Элемент Рений

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Существование и некоторые свойства аналогов марганца, условно названных экамарганцем и двимарганцем, были предсказаны Д. И. Менделеевым на основании периодического закона в 1870 г. , т. е. задолго до их открытия.

Элемент Рений открыли в 1925 году немецкие химики Ида и Вальтер Ноддак, исследуя минерал колумбит спектральным анализом[5] в лаборатории компании Siemens & Halske. Об этом было доложено на собрании немецких химиков в Нюрнберге. В следующем году группа учёных выделила из молибденита первые 2 мг рения. Относительно чистый рений удалось получить только в 1928 году. Для получения 1 г рения требовалось переработать более 600 кг норвежского молибденита.

Рений (Rhenium), Re, химический элемент (VII Б) группы периодической системы Менделеева, атомный номер 75, атомная масса 186,207. Светло-серый металл. В природном Рении два изотопа: стабильный 185Re (37,07%) и слаборадиоактивный 187Re (с периодом полураспада ТЅ = 1011 лет). Это d элемент, электронная структура этого элемента следующая:

Re-2, 8, 18, 32, 13, 2 (5d56s2)

Электронное строение, степени окисления

Электронная конфигурация внешнего уровня Re: 4f145d56s2

d орбитали предпоследнего электронного подуровня укомплектованы не полностью что позволяет рению в химических соединениях реализовать разные валентные состояния от I до VII. Как и все переходные элементы рений характеризуется достраивающимся предпоследним электронным уровнем 5d. Это определяет участие в химических связях не только s-, но и d-электронов. Вследствие этого рений имеет несколько степеней окисления, проявляет повышенную склонность к комплексообразованию и другие характерные для переходных элементов свойства. Рений реализует в своих соединениях все восемь валентных состояний от +7 до -1. Наиболее устойчивы соединения со степенью окисления рения +7 и +4. Степень окисления +7- самая характерная для рения; она проявляется в наиболее важных соединениях, таких, как рениевая кислота и её соли, семиокись Re2O7. Перренат-ион ReO4- устойчив в кислых и в щелочных растворах.

Шестивалентный рений устойчив в окиси ReO3; известны его галогениды оксигалогениды ReF6, ReOCl4 и др.

Соединения пятивалентного рения образуются при действии любых восстановителей в растворах кислот и устойчивы в присутствии комплексообразующих веществ, стабилизирующих это валентное состояние.

Четырёхвалентный рений образуется в водных растворах в присутствии различных комплексообразующих веществ и избытка восстановителей. Соединения рения (VI) характеризуются большой устойчивостью в кислых и слабощелочных средах. Хорошо известны двуокись, дисульфид, галогениды, оксигалогениды, различные комплексные соединения рения (VI).

Соединения трёх-, двух- и одновалентного рения образуются при действии восстановителей в средах неводных растворителей и в атмосфере инертных газов. На воздухе и в водных растворах рений в указанных валентных состояниях подвержен гидролизу и окислению. Наиболее устойчивыми соединениями рения в этих валентных состояниях являются р- комплексы с карбонилом, замещёнными фосфинами, диарсинами и др., поскольку эти лиганды способны стабилизировать низшие валентные состояния. Степени окисления 0 и +1 зафиксированы в цианидных комплексах, а 0 и -1 - в соединениях с карбонилом.

Нахождение в природе, способы получения

Нахождение в природе.

Рений -- один из редчайших элементов земной коры. Его содержание в земной коре оценивается в 7·10-8 по массе. По геохимическим свойствам он схож со своими гораздо более распространёнными соседями по периодической системе -- молибденом и вольфрамом. Поэтому в виде малых примесей он входит в минералы этих элементов Его главной особенностью является халькофильность. Поэтому в повышенных концентрациях рений содержится в молибденовых и медно-молибденовых рудах. Основным источником рения служат молибденовые руды некоторых месторождений, где его извлекают как попутный компонент.

Рений встречается в виде редкого минерала джезказганита (CuReS4), найденного вблизи казахстанского города Джезказган (каз. Жез?аз?ан). Кроме того, в качестве примеси рений входит в колумбит, колчедан[11], а также в циркон и минералы редкоземельных элементов.

