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Ruthénium
Ru 44

Ruthénium Ruthenium

Le ruthénium est un élément chimique de symbole Ru et de numéro atomique 44. C'est un métal de transition gris argenté, dur mais fragile. L'application industrielle la plus importante du ruthénium réside dans l'électronique – comme matériau de couche de blocage pour les interconnexions en cuivre dans les circuits intégrés et comme électrode dans les mémoires dynamiques (DRAM). Par ailleurs, le ruthénium sert de catalyseur pour les réactions de métathèse des oléfines (Prix Nobel de chimie 2005).

Métal de transition USGS 2025 blanc argenté métallique
Numéro atomique 44Z
Masse atomique 101.072u
Électrons de valence 1
Configuration électronique 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d7
Densité
12.45g/cm³
Point de fusion
2334°C
Abondance dans la croûte
0.001ppm
Production annuelle
30tonnes Ru
Taux de recyclage
50%(Très faible taux de recyclage ; les MGP sont récupérés depuis les catalyseurs usés et l'électronique

Pourquoi l'utiliser

Le ruthénium est le plus dur et le plus fragile des métaux du groupe platine. Sa principale valeur industrielle découle de trois propriétés : excellente conductivité électrique pour les alliages de contacts électriques, stabilité chimique supérieure pour les anodes dans la production de chlore et applications novatrices dans l'emballage électronique et la catalyse.

Applications

Hard drivesCatalystsAlloysSolar cells

Applications en détailUtilisations de l'élément et de ses composés

Principaux usages de l'élément

Le ruthénium est le moins abondant et, relativement, le plus abordable des métaux du groupe du platine. Bien qu'utilisé en faibles tonnages, il est irremplaçable dans plusieurs niches : le stockage de données, la chimie fine et les alliages spéciaux. Sa plus grande utilisation industrielle concerne les disques durs : depuis l'ère des disques durs mécaniques, le ruthénium sert de couche d'alliage intermédiaire et de couche de germination dans le milieu d'enregistrement magnétique, aidant les grains magnétiques cobalt-chrome à s'aligner plus uniformément et à rester plus fins, multipliant ainsi la densité d'enregistrement surfacique par plateau. Le stockage des centres de données d'aujourd'hui en dépend encore. En chimie, le ruthénium est le composant actif d'un certain nombre de catalyseurs haute performance, utilisés aussi bien dans l'hydrogénation catalytique supportée et l'oxydation sélective que dans des orientations énergétiques plus récentes comme l'électrolyse de l'eau pour la production d'hydrogène et les électrodes à dégagement d'hydrogène pour piles à combustible. Dans les alliages, le ruthénium est fréquemment ajouté comme durcisseur aux alliages de platine et de palladium pour fabriquer des électrodes de bougies d'allumage, des contacts électriques, des thermocouples platine-ruthénium et des bagues pour l'étirage de fibres de verre, en raison de son point de fusion élevé, de sa résistance à l'usure et de sa résistance à la corrosion à haute température. Dans les énergies renouvelables, les cellules solaires à colorant à base de ruthénium furent autrefois un sujet de recherche phare, détenant longtemps des rendements de conversion photovoltaïque de premier plan parmi les cellules à colorant. Le ruthénium est également utilisé dans les contacts électriques résistants à l'usure, les couches résistives et les couches barrières pour l'encapsulation microélectronique.

Principaux composés et leurs usages

Le dioxyde de ruthénium (RuO2) est un oxyde métallique conducteur, d'aspect bleu foncé à noir, et un matériau clé pour les résistances à pastille en couche épaisse, les résistances à pastille et les pâtes de résistances en couche mince à base de ruthénium. Il sert également de composant actif des anodes en titane (anodes dimensionnellement stables) utilisées dans l'industrie chlor-alkali et dans les anodes de galvanoplastie. Le trichlorure de ruthénium (RuCl3), couramment disponible à la fois sous forme de trihydrate et sous forme anhydre, est le matériau de départ d'entrée pour préparer presque tous les catalyseurs et complexes du ruthénium ; supporté sur charbon actif ou alumine, il devient un catalyseur d'hydrogénation sélective largement utilisé, et il est aussi employé dans la galvanoplastie au ruthénium et les revêtements d'électrodes. Le dichlorure de tris(2,2'-bipyridine) ruthénium(II) (le complexe Ru(bpy)3) est un complexe métallique luminescent classique qui brille d'une fluorescence orange-rouge vive sous lumière visible. Il est largement utilisé dans l'analyse chimiluminescente, la photosensibilisation, les cellules solaires à colorant et la recherche sur la photo-catalyse de la dissociation de l'eau, et c'est un composé modèle courant dans l'enseignement de l'électrochimie.

Histoire de l'élément

Découvert en 1844 par Karl Ernst Claus lors de l'analyse de minerai de platine des montagnes de l'Oural. Bien que d'autres platinnoïdes aient été découverts plus tôt, le ruthénium a été le dernier des six à être identifié comme un élément distinct. Actuellement récupéré comme sous