marca de renio
El renio es el elemento número 75 de la tabla periódica de Mendeleev. El símbolo químico Re (lat. Rhenium) es un metal blanco plateado, similar en propiedades al tungsteno y al molibdeno. Se conocen dos isótopos de renio: 185Re y 187Re. El isótopo pesado es casi el doble de grande y, a diferencia del ligero, es radiactivo. Al emitir rayos β, el renio-187 se convierte en osmio durante mil millones de años. El renio-185 fue aislado en su forma pura en 1925 por los químicos alemanes Noddak. Se convirtió en el último elemento no radiactivo en ser descubierto.
Geología
Este elemento de tierras raras se encuentra en minerales de molibdeno y cobre. Yacimientos muy ricos en Chile, EE.UU. Si el nivel anual de consumo de renio se mantiene en 40-50 toneladas, la humanidad tendrá reservas mundiales suficientes para 250-300 años, sin tener en cuenta el reciclaje de este metal. Dependiendo de la pureza, el precio de 1 kg de renio puede oscilar entre 1.000 y 10.000 dólares.
| Número atómico Re | Masa atómica (molar) g/mol | Estado de oxidación | Densidad [g/ cm3 ] | Punto de fusión t°С | Punto de ebullición t°С | Calor de fusión kJ/kg |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nº 75 | 186.2 | -1, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7 | 21 | 3186°С | 5596°С | 34 |
Demanda
Durante décadas, la demanda de renio se ha mantenido estable. El principal consumidor era la industria eléctrica. Básicamente, el renio se destinaba a la fabricación de termopares y filamentos de dispositivos de vacío. La necesidad de renio comenzó a crecer en la segunda mitad del siglo pasado, cuando la industria petroquímica comenzó a utilizar catalizadores de renio-platino. Dichos catalizadores hicieron posible producir gasolina de alto octanaje más barata. En comparación con los antiguos catalizadores de platino, los de renio eran un 50 % más eficientes y duraban 4 veces más. Si antes se usaba una parte significativa del renio para alear aleaciones resistentes al calor, desde el último cuarto del siglo XX, el 75% del renio se ha usado para la producción de catalizadores. Hoy, este metal es relevante no solo en metalurgia e ingeniería eléctrica, sino también en petroquímica.
Propiedades físicas
Es un metal refractario y pesado, similar en propiedades al molibdeno y al tungsteno. En términos de punto de fusión (3170°C), el renio solo es superado por el tungsteno. Un centímetro cúbico de renio pesa 21 gramos, solo el osmio, el iridio y el platino pesan más que él. El renio puro es mucho más dúctil que el tungsteno. Se puede enrollar y estirar hasta formar el alambre más fino en condiciones ordinarias. También se descubrió el "efecto renio": resultó que este metal aumenta simultáneamente la resistencia y la ductilidad del molibdeno y el tungsteno. Debido al alto módulo de elasticidad, la dureza del renio después del procesamiento aumenta significativamente debido al endurecimiento por trabajo. Para restaurar la plasticidad, se recoce en hidrógeno, vacío o un gas inerte. Hasta 1200 °C, su resistencia es mayor que la del tungsteno y mucho mayor que la del molibdeno. El renio resiste el enfriamiento y el calentamiento repetidos sin pérdida de resistencia. Es cuatro veces más resistivo eléctricamente que el tungsteno y el molibdeno.
Propiedades químicas
El renio es más resistente a la oxidación que el tungsteno, no se deslustra con los años en el aire y conserva su brillo original, es casi insoluble en los ácidos clorhídrico y fluorhídrico, reacciona débilmente con H 2 SO 4 incluso cuando se calienta, pero es fácilmente soluble en ácido nítrico , y en solución H 2 O 2 forma ácido renio. El renio forma una amalgama con el mercurio.
Producción
Se extrae del mineral de sulfuro de molibdeno y cobre con un escaso contenido de sales de renio, utilizando métodos pirometalúrgicos (conversión, fundición, tostado oxidativo). Durante la cocción, el óxido de renio se sublima y luego se captura mediante filtros especiales. Parte del renio suele almacenarse en la ceniza, desde donde pasa a soluciones de soda o amoníaco, de las que luego se reduce el metal con hidrógeno. Durante la fundición de concentrados de cobre, el 50-60 % de Re se suele llevar con el humo. Al procesar concentrados de cobre, el ácido sulfúrico de lavado se convierte en la principal fuente para la obtención de este metal.
Solicitud
El uso de renio está determinado por una alta resistencia eléctrica y resistencia al calor, resistencia a factores químicos agresivos, alta actividad catalítica (cerca de los platinoides). La industria de la energía nuclear moderna no puede prescindir de las aleaciones que contienen renio. Incluso en los albores de la era atómica, comenzaron a utilizar una aleación de tungsteno con un 26 % de renio para las carcasas de los elementos combustibles y otras partes que operan en reactores a t° 1600−3000°C. El renio y sus aleaciones ocupan posiciones cada vez más fuertes en la tecnología aeronáutica y espacial. En particular, una aleación de tantalio con un 2,5 % de renio y un 8 % de tungsteno es indispensable para los escudos térmicos de los módulos que regresan del espacio a la Tierra. Las altas propiedades físicas y químicas (además de una buena soldabilidad) determinan el interés por el renio en industrias de gran presupuesto que pueden manejar altos costos. 2/3 del renio se gasta en la aleación de aceros resistentes al calor y en el revestimiento de otros metales. El renio puro forma la base de las partes más críticas. Las aleaciones domésticas a base de tungsteno contienen 5, 20, hasta 27% Re (VR-5, VR-20, VR-27VP), a base de molibdeno - 8, 20 a 47% renio. También se utilizan aleaciones de tungsteno-molibdeno-renio: maleables, de alta tecnología, fácilmente soldables. Trabajan en las condiciones más difíciles: soportan altas temperaturas, cargas de choque, vibraciones, contacto con sustancias agresivas.
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