Objav: Masataka Ogawa (1905)
Izolácia: Walter Noddack, Ida Tacke a Otto Berg (1928)
Pomenoval: Walter Noddack
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
186.207 u
Atómový polomer
135 pm
Hustota
21020 kg/m³
Elektronegativita
1.90
Ionizačná energia
760 kJ/mol
Elektrónová afinita
5.827 kJ/mol
História objavenia
Nemeckí chemici Walter Noddack, Ida Tacke (neskôr Noddacková) a Otto Berg objavili rénium v Berlíne v máji 1925. Prvok pomenovali "rénium" podľa latinského názvu pre rieku Rýn (Rhenus), ktorá pretekala blízko ich pracoviska a bola symbolom ich vlasti.
Tím identifikoval nový prvok pomocou röntgenovej spektroskopie v platinových rudách a v mineráli kolumbite. Následne ho skoncentrovali z rudy gadolinit, kde bol prítomný ako nečistota. Existenciu prvku 75 (ako "dvi-mangán") predpovedal už Dmitrij Mendelejev. Zaujímavosťou je, že japonský chemik Masataka Ogawa pravdepodobne objavil rénium už v roku 1905 v mineráli torianit zo Srí Lanky a nazval ho "nipponium", ale jeho tvrdenie bolo vtedy spochybnené; neskoršie preskúmanie jeho pôvodných fotografických platní so spektrami však potvrdilo, že skutočne pozoroval rénium.
Prvá izolácia významnejšieho množstva rénia bola mimoriadne náročná. Noddack, Tacke a Berg spracovali približne 660 kg molybdenitovej rudy (kde sa rénium vyskytuje ako stopová nečistota), aby v roku 1928 získali len jeden gram tohto vzácneho kovu.
Elektrónová konfigurácia
Výskyt v prírode
Zlúčeniny a minerály
Rénium patrí medzi najvzácnejšie prvky v zemskej kôre. Netvorí samostatné rudy, ale vyskytuje sa ako stopová prímes, najmä v mineráli molybdenit (MoS₂), odkiaľ sa získava ako vedľajší produkt pri spracovaní molybdénu.
Základná charakteristika
- Objavili ho Walter Noddack, Ida Tacke a Otto Berg v roku 1925, ktorí ho v roku 1928 aj prvýkrát izolovali vo vážiteľnom množstve (pravdepodobne ho pozoroval už Masataka Ogawa v roku 1905).
- Je to striebristo-biely, mimoriadne tvrdý a veľmi hustý kov (hustota približne 21 g/cm³).
- Patrí medzi prechodné prvky (7. skupina).
- Má extrémne vysokú teplotu topenia (približne 3186 °C), druhú najvyššiu spomedzi všetkých kovov (po volfráme), a tiež veľmi vysokú teplotu varu.
- Je chemicky pomerne málo reaktívny, odolný voči korózii a neoxidujúcim kyselinám; rozpúšťa sa v oxidujúcich kyselinách (napr. HNO₃).
- Pri zvýšenej teplote horí v kyslíku za vzniku oxidu renistého (Re₂O₇).
- V prírode sa vyskytuje veľmi vzácne, hlavne ako stopový prvok v molybdenitových a medených rudách.
- Najbežnejšie oxidačné stavy sú VII (renistý), VI (réniový), IV (reničitý) a III (renitý). Vykazuje tendenciu tvoriť väzby kov-kov v zlúčeninách s nižšími oxidačnými stavmi.
- Hlavné využitie nachádza pri výrobe vysokoteplotných superzliatin (napr. s niklom pre lopatky plynových turbín v prúdových motoroch).
- Používa sa ako katalyzátor v ropnom priemysle (napr. pri reformovaní benzínu na výrobu bezolovnatého benzínu s vysokým oktánovým číslom).
- Využíva sa aj na výrobu vlákien pre hmotnostné spektrometre, v termočlánkoch na meranie vysokých teplôt a ako materiál pre elektrické kontakty.
Výroba a získavanie rénia link
Rénium sa získava výlučne ako vedľajší produkt pri spracovaní medených a molybdénových rúd. Pri pražení týchto rúd vzniká prchavý oxid rénistý (Re₂O₇), ktorý sa zachytáva z dymových plynov. Ten sa ďalej premieňa na rénistan amónny (NH₄ReO₄), ktorý sa následne redukuje vodíkom pri vysokých teplotách na práškové kovové rénium.
Využitie rénia link
Hlavné využitie rénia je:
- Vo vysokoteplotných superzliatinách na báze niklu (obsahujúce až 6 % Re), ktoré sa používajú na výrobu kritických komponentov prúdových motorov lietadiel (turbínové lopatky, spaľovacie komory). Rénium výrazne zvyšuje ich pevnosť a odolnosť voči tečeniu pri extrémnych teplotách.
- V katalýze, najmä vo forme bimetalických Pt-Re katalyzátorov používaných v ropnom priemysle na katalytický reforming (výroba vysokooktánového benzínu). Rénium je aj dobrým hydrogenačným katalyzátorom.
Menšie využitie nachádza v zliatinách W-Re (termočlánky, vlákna pre žiarovky a hmotnostné spektrometre) a ako materiál pre elektrické kontakty.
Prídavok malého množstva rénia do zliatin pre turbínové lopatky prúdových motorov umožňuje motorom pracovať pri vyšších teplotách, čo zvyšuje ich účinnosť a výkon a znižuje spotrebu paliva.
Oxid rénistý link
Oxid rénistý (Re₂O₇) je žltá, prchavá tuhá látka (sublimuje). Vzniká horením Re v kyslíku. Je to anhydrid kyseliny rénistej (HReO₄). Získava sa pražením rúd obsahujúcich rénium a je východiskovou surovinou pre väčšinu zlúčenín rénia. Používa sa aj ako prekurzor pre katalyzátory.
Oxid réničitý link
Oxid réničitý (ReO₂) je menej stály ako Re₂O₇. Zahrievaním sa rozkladá (disproporcionuje) na Re₂O₇ a kovové Re.
Rénistanový ión link
Rénistanový ión (ReO₄⁻) je tetraédrický anión (ox. stav VII), veľmi stabilný v širokom rozsahu pH. Je podstatne slabším oxidačným činidlom než MnO₄⁻. Bežné soli ako NaReO₄, KReO₄, NH₄ReO₄ sú zvyčajne biele/bezfarebné a rozpustné vo vode, slúžia ako východiskové látky.
Halogenidy rénia link
Rénium tvorí širokú škálu halogenidov, pričom sú stabilné aj vo vyšších oxidačných stavoch. Zaujímavý je fluorid rénistý (ReF₇), jediný známy termicky stabilný heptafluorid kovu. V nižších oxidačných stavoch sú bežné halogenidy s väzbami Re-Re, napríklad chlorid rénitý (ReCl₃) existuje vo forme triméru Re₃Cl₉ alebo aniónu [Re₂Cl₈]²⁻ so štvoritou väzbou Re≡Re.