О чрезвычайной рассеянности рения говорит тот факт, что в мире известно только одно экономически выгодное месторождение рения. Оно находится в России: запасы в нём составляют около 10-15 тонн. Это месторождение было открыто в 1992 году на вулкане Кудрявый, остров Итуруп, Курильские острова. Рений находится здесь в форме минерала рениит ReS2, со структурой, аналогичной молибдениту. Месторождение[13] в кальдере на вершине вулкана представлено фумарольным полем размерами ~50Ч20 м с постоянно действующими источниками высокотемпературных глубинных флюидов -- фумаролами. Это означает, что месторождение активно формируется по сегодняшний день: по разным оценкам, с газами в атмосферу уходит от 10 до 37 тонн рения в год.

По природным запасам рения на первом месте в мире стоит Чили, на втором месте -- США, а на третьем -- Россия.

Общие мировые запасы рения составляют около 13 000 тонн, в том числе 3500 тонн в молибденовом сырье и 9500 т -- в медном. При перспективном уровне потребления рения в количестве 40--50 тонн в год человечеству этого металла может хватить ещё на 250--300 лет. Приведённое число носит оценочный характер без учёта степени повторного использования металла.

Запасы рения в виде рениита на острове Итуруп оцениваются в 10--15 тонн, в виде вулканических газов -- до 20 тонн в год.

В практическом отношении важнейшими сырьевыми источниками получения первичного рения в промышленном масштабе являются молибденовые и медные сульфидные концентраты. Содержание рения в них может доходить до 0,002--0,005 % по массе. В общем балансе производства рения в мире на них приходится более 80 %. Остальное в основном приходится на вторичное сырьё. Из-за низкой доступности и высокого спроса рений является одним из самых дорогих металлов со средней ценой около 4575 долларов США за килограмм ($142,30 за тройскую унцию) по состоянию на август 2011 года. В то же время цена сильно зависит от чистоты металла, 1 кг рения стоит от 1000 до 10 000 долларов

Получение рения

Наиболее распространённый способ получения металлического рения- восстановление перрената аммония водородом. Кроме того, металлический рений можно получать электролизом растворов и термической диссоциацией галогенидов и оксигалогенидов.

Восстановление перрената аммония водородом описывается реакцией:

2NH₄ReO₄+4H₂ 2Re+N₂+8H₂O

Сродство рения к кислороду ниже, чем сродство к кислороду молибдена и вольфрама, поэтому перренат аммония количественно восстанавливается водородом при температуре всего 3250С. Однако на практике восстановление ведут при температуре 800-9500С. Соль загружают в лодочки из молибдена или сплава молибден-никель и направляют в трубчатую печь. Вначале перренат аммония сушат в токе водорода при температуре 3000С, затем повышают температуру до 800-8500С. Восстановление заканчивается за 1-2ч.

Электролитический способ позволяет получать металлический рений непосредственно из водных растворов. Рений- единственный тугоплавкий металл, который может быть выделен электролизом водных растворов. Поскольку рений обладает низким перенапряжением водорода, для достижений приемлемого выхода по току необходимо проводить процесс при высоких значениях плотности тока- 100- 200А/дм2. Электролиз ведут из сернокислых растворов, содержащих сульфат аммония с использованием анодов из платины и катодов из тантала или нержавеющей стали. Катоды периодически извлекают и снимают с них осадки металлического рения. Хотя при электролизе и получают порошки рения высокой чистоты, они состоят из слишком крупных зёрен, что мешает их дальнейшей переработке на компактный металл методами порошковой металлургии. Используют такие порошки при получении некоторых сплавов.

Метод получения металлического рения путём термической диссоциации галогенидов и оксигалогенидов применяют для получения покрытий из рения на изделиях из молибдена и вольфрама. Метод этот основан на способности этих соединений разлагаться при температуре 1200-13000С с выделением металлического рения, например, по реакции:

6ReOCI₄ 4Re+2ReO₃CI+5CI₂

Легколетучий ReO3CI удаляется вместе с хлором. В принципе для получения рениевых покрытий могут быть использованы как пентахлорид рения ReCI5, так и окситетрахлорид ReOCI4. Более удобен ReOCI4, поскольку в этом случае скорость отложения рения на подложке значительно выше. Термическую диссоциацию проводят на поверхности изделия из молибдена или вольфрама (нити, стержня), нагретый до требуемой температуры в вакууме или атмосфере инертного газа. Этот метод позволяет получить плотные рениевые покрытия.

