Иван Алексеев - Металлы драгоценные

Так началась погоня за «телом», которое от синей окиси иридия отличалось сапфировым оттенком, а в соединении с аммиаком, как выяснилось позднее, обладало вкусом «еще более едким, чем у едкого калия».

Задачу несколько облегчило лишь то, что Клаус имел возможность (и терпение) многократно повторять опыты. 15 фунтов остатков было сплавлено с селитрой и при дальнейшей обработке получено 150 л раствора, содержащего иридий и неизвестное тело. При смешивании с сильнонасыщенным раствором поташа образовался белый осадок.

Нерастворимая часть состояла из кремнезема, содержащего титановую кислоту и, вероятно, цирконовую землю.

Тщательно изучая раствор, полученный при обработке белого порошка соляной кислоты, Клаус получил вещество, которое, «будучи сварено с азотной кислотой, давало померанцево-желтый раствор, окрашиваемый сероводородом в синий цвет».

Так не вело себя никакое известное вещество. При дальнейших долгих опытах были получены «кусочки серовато-белого цвета с металлическим блеском, похожие, но более темные, чем иридий»

Клаус назвал этот металл рутением «в честь нашего отечества» (по-латыни Rutenia – Россия),

«Более целого года трудился я, но наконец открыл легкий и верный способ добывания нового металла рутения на изучение его свойств и соединений».

Любопытно, что для верности Клаус отправил в Стокгольм полученные образцы, чтобы заручиться мнением известного и авторитетного в то время химика Якоба Берцелиуса. Не сразу, со второго захода, но одобрение было получено. Более того, шведский ученый написал Клаусу; «В наше время очень принято, если кому-либо удалось сделать настоящее открытие, вести себя так, как будто не нужно упоминать о прежних работах… в надежде, что ему не придется делить честь открытия с каким-либо предшественником. Это плохое обыкновение, и тем более плохое, что преследуемая им цель все же ускользает. Вы поступили совсем иначе. Вы упомянули о заслугах Озанна и выдвинули их, причем даже сохранили предложенное им название. Это такой благородный и честный поступок, что Вы навсегда вызвали во мне самое искреннее глубокое почтение и сердечную симпатию, и я не сомневаюсь, что у всех друзей доброго и справедливого это встретит такой же отклик…»

25 октября 1844 г. на заседании Академии наук в Петербурге было торжественно объявлено об открытии нового элемента, 57-го по общему счету и первого в нашей стране,

Весь мир облетело сообщение о «русском члене платинового семейства». К этому времени уже было получено 6 г рутения.

Клаус продолжал исследования. Получив в подарок платиновую руду из Южной Америки, он обнаружил в ней рутений, доказал, что этот элемент не составляет специфической особенности уральской руды и оставался не замеченным всеми, кто изучал американские платиновые месторождения. Там. как и на Урале, «собственных» минералов рутения не нашли. Удалось установить, что рутений входит в состав некоторых минералов осмия и иридия (его в рутениевом невьянските и в рутениевом сысертските до 15 %).

Демидовская премия Академии наук за 1845 г. была единогласно присуждена Клаусу, а проделанная им работа охарактеризована как научный подвиг.

Свойства рутения

Рутений – металл серебристо-белого цвета, напоминающий платину.

Атомная масса – 101,07.

Коэффициент линейного расширения рутения при температуре от 0 до 100 ºС равен 0, 0000099.

При нагревании на воздухе рутений теряет в массе вследствие образования летучих окислов. При нагревании под током 500 А и напряжением 110 В в течение 5 мин улетучивается 10 % рутения.

Рутений обладает высоким сопротивлением к коррозии. Металлический рутений очень кислотоупорен. Сильно окисляется при плавке щелочами.

Порошок металлического рутения при прокаливании на воздухе в смеси с содой поглощает кислород воздуха, образуя рутенат натрия, растворяющийся в воде с оранжевой окраской. Еще быстрее рутений окисляется при сплавлении со смесью едкого калия и селитры, бертолетовой солью и перекисями натрия и бария. В пламени гремучего газа рутений окисляется в летучий рутениевый ангидрид.

Плавится рутений в пламени гремучего газа при самой высокой температуре горения этого газа. С наименьшими потерями рутений плавится в электропечи с угольными электродами.

Рутений в количестве до 2 кг сплавляется в мелкие гранулы током в 35 А при напряжении 70 В. Во избежание окисления плавку ведут в атмосфере чистого азота.

При плавлении на воздухе рутений покрывается тонкой пленкой окислов.

Плотность рутения составляет 12,37 г/см3,

Рутений – один из самых твердых металлов группы, но в то же время он более хрупкий, чем, например, платина.

Легко истирается в порошок темно-серого цвета. В этом состоянии обнаруживает сильные металлические свойства. Твердость по Бринеллю составляет 220, по Моосу 6,5.

Температура кипения – 4200ºС.

Температура плавления – 2250ºС.

Удельное количество теплоты при температуре от 0 до 100 °C составляет 0,255 Дж/г,

Сопротивление 1 м проволоки площадью сечения 1 мм2 при 0 °C составляет 0,144 Ом.

Рутений образует летучие окислы, которые при нагревании на воздухе образуют ядовитые пары.

Четырехокись рутения представляет собой иглы желтого цвета с сильным запахом, легко растворимые в воде. При температуре плавления цвет изменяется на бурый, который сохраняется и после охлаждения. Бурая форма слабо пахнет, плавится при 27 °C, испаряется при 60 °C. Водный раствор четырехокиси рутения – это слабая кислота, образующая с щелочами соли рутенаты. Четырехокись рутения является сильным окислителем. Из йодистого калия в кислом растворе она выделяет свободный иод.

При сплавлении металлического рутения со смесью щелочи и перекиси натрия образуется сплав, который при растворении в воде дает сильноокрашенный рутенат натрия.

Двуокись рутения образуется при сильном нагревании в струе кислорода и представляет собой черный нерастворимый в кислотах порошок, восстанавливающийся нагреванием в токе водорода до металла.

Из сернистых соединений рутения известен сернистый рутений, образующийся при действии сероводорода на растворы солей рутения и представляющий собой черный осадок, нерастворимый в кислотах, за исключением «царской водки». Дает прочные коллоидные растворы.

При взаимодействии с роданистым калием наблюдается красное окрашивание. При нагревании этот цвет переходит в характерный для рутения фиолетовый. Эта реакция наиболее характерна для рутения, так как роданистый калий почти не реагирует с прочими платиновыми металлами. В присутствии других платиновых металлов реакция не происходит (если рутения меньше 1/3 или 1/2 от общего количества).

При пропускании газа через концентрированный раствор треххлористого рутения сначала не происходит никакого действия. Через некоторое время осаждается светлоокрашенный сернистый рутений, который постепенно темнеет, и раствор принимает темно-синюю окраску. Образующийся коллоидный раствор сернистого рутения коагулирует и выпадает в виде бурых хлопьев.