Légende
  • Halogènes
  • Métaux alcalino-terreux
  • Actinides
  • Gaz nobles
  • Métaux de transition
  • Autres
  • Métaux alcalins
  • Lanthanides
44
Ru
Ruthénium

Le chimiste Karl Ernst Claus isola un nouvel élément en 1844. Membre de l’Académie des sciences de Russie lors de sa découverte, il décide de nommer celui-ci d’après ce pays. Ruthénium vient alors du nom latin ruthenia qui désigne la région actuellement connue comme étant la Russie.

DONNÉES PHYSICO-CHIMIQUES

Données atomiques

Numéro atomique Masse atomique Configuration électronique Structure cristalline Rayon métallique pour la coordinence 12
44 101,07 g.mol-1 [Kr] 4d7 5s1 hexagonale compacte de paramètres a = 0,2706 nm et c = 0,4281 nm 133,9 pm

Données physiques

Masse volumique Dureté Température de fusion Température d’ébullition Conductibilité électrique Conductibilité thermique Solubilité dans l’eau
12,30 g.cm-3 6,5 2 310°C 3 900°C 13,7.106 S.m-1 117 W.m-1.K-1 insoluble

Données chimiques

Électronégativité de Pauling pKa : H2RuO5/HRuO5 pKa : HRuO5/RuO52-
2,2 0 11,2

Potentiels standards :
RuO2(s) + 4Haq+ + 4e = Ru(s) + 2H2O                                 E° = 0,79 V
RuO42- + 2H2O + 2e = RuO2(s) + 4OH                             E° = 0,35 V
RuIV + e = RuIII                                                                     E° = 0,86 V
RuO4 + e = RuO4                                                               E° = 1,00 V
RuO4 + e = RuO42-                                                            E° = 0,59 V

Données thermodynamiques

Ruthénium cristallisé :

  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 28,5 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 24,1 J.K-1mol-1
Ruthénium gazeux :

  • Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : 642,9 kJ.mol-1
  • Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : 596 kJ.mol-1
  • Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 186,5 J.K-1mol-1
  • Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 21,5 J.K-1mol-1

DONNÉES INDUSTRIELLES

Le ruthénium (Ru), avec le platine (Pt), le palladium (Pd), le rhodium (Rh), l’iridium (Ir) et l’osmium (Os) forme la famille des métaux du groupe du platine (PGM en anglais) ou platinoïdes. Ces éléments, possédant des propriétés chimiques proches sont associés dans leurs gisements. Par contre, leurs propriétés physiques sont différentes : le platine et le palladium sont ductiles et faciles à mettre en forme alors que le ruthénium et l’osmium sont durs et cassants, Ru, Rh et Pd ont des densités comprises entre 12 et 12,5, alors que celles de Pt, Ir et Os sont comprises entre 21,4 et 22,6.
Dans les données qui suivent ne sont précisées que celles spécifiques au ruthénium, des données plus générales, pour l’ensemble des platinoïdes, sont développées avec le produit platinoïdes.

Matières premières

Les teneurs de l’écorce terrestre sont de 0,005 ppm, soit 5 µg/kg, pour le platine, 0,015 ppm pour le palladium, 0,0015 pour l’osmium, 0,001 pour le rhodium, l’iridium et le ruthénium.

Teneurs en platinoïdes et en or des reefs sud-africains :

en g/t
Reefs Pt Pd Rh Ru Ir Os Au
Merensky 3,25 1,38 0,17 0,44 0,06 0,04 0,18
UG-2 2,46 2,04 0,54 0,72 0,11 0,10 0,02
Platreef 1,26 1,38 0,09 0,12 0,02 0,02 0,10

Source : DERA

Productions minières

La production mondiale de ruthénium est d’environ 40 t/an.

Commerce international :

En 2018, les États-Unis, ont importé 59 t de platine, 89 t de palladium, 14 t de rhodium, 17 t de ruthénium, 940 kg d’iridium et 38 kg d’osmium. Ils ont exporté 18 t de platine, 61 t de palladium, 4 t de rhodium et 2,5 t des autres platinoïdes.

Utilisations

La consommation mondiale de ruthénium, en 2018 est de 35,5 t

Secteurs d’utilisation : dans le monde, en 2018, pour le ruthénium.

Électronique 37 % Électrochimie 19 %
Chimie 28 % Autres 16 %

Source : Johnson Matthey

Le ruthénium est utilisé comme catalyseur dans la production d’ammoniac à partir de gaz naturel et avec l’iridium, comme revêtement d’électrodes dans l’électrolyse de saumures pour la fabrication du dichlore et de l’hydroxyde de sodium. L’ajout de 0,1 % de Ru au titane permet d’augmenter considérablement sa résistance à la corrosion. En Chine, il est employé comme catalyseur dans la production de caprolactame et d’acide adipique destinés à la production de nylon 6 et 6.6. Le ruthénium est également utilisé pour élaborer des cibles de pulvérisation cathodique pour des dépôts en couche mince sur les disques durs. Ces dépôts, très minces, de 4 couches atomiques, séparent deux couches magnétiques pour créer un couplage antiferromagnétique qui permet d’augmenter la densité du stockage sur le disque dur.

×
En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de cookies conformément à notre politique de données personnelles. En savoir plus..