Свойства простого вещества: физические и химические

Физические свойства

Рений- блестящий серебристо-белый металл. Порошок металла- чёрного или тёмно-серого цвета в зависимости от дисперсности. Это один из наиболее плотных и твёрдых металлов (плотность- 21,02 г/см3). Температура плавления- 31860С. Кипит при 55960С. Парамагнитен. Рений единственный из тугоплавких металлов V-VII групп имеет гексагональную плотноупакованную решётку, в то время как все остальные имеют кубическую объёмно-центрированную. В связи с этим рений характеризуется более высокой упругостью, прочностью и пластичностью, чем молибден и вольфрам. По ряду физических свойств рений приближается к тугоплавким металлам VI группы ( молибден, вольфрам), а также к металлам платиновой группы. По темпеатуре плавления рений занимает второе место среди металлов, уступая лишь вольфраму, а по плотности- четвёртое( после осмия, иридия и платины). По температуре кипения стоит на первом месте среди химических элементов. Чистый металл пластичен при комнатной температуре, но вследствие высокого модуля упругости после обработки твёрдость рения сильно возрастает из-за наклёпа. для восстановления пластичности его отжигают в водороде, инертном газе или вакууме. Рений выдерживает многократные нагревы и охлаждения без потери прочности. Его прочность при температуре до 12000С выше, чем вольфрама и значительно превосходит прочность молибдена. Удельное электросопротивление рения в четыре раза больше чем у вольфрама и молибдена. В отличие от молибдена и

вольфрама рений при 200С обладает пластичностью, в то время как молибден и вольфрам хрупки.

Химические свойства

Металлы подгруппы марганца( в частности рений) непосредственно взаимодействуют со многими простыми веществами- кислородом, галогенами, азотом, фосфором, серой и т. д., как правило, при нагревании. С водородом они не реагируют, хотя в марганце Н2 растворяется хорошо. Индифферентностью рения в отношении Н2 объясняется использование водорода в качестве восстановителя при получении Re.

Взаимодействие Re с О2 и галогенами.

4Re+7O2=2Re2O7 (t=450-5000С)

Следует обратить внимание на то, что процессы окисления Re кислородом сильно экзотермичны ?Н0обр.( Re2O7)= -1240,6 кДж/моль. Это свидетельство большого сродства к кислороду указанных элементов при их окислении до максимальной положительной степени окисления. Во влажном воздухе Re окисляется до кислородсодержащих кислот НReO4. Рений взаимодействует с галогенами

2Re+7F2=2ReF7 (t?7000C)

2Re +5CI2=2ReCI5 (t=4000C)

Образующиеся галогениды(как увидим далее, и оксиды) в большинстве своём соответствуют высоким степеням окисления Re (+5) в ReHal5, где Hal=CI, Br, (+6) в ReHal6, Hal=F,Cl,(+7) в ReF7, Re2O7.

Рассматривая галогениды рения, мы встречаемся с интересным феноменом - образование кластеров. Установлено, что хлорид, бромид и иодид рения(+3) состоят из кластеров Re3Hal9, которые очень устойчивы( например в случае хлорида и бромида они сохраняются в газовой фазе вплоть до температуры 6000C). В кластере Re3Hal9 атомы рения образуют равносторонний треугольник. Связь Re-Re очень прочная- расчёт, выполненный на основе метода МО, показал, что порядок связи близок к 2.

Фрагменты ReHal дополнительно «скрепляются» за счёт ковалентной связи Hal Re, образующейся по донорно- акцепторному механизму.

Кластеры Re3Hal9 в свою очередь могут «смешиваться» друг с другом за счёт донорно- акцепторного взаимодействия Hal Re, где атомы Hal и Re относятся к соседним кластерам. Это, например, характерно для твёрдого хлорида рения(+3), имеющего слоистую структуру.

