Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Рений

Рений (Rhenium), Re, химический элемент VII 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 T1/2 = 1011 лет).

  В 1871 Д. И. Менделеев предсказал существование элемента с атомным весом 190 — аналога марганца — и назвал его «тримарганцем». В последующие годы появлялось много недостоверных сообщений об открытии этого элемента. Но лишь в 1925 нем. химики И. и В. Ноддак обнаружили его спектральным методом в минерале колумбите. Название рения происходит от латинского наименования р. Рейн (Rhenus) в Германии.

  Распространение в природе. Рений — типичный рассеянный элемент. Среднее содержание его в земной коре 7×108% по массе. Известны три минерала ренияокисел, сульфид и сульфоренат меди CuReS4 (минерал джезказганит). Как примесь рений встречается в минералах других[ элементов; его повышенные концентрации отмечены в колумбитах, танталитах, цирконатах, минералах редких земель, сульфидах меди и особенно в молибдените MoS2 (от 0,1 до 10-5%). Связь рения с молибденитом обусловлена изоморфизмом MoS2 и ReS2. Важный источник рения — некоторые медные сульфидные концентраты (0,002—0,005% Re).

  Физические и химические свойства. Рений кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной решётке (а = 2,760 , с = 4,458 ). Атомный радиус 1,373 , ионный радиус Re7+ 0,56 . Плотность 21,03 г/см3, tпл = 3180 ± 20 °С, tkип= 5900 °С. Удельная теплоёмкость 153 дж/(кг×К), или 0,03653 кал/(г×град) (0—1200 °С). Термический коэффициент линейного расширения 6,7×10-6 (20—500 °С). Удельное объёмное электрическое сопротивление 19,3×10-6 ом×см (20 °С). температура перехода в состояние сверхпроводимости 1,699 К; работа выхода 4,80 эв, парамагнитен.

  По тугоплавкости рений уступает лишь вольфраму. В отличие от вольфрама, рений пластичен в литом и рекристаллизованном состоянии и деформируется на холоду. Модуль упругости рения 470 Гн/м2, или 47 000 кгс/мм2 (выше, чем у других металлов, за исключением Os и Ir). Это обусловливает высокое сопротивление деформации и быстрый наклёп при обработке давлением. Рений отличается высокой длительной прочностью при температурах 1000—2000 °С.

  У атома Re семь внешних электронов; конфигурация высших энергетических уровней 5d56s2. На воздухе при обычной температуре рений устойчив. Окисление металла с образованием окислов (ReOs, Re2O7) наблюдается начиная с 300 °С и интенсивно протекает выше 600 °С. С водородом рений не реагирует вплоть до температуры плавления. С азотом не взаимодействует вообще. Рений, в отличие от других тугоплавких металлов, не образует карбидов. Фтор и хлор реагируют с рением при нагревании с образованием ReFe и ReCl5, с бромом и йодом металл непосредственно не взаимодействует. Пары серы при 700—800 °С дают с рением сульфид ReS2.

  Рений не корродирует в соляной и плавиковой кислотах любых концентраций на холоду и при нагревании до 100 °С. В азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, в перекиси водорода металл растворяется с образованием рениевой кислоты. В растворах щелочей при нагревании рений медленно корродирует, расплавленные щёлочи растворяют его быстро.

  Для рения известны все валентные состояния от +7 до —1, что обусловливает многочисленность и разнообразие его соединений. Наиболее устойчивы соединения семивалентного рения. Рениевый ангидрид ReO7 — светло-жёлтое вещество, хорошо растворимое в воде. Рениевая кислота HReO4 — бесцветная, сильная; сравнительно слабый окислитель (в отличие от марганцевой HMnO4). При взаимодействии HReO4 с щелочами, окислами или карбонатами металлов образуются её соли — перренаты. Соединения иных степеней окисления рения — оранжево-красная трёхокись ReO3, тёмно-коричневая двуокись ReO2, легколетучие хлориды и оксихлориды ReCI5, ReOCl4, ReO3CI и др.

  Получение и применение. Основным источником рения служат молибденитовые концентраты (с содержанием Re 0,01—0,04%) и медные концентраты некоторых месторождений меди (с содержанием Re 0,002—0,003%). При окислительном обжиге молибденитовых концентратов (см. Молибден) рений удаляется с печными газами в виде Re2O7(tкип 360 °С), которая концентрируется в продуктах пылеуловительных систем (шламах, растворах). На различных стадиях производства черновой меди из концентратов рений также удаляется с газами. Если печные газы направляются в производство серной кислоты, рений концентрируется в промывной кислоте электрофильтров. Для извлечения рения из пылей и шламов применяют выщелачивание слабой H2SO4 с добавкой окислителя — пиролюзита. Из полученных растворов, а также из промывной серной кислоты рений извлекают сорбцией или экстракцией. Конечным продуктом является перренат аммония NH4ReO4. Восстанавливая его водородом, получают порошок рения, превращаемый затем в компактные заготовки методом порошковой металлургии. Применяют также плавку рения в электроннолучевых печах. Как тугоплавкий металл рений, а также сплавы W с Re используют в производстве электронных приборов. Кроме того, из рения и его сплавов с W изготавливают термопары для измерения температур до 2500 °С, электроконтакты и детали точных приборов. Сплавы Re с W, Mo, Ta отличаются высокой жаропрочностью. Они применяются в авиа- и космической технике. Рений и его соединения используются в качестве эффективных катализаторов при крекинге нефти.

 

  Лит.: Друце И., Рений, пер. с англ., М., 1951; Лебедев К. Б., Рений, М., 1963; Савицкий Е. М., Тылкина М. А., Поварова К. Б., Сплавы рения, М., 1965; Труды III Всесоюзного совещания по проблеме рения, ч. 1—2, М., 1970.

  А. Н. Зеликман.

 

 



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн