Ren - pierwiastek przyszłości cz. 2/4

(fot. Fotolia)

Chemia renu jest co najmniej tak samo złożona i rozbudowana jak innych cięższych pierwiastków z bloku d. Proszę mnie nie posądzać o brak sympatii do niej, ale pomijam ją tutaj tylko i wyłącznie dlatego, że zostało to już dość dokładnie opisane w języku polskim i nie widzę potrzeby powielania tego, co oczywiste. Zbiór podstawowych informacji o chemii renu jest łatwo dostępny w standardowych podręcznikach Chemii Nieorganicznej. Polecić tutaj muszę naturalnie książki prof. Bielańskiego, jak i ‘’Chemię Nieorganiczną’’ (Cotton, Wilkinson, Gauss), dwutomowy podręcznik Lothara Kolditza ‘’Chemia Nieorganiczna’’, oraz ‘’Zwięzłą Chemię Nieorganiczną’’ (J.D. Lee). Z nieco innej strony poczytamy na ten temat w monografii ‘’Pierwiastki rzadkie’’ B. Jerzowskiej-Trzebiatowskiej. Przytoczę tu jednak kilka interesujących odkryć w tym zakresie, które rzucą światło na sprawę.

Niektóre metale ciężkie występują także w postaci cząsteczek zwanych klasterami, które zbudowane są z co najmniej dwóch atomów metalu połączonych bezpośrednio ze sobą, i mogą być one na różnych stopniach utlenienia. Interesujące strukturalnie i chemicznie etoksytlenki renu otrzymali w 2008 r. naukowcy z Niemiec, Szwecji i Rosji. Uzyskanie niektórych metali (np. Mn, Tc, Re, Cr, Mo, W, Ru, Ir, Os) na szczególnie wysokich stopniach utlenia nastręcza niekiedy dużych trudności. Posłużono się tutaj idealną do tego celu metodą utleniania anodowego. W tym reaktorze elektrochemicznym anoda wykonana z czystego renu została spolaryzowana dodatnio, zaś platynowa katoda – ujemnie. W celu podniesienia przewodnictwa roztworu międzyelektrodowego dodano doń chlorku litu. Napięcie aż 170V i gęstość prądu 0,05 A/cm2 pozwoliła po 24 h otrzymać produkt, który po przemyciu etanolem i wysuszeniu w próżni okazał się być Re4O4(OEt)12. Bieg reakcji dało się zauważyć po zabarwieniu roztworu na kolor żółty,  a następnie czerwono-brązowy. To, że otrzymany związek ma taki, a nie inny skład i strukturę pozwoliła udowodnić analiza rentgenograficzna.

Klastery renu

Rys. 1. Nowo otrzymane klastery renu i podobne, choć oparte na molibdenie i wolframie. Takie rozbudowane struktury o nietuzinkowej geometrii tworzą głównie metale bloku d mające odpowiedni zapas wolnych orbitali d. Są to związki o tzw. strukturze płaskiego motyla.

Wiele informacji na temat związków niesie także analiza termiczna, która w największym skrócie polega na badaniu zachowania się związku chemicznego podczas jego ogrzewania lub chłodzenia. Można przy tym badać mnóstwo mierzalnych wielkości, od pojemności cieplnej (np. DSC), przez masę (TG, DTG), po własności mechaniczne (TMA, DMA). Dla naszego nowego klasteru zastosowano metodę termograwimetrii (TG), gdzie wyznaczamy zmiany masy próbki w czasie określonego programu. Drugą użytą była różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC), której możliwości są niezwykle szerokie, w największym skrócie pozwala wyznaczyć m.in. zmiany pojemności cieplnej substancji oraz efekty energetyczne jakie pojawiają się w czasie badania. Z wyników takich pomiarów można wyciągać wnioski o stabilności termicznej substancji, temperaturach, w których zachodzą przemiany i samych przemianach (rekacje chemiczne, przemiany polimorficzne), ich efektach cieplnych itp.

Krzywe TG i DSC ogrzewania klasteru

Rys. 2.  Krzywe TG i DSC ogrzewania klasteru. Piki na DSC (dolna krzywa) pokazują dwa efekty endotermiczne przy ok. 200 i 330 oC związane z rozkładem termicznym związku. Wyższa krzywa (TG) potwierdza takie przypuszczenie, bo widzimy ubytek masy. Dociekliwi niech policzą w oparciu o wzór sumaryczny i % ubytku masy które fragmenty cząsteczki ulegały rozkładowi. Ostatecznie otrzymano czysty ren.

Otrzymywanie o badanie podobnych związków poza tym, że jest przednim chemicznym sportem ma też doniosłe znaczenie praktyczne. Uwieńczeniem tego artykułu będzie opis zastosowań renu i jego związków, gdzie podobne związki odgrywają ważną rolę jako prekursory do otrzymywania innych i wówczas na chwilkę do niego wrócimy.

c.d.n.

mgr inż. Konrad Mączka

Ren - pierwiastek przyszłości cz. 1/4
Ren - pierwiastek przyszłości cz. 3/4
Ren - pierwiastek przyszłości cz. 4/4

 

Average: 5 (1 vote)

Dodaj Komentarz

Plain text

  • Dozwolone znaczniki HTML: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Adresy internetowe są automatycznie zamieniane w odnośniki, które można kliknąć.
  • Znaki końca linii i akapitu dodawane są automatycznie.
CAPTCHA
Poniższe zadanie ma na celu stwierdzenie, czy jesteś człowiekiem, a tym samym przeciwdziałanie spamowi.
8 + 1 =
Rozwiąż proszę powyższe zadanie matematyczne i wprowadź wynik.

Partnerzy Portalu

laboratoria.net

Rekomendowane Firmy

Notatek.pl - Materiały na studia: notatki, ćwiczenia, wykład

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

Fiszkoteka