: 16,76 eV. Tercero: 28,47 eV.
Conductividad eléctrica: 0,137·106/(cm·W).
Conductividad térmica: 1,17 W/(cm·K).

Descubrimiento

En 1827 Berzelius y Osann estudiaron los residuos que se obtenian al disolver platino bruto, procedente de los Montes Urales,en agua regia. Mientras que Berzelius no encontró otros metales, Osann creyó identificar tres nuevos metales y a uno le dio el nombre de rutenio (nombre latino de Rusia). En 1844 Karl E. Klaus, al que se le atribuye el descubrimiento, demostró que el óxido de rutenio aislado por Osann era muy impuro y que contenía otro nuevo metal. Klaus obtuvo 6g de rutenio a partir de la fracción insoluble resultante de tratar platino bruto con agua regia.

Isótopos

En la naturaleza el rutenio está constituido por una mezcla de 7 isótopos, de los cuales el de número másico 102 es el mas abundante.

Isótopos naturales

Isótopo       Abundancia        Vida media

96Ru             5,54 %            Estable

98Ru             1,86 %            Estable

99Ru             12,7 %            Estable

100Ru            12,6 %             Estable

101Ru            17,1 %             Estable

102Ru            31,6 %             Estable

104Ru            18,6 %             Estable

Isótopos artificiales

Entre los obtenidos de forma artificial, todos radiactivos, destaca el isótopo 106Ru, por ser el de mayor vida media.

Isótopo    Abundancia            Vida media          Decaimiento

95Ru        Sintético             1,64 horas          Captura e-  95Tc

97Ru        Sintético             2,89 días           Captura e- 97Tc

103Ru       Sintético             39,27 días          emisión -  103Rh

105Ru       Sintético             4,44 horas          emisión -  105Rh

106Ru       Sintético             1,02 años           emisión -  106Rh

Propiedades y Usos

El rutenio cuando se encuentra puro es un metal de color blanco plateado, relativamente duro y quebradizo, con una estructura cristalina de tipo hexagonal. Por debajo de 100 ºC es insoluble en ácidos, incluida el agua regia, pero reacciona de forma violenta si se adiciona clorato de potasio. En caliente, reacciona con los halógenos (se convierte por el cloro en el tricloruro) y con los hidróxidos de metales alcalinosformando rutenatos. A temperatura ambiente, en contacto con el aire, no sufre oxidación, pero por encima de los 800 ºC, se oxida, formando el dióxido de rutenio (RuO2).

Es un buen catalizador en reacciones de hidrogenación (como por ejemplo, en la hidrogenación de grupos carbonilo donde su especificidad es bastante elevada), isomerización, oxidación y nitrogenación.

Una suspensión acuosa de CdS y dióxido de rutenio, permite eliminar el sulfuro de hidrógeno (compuesto tóxico y contaminante que se encuentra en el petróleo natural) por descomposición catalítica por la luz.

Aleado en pequeñas proporciones con metales del mismo grupo, como el platino y el paladio, aumenta sensiblemente su resistencia a la corrosión y mejora su propiedades mecánicas. Estas aleaciones se emplean especialmente en contactos eléctricos. Las aleaciones con osmio por ser muy resistentes al desgaste y a la corrosión, se emplean en la fabricación de cojinetes de instrumentos de precisión y en las puntas de las plumillas estilográficas.

Tan solo un 0,1 % de rutenio mejora más de 1000 veces la resistencia a la corrosión deltitanio. Es utilizado también en aleaciones con el cobalto, níquel, wolframio y otros metales. Con el molibdeno, se consigue una aleación superconductora a 10,6 K.

Para proteger de la corrosión a algunos materiales se aplica una finísima capa de rutenio por electrodeposición o descomposición térmica.

Fuentes y Obtención

El rutenio ocupa el lugar 80 de abundancia entre los elementos en la naturaleza. Representa el 1·10-7% en peso de la corteza terrestre (se encuentra en una concentración de 0,001 ppm). En forma nativa está presente, junto con los demás miembros del grupo del platino, en minerales de los Urales y de ambas Américas, como la sysserkita (iridosmio) y newjanskita (osmiridio) que contienen en su composición iridio, osmio, y en menor cantidad, rutenio, platino y rodio.

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