Из числа других бинарных соединений, образуемых Re, отметим сульфид ReS2, дисульфид Re2S7, фосфиды ReP2, ReP3. Дисульфид по своему строению аналогичен пириту FeS2, т.е. содержит цепочку -S-S-. Интересно отметить что ReP3 обладает полупроводниковыми свойствами. Рассматриваемые соединения могут быть получены косвенным путём:

2HReO4+7H2S=Re2S7 +8H2O

Кислоты- сильные окислители при нагревании взаимодействуют с рассматриваемым металлом: Re+7HNO3(конц.)=HReO4+7NO2+3H2O

Рений также взаимодействует с концентрированным раствором пероксидом водорода:

2Re+7H2O2(конц.)=2HReO4+6H2O

Рений неустойчив в среде расплавленной щёлочи в присутствии окислителя.

Соединения рения

Соединения с кислородом

Описаны окислы рения и их гидроокислы, в которых он проявляет валентность от 1+ до 7+( а также некоторые промежуточные окислы). В техногенных процессах приходится сталкиваться только с тремя окислами: Re2O7, ReO3 и ReO2.

Рениевый ангидрид Re2O7 - твёрдое светло-жёлтое вещество; плотность :,14г/см3. Кристаллизуется в ромбической сингонии. Может быть получен нагреванием порошка рения или его низших окислов в воздухе или кислороде. Практически лучше пользоваться температурой 4800С. С металлом идёт экзотермическая реакция

4Re + 7O2 = 2Re2O7 + 590 ккал

Температура плавления Re2O7 301,50, температура кипения 358,0. В сухом кислороде или азоте возгоняется без разложения. В парах устойчив.

Re2O7 сильно гигроскопичен и легко расплывается на воздухе. С водой хорошо соединяется, образуя рениевую кислоту. Растворим в метиловом и этиловом спиртах, ацетоне. В диэтиловом эфире и тетрахлориде углерода практически не растворяется.

CO и SO2 восстанавливают Re2O7 до низших окислов. Водород восстанавливает его при 3000 до ReO2, при 5000 - до металла.

Рениевая кислота HReO4 может быть получена помимо упоминавшихся способов, действием окислителей на низшие окислы рения и его сульфиды. В качестве окислителя можно применять HNO3, H2O2, хлорную воду и т.п., например:

2ReO2 + 3Cl2 + H2O = 2HReO4 + 6HCl

Молекулы HReO4 устойчивы в парах. Однако в кристаллическом состоянии рениевую кислоту получить не удаётся. Из водных растворов после упаривания можно выделить(кристаллизацией над P2O5) гидрат Re2O7(OH2)2, отвечающий по составу пирорениевой кислоте H4Re2O9. Он образует светлые зеленовато-жёлтые моноклинные кристаллы, имеющие молекулярную структуру. Вода в нём связана координационно, что отличает этот гидрат от всех других известных до сих пор гидратированных окислов. Рениевая кислота сильная. С такими металлами, как Zn, Fe, Mg, реагирует, выделяя водород. Заметно разъедает стекло, фарфор. В стеклянных сосудах со временем мутнеет из-за выпадения малорастворимой соли KReO4. В отличие от хлорной и марганцовой кислот почти не обладает окислительными свойствами. Один из немногих примеров её окислительного действия- выделение брома из бромистоводородной кислоты. Ион ReO-4 бесцветен.

Трёхокись ReO3, или ренистый ангидрид,- красное вещество с металлическим блеском. ReO3 может быть получена восстановлением Re2O7 диоксаном - образуется комплексное соединение, которое при 125-1450 разлагается на ReO3 и летучие продукты. Трёхокись на воздухе устойчива, не гигроскопична. Выше 4000 окисляется до Re2O7. При нагревании в вакууме начинает диспропорционировать:

3ReO3 = Re2O7 + ReO2

В воде, серной, соляной и фосфорной кислотах трёхокись не растворяется; медленно растворяется в горячих концентрированных растворах щёлочи, образуя ренаты. В органических растворителях не растворима. Азотная кислота, перекись водорода, бромная вода окисляют ReO3 до HReO4.

Гидрат трёхокиси - ренистая кислота H2ReO4 получается в виде чёрного аморфного порошка при окислении порошка рения кислородом в присутствии паров воды. При нагревании выше 1000 начинает обезвоживаться. Не растворима в воде, мало растворима в соляной, серной и фосфорной кислотах. Легко растворяется в горячих растворах щелочей, хорошо в азотной кислоте и перекиси водорода, окисляющих её до рениевой кислоты. Мало растворима в спирте.

