Ruthénium: le métal russe portant le nom de Russie

La table périodique de D. I. Mendeleïev contient un élément au numéro atomique 44, portant un nom sonore — ruthénium. Ce n'est pas seulement un métal de la famille du platine, mais le seul élément chimique nommé en l'honneur de la Russie (Ruthenia est le nom latin de Russie). Il a été découvert en 1844 par le professeur de l'Université de Kazan, Karl Karlovitch Klauz, et depuis lors, il est devenu un élément essentiel de l'histoire de la science et de la technique. Aujourd'hui, le ruthénium est l'un des matériaux les plus refractaires, durs et résistants à la corrosion, indispensable dans l'électronique, le catalyse et même dans l'industrie spatiale.

Pourquoi l'élément a-t-il reçu le nom de «ruthénium»?

Le nom de l'élément provient du mot latin Ruthenia, qui signifie «Russie» ou «Russie». Karl Klauz, le découvreur du ruthénium, a souligné qu'il donne ce nom en l'honneur de son patrie. C'était un geste d'un patriote d'origine allemande qui a lié sa vie à la Russie et a voulu immortaliser son nom dans la table périodique.

Pourquoi a-t-il ce numéro ordinal?

Le numéro ordinal de l'élément dans la table de Mendeleïev (44) est déterminé par le nombre de protons dans le noyau de son atome. Ce numéro identifie de manière univoque le ruthénium comme élément chimique. Dans la table périodique, il se situe dans le groupe VIIIB, dans le 5ème période, et fait partie de la triade ruthénium-rhodium-palladium — un groupe de métaux proches par leurs propriétés chimiques. Mendeleïev avait prévu l'existence de cet élément, laissant une case vide pour lui, mais son découverte physique a eu lieu avant que le grand chimiste n'énonce sa loi.

Histoire de la découverte : un pharmacien de Kazan

Karl Karlovitch Klauz est né en 1796 à Dorpat (actuellement Tartu) dans une famille d'artiste. orphané dès son plus jeune âge, il a commencé à travailler dans une pharmacie à l'âge de 14 ans et, sans avoir suivi une éducation secondaire, a réussi à passer l'examen de pharmacien. Plus tard, il a fondé une pharmacie à Kazan, mais sa véritable passion était la science. Il a participé à une expédition botanique dans les steppes de la Volga et de l'Oural et a commencé sa carrière à l'âge de 40 ans à l'Université de Kazan, où il a rapidement dirigé le laboratoire de chimie.

En 1841, sur ordre du ministère des Finances, Klauz a commencé à étudier les résidus de la roche platinum de l'Oural qui s'étaient accumulés à la Monnaie de Saint-Pétersbourg. Sa tâche était de trouver des méthodes plus efficaces pour extraire la platine précieuse. Pendant des expériences minutieuses et dangereuses (les composés de ruthénium sont extrêmement toxiques), Klauz a découvert la présence d'un élément inconnu.

En cours d'une de ses expériences, Karl Klauz, qui avait l'habitude de goûter les substances obtenues, a subi une brûlure grave de la bouche par un composé de ruthénium. Heureusement, cela ne l'a pas empêché de mener son étude à bien.

En 1844, il a isolé 6 grammes de ruthénium pur, a étudié en détail ses propriétés chimiques et a déterminé sa masse atomique. Cependant, la communauté scientifique, en particulier le chimiste suédois Jean Berzelius, a accueilli la découverte avec scepticisme. Ce n'est qu'après que Berzelius lui-même, ayant vérifié les résultats de Klauz, les a confirmés, que le ruthénium a été officiellement reconnu comme un nouvel élément.

Unicité du ruthénium : caractéristiques et propriétés

Le ruthénium est un métal argenté brillant, très dur et fragile. Il est extrêmement refractaire : sa température de fusion est de 2250°C et sa température d'ébullition environ 4900°C. C'est l'un des éléments les plus denses (12,45 г/см³).

Inertie chimique. Le ruthénium compact n'est pas oxydé en air même lorsqu'il est chauffé à 930°C et ne réagit pas avec des acides forts et des bases fortes. Cela le rend un véritable aristocrate parmi les métaux.

Oxyde agressif. La principale carte de visite du ruthénium est son oxyde le plus élevé RuO₄. C'est un corps jaune doré volatil qui fond déjà à +25,5°C et bout à +27°C. Il possède des propriétés d'oxydation si fortes qu'il peut allumer des substances organiques, par exemple l'alcool.

Activité catalytique. Le ruthénium est un excellent catalyseur pour les réactions d'hydrogénation et de déhydrogénation des composés organiques.

Application dans l'industrie et la science moderne

Les propriétés uniques du ruthénium le rendent indispensable dans les industries les plus high-tech.

Électrotechnique et instrumentation. L'alliage de ruthénium avec le platine et le palladium est utilisé pour fabriquer des contacts électriques résistants à l'usure dans les instruments de mesure. L'ajout de ruthénium augmente considérablement la résistance à la corrosion du titane, ce qui est très demandé dans l'ingénierie chimique.

Catalyseurs. Le ruthénium est un composant clé des catalyseurs dans l'industrie chimique. Il attire une attention particulière ces dernières années en tant que catalyseur le plus efficace pour la réaction d'hydrogénation — un processus important pour la production d'hydrogène vert et la valorisation de la biomasse.

Industrie spatiale. La haute résistance à la température et la résistance à la corrosion du ruthénium le rendent très demandé dans l'industrie spatiale. Par exemple, les alliages à base de ruthénium sont utilisés dans les systèmes de traitement de l'eau sur les stations spatiales.

Supraconductivité. Les alliages de ruthénium avec le lanthane, le cérium, le scandium et l'yttrium possèdent des propriétés supraconductrices uniques.

Joaillerie. Le ruthénium est souvent utilisé pour le revêtement galvanique des bijoux en or blanc et en platine. Il leur donne un brillant spécial et les protège des égratignures.

Perspectives et avenir de l'élément

L'avenir du ruthénium est directement lié au développement des technologies de l'énergie verte, de l'espace et du catalyse. Avec la hausse de la demande en économie hydrogène, le ruthénium reste l'un des catalyseurs les plus efficaces pour l'électrolyse de l'eau et l'hydrogénation des composés organiques. Les chercheurs étudient également son application dans la production de nouveaux matériaux à haute résistance, des supraconducteurs à haute température et des alliages prometteurs pour des conditions d'utilisation extrêmes.