Двуокись. Ромбическая модификация ReO2 получается при термической диссоциации или восстановлении ReO3, а также нагреванием смеси Re2O7 с порошком рения при 600-6500. Термическим разложением перрената аммония в инертной атмосфере при 5500 образуется моноклинная модификация двуокиси, имеющая структуру типа MoO2:

2NH4ReO4 = 2ReO2 + N2 + 4H2O

При 600-6750 моноклинная модификация двуокиси необратимо превращается в ромбическую. Двуокись рения бурая, почти чёрная, плотность 11,4 г/см3. Почти нелетуча, но выше 10000 диспропорционирует с испарением рениевого ангидрида. Не растворима в воде и разбавленных кислотах, но концентрированные галогеноводородные кислоты её растворяют. При сплавлении со щелочями даёт соли - рениты, отвечающие гипотетической кислоте H2ReO3. Концентрированная HNO3 и H2O2 окисляют её до рениевой кислоты.

Соли рениевых кислот. Важнейшими и наиболее устойчивыми солями кислородных кислот рения являются соли рениевой кислоты - перренаты.

Большинство солей рениевой кислоты хорошо растворимо в воде: перренаты лития, натрия, магния, кальция, меди, цинка и др. Малорастворимы перренаты калия, рубидия, цезия, таллия(I) и серебра. Умеренно растворимы перренаты аммония, бария, свинца.

Растворимость перренатов, в частности KReO4 и NH4ReO4, имеющих значение в технологии, сильно зависит от присутствия в растворах посторонних солей и уменьшается с повышением их концентрации. Так, растворимость NH4ReO4 в воде в отсутствии посторонних электролитов составляет при температуре 250С 7,2%, а в 30%-ном растворе (NH4)2SO4 она уменьшается до 0,4%. Растворимость KReO4 в воде при температуре 250С-1,1%, а в 20%-ном растворе KCl-0,05%.

Сульфиды рения. Наиболее изучены сульфид рения(VII) Re2S7 и дисульфид ReS2. Сульфид рения(VII). Сероводород количественно осаждает рений(VII) как из сильнокислых, так и из щелочных растворов. Re2S7 тёмно-бурый, почти чёрный. Его плотность 4,86. Кристаллизуется в тетрагональной сингонии. Почти не растворим в воде, неокисляющих кислотах и щелочях. Азотной кислотой разлагается, образуя HReO4. При нагревании на воздухе окисляется с воспламенением, образуя Re2O7 в виде белого дыма. В токе водорода Re2S7 уже при комнатной температуре постепенно превращается в чёрный трисульфид ReS2 Восстановление водородом при нагревании приводит (через промежуточные сульфиды) к получению ReS2, который в свою очередь (выше 6600) восстанавливается до металла. Re2O7 почти не даёт тиосоединений. В частности, слабо растворим в растворах сульфидов щелочных металлов. При пропускании сероводорода через нейтральные растворы перренатов получаются тиоперренаты, например:

NaReO4 +H2S = NaReO3S + H2O

что сопровождается пожелтением раствора. При стоянии раствора эти соединения разлагаются.

Дисульфид ReS2 получают нагреванием ReO2 или ReO3 с серой или в токе H2S, сплавлением перрената калия с серой и содой и другими реакциями. Дисульфид чёрный, плотность 7,5 г/см3, на воздухе при обычной температуре устойчив; при нагревании сгорает, образуя окислы рения и серы. При нагревании без доступа воздуха выше 10000 диссоциирует. Водородом восстанавливается (при 650-7000) до металла.Не растворяется сколько-нибудь заметно в растворах щелочей, сульфидов щелочных металлов, соляной и серной кислотах. Горячая HNO3 даже разбавленная окисляет его до HReO4. Помимо описанных сульфидов известны также ReS, Re2S3

Галогениды рения. Рений образует галогениды и оксигалогениды в различной степени окисления.

Фториды. Под непосредственным действием фтора на металл при 4000 получается смесь гептафторида ReF7 и гексафторида рения ReF6. Высшие фториды-летучие, термически устойчивые, реакционноспособные вещества. Легко реагируют с окислами. Например, с кварцем(при 3000) происходит реакция

3ReF6 + 3SiO2 = 3SiF4 + 2ReO3F + ReF4

Под действием высших фторидов на PF3 при комнатной температуре образуется пентафторид ReF5. Тетрафторид ReF4 может быть получен действием паров гексафторида на рений при 5500. Синтезированы также нелетучие низшие фториды ReF3 и ReF2. Все фториды, особенно высшие, энергично гидролизуются водой, с кислородом воздуха образуют оксифториды.

Хлориды Под действием избытка хлора (500-6000) на металлический рений образуется в основном пентахлорид ReCl5. Хлорид рения(VI) ReCl6 может быть получен взаимодействием ReF6 c PCl2. И ReCl5 и ReCl6 дымят во влажном воздухе, выче5ляя Cl2 и HCl. При нагревании в кислороде превращаются в оксихлориды:

16ReCl5 + 14O2 = 10ReOCl4 +6ReO3Cl + 17Cl2

Комплексные галогенbды. Комплексные фториды рения Ме2 ReF6 и MeReF7 получают, действуя гексафторидом рения на фториды щелочных металлов. Они разлагаются на воздухе и гидролизуются. Гидролизуется также гексафтороренаты(V) типа MeReF6, получающиеся при взаимодействии ReF6 c иодидами щелочных металлов в жидкой двуокиси серы. Характерны комплексные соединения рения (IV). Их получают, восстанавливая перренаты в кислых растворах иодидами щелочных металлов, гипофосфористой кислотой и т.п.:

2KReO4 + 6KI + 16HCl = 2K2ReCl6 + 4KCl + 3I2 + 8H2O

Гексахлороренит калия K2ReCl6 устойчив в солянокислых растворах. При растворении в воде частично гидролизуется до K2[Re(OH)Cl5]. Как термическая устойчивость так и устойчивость к гидролизу при переходе от фторидных комплексов к иодидным уменьшается.

Рений (III) даёт комплексные хлориды и бромиды нескольких типов. Из солянокислых растворов трихлорида рения могут быть осаждены красные соли щелочных металлов типа Me3Re3Cl12, содержащие кластерный анион, основу которого составляет тримерная молекула ReCl3. Подобные комплексные соли образует и трибромид. Все эти комплексы, особенно в кислых растворах, устойчивы против окисления. При нагревании разлагаются. Другой тип комплексов- голубые или зелёные соли Me2Re2X8 получаются действием гипофосфористой кислоты на растворы перренатов в присутствии соляной или бромистоводородной к-ты, а также действием водорода под давлением на растворы перренатов или гексагалогеноренатов(IV) в присутствии концентрированных галогеноводородных кислот. В структуре этих солей есть анион со связью Re-Re, имеющий форму тетрагональной призмы. Эти соединения окисляются легче предыдущих.

Комплексные соединения Рений, подобно платиновым металлам, проявляет большую склонность к комплексообразованию. в то же время рениевая кислота и перренаты, подобно перхлоратам, почти не дают комплексных соединений. Их пример- комплекс H[Re2(SO4)2]•3H2O выделяющийся в осадок из концентрированных сернокислых растворов. С другой стороны, сам перренат-ион может выступать в качестве лиганда в комплексных соединениях. Из прочих комплексов рения(VII) наибольший интерес представляют рениогидриды, где его координационное число равно 9. Для рения(VI) комплексообразование малохарактерно. Оно проявляется почти исключительно в образовании комплексных фторидов и оксифторидов.

Основная масса комплексов образована рением(V), (IV), (III) и более низкой валентности. О галогенидных комплексах уже говорилось. Отметим очень важную реакцию- образование оранжево-красного комплекса при восстановлении перренатов в присутствии роданид-иона

KReO4 + SnCl2 + 4KSCN +4HCl = K3[ReO2(SCN)4] + SnCl4 + 2KCl +2H2O

Этот комплекс экстрагируется эфиром, метилизобутилкетоном и другими органическими растворителями, что используется в аналитической химии рения.

Цианид калия при добавлении к раствору хлоррената калия (в присутствии воздуха) образует жёлтое соединение K3[ReO2(CN)4]. При взаимодействии с иодоренатом калия в горячем спиртовом растворе цианид калия образует устойчивое в водном растворе коричневое соединение K3[Re(CN)8]. Его окисление кислородом воздуха в кислой среде приводит к образованию пурпурного соединения K2Re(CN)8, восстановление боргидридом калия- к получению зелёного K3Re(CN)6. Восстановлением с помощью амальгамы калия был получен красный цианидный комплекс K5Re(CN)6, мало растворимый в воде. Ион [Re(CN)6]5- образует осадки со многими тяжёлыми металлами. Аммиачные комплексы для рения нехарактерны. Этилендиамин (En) при действии на растворы хлорорената калия внедряется во внутреннюю сферу комплекса с одновременным окислением, образуя жёлтое соединение [ReO2En2]Cl, хорошо растворимое в воде. При взаимодействии галогенидов рения с органическими аминами, а также замещёнными фосфинами и арсинами было синтезировано большое число соединений, часть которых является двуядерными, содержащими рений разной валентности. химический рений токсичность

Биологические свойства. Токсичность

Биологические рения исследованы ещё недостаточно. Растворимые соединения рения мало токсичны. Экспериментальному токсикологическому изучению подвергались перренаты калия и натрия и некоторые хлористые соединения рения. Введённый в организм рений спустя 1-1,5 часа обнаруживается в органах, накапливаясь(подобно элементам VII группы) в щитовидной железе. Однако рений быстро выводится из организма: через сутки- 9,2%, спустя 16 суток-99%. Перренат калия не оказывал токсического действия при внутрибрюшинным введении мышам в количестве 0,05-0,3мг. Гибель крыс наблюдалась лишь при внутрибрюшинном введении NaReO4 в количестве 900-1000 мг/кг. Большей токсичностью обладают хлориды рения.

Пыль металлического рения не вызывает явлений интоксикации, а при введении через органы дыхания приводит к слаботекущему фиброзу. Семиокись рения Re2O7 более токсична. При концентрации её в воздухе 20 мг/м3 однократное действие вызывает острый процесс в лёгких.

Применение рения

Металлический рений и его сплавы обладают уникальными физико- химическими свойствами, что обеспечивает их применение в важнейших областях современной техники. Высокая температура плавления рения(31800С) и замечательные механические свойства при высоких температурах обеспечили его применение в производстве жаропрочных сплавов. а малая упругость паров при этих температурах и высокое удельное сопротивление(2,1•10-5 ом•см) даёт возможность широкого применения его в электронной технике. сплавы рения с платиновыми элементами и вольфрамом используются для изготовления термопар, работающих при температурах свыше 20000С, благодаря высокой термоэлектродвижущей силе при этих температурах. коррозионная устойчивость рения по отношению к агрессивным средам(газообразный хлористый водород, его растворы и др.) позволяет применять его в качестве покрытий для защиты ряда металлов.

Особенно широкое применение нашли сплавы рения с вольфрамом и молибденом. Так, например, в США в 1966 г. на изготовление жаропрочных сплавов рения с молибденом и вольфрамом использовалось до 75-80% всего рения. Основными областями применения этих сплавов являются электроника(детали электронных ламп, детали термоионных преобразователей энергии, нити накала и др.), электротехника (термопары для измерения высоких температур, электроконтакты и т.д., авиакосмическая техника (детали термоионных двигателей, насадки ракет, части ракетных сопел, атомная техника (термопары, средства защиты от радиации, конструкционные детали реакторов и др.) Рений используется также в сварочной технике, в химической промышленности в качестве катализатора.

Кроме перечисленных областей применения, рений может быть использован в аналитической химии(в качестве реагента на калий, для фракционной кристаллизации соединений редкоземельных элементов.

Высокие цены на рений ограничивают возможность его промышленного использования. Поэтому применение рения ограничивается изготовлением изделий, где небольшие количества металла обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики.

Список использованной литературы

Аналитическая химия рения Л.В. Борисова, А.Н. Ермаков издательство «Наука» Москва 1974

Общая и неорганическая химия том 2 под редакцией А.Ф. Воробьёва Москва 2006

Химия и технология молибдена, вольфрама и рения Текст лекций А.А. Блохин, А.А. Копырин. Санкт-Петербург 1999

Химия и технология редких и рассеянных элементов часть 3 под редакцией К.А. Большакова Москва «Высшая школа» 1976

Размещено на Allbest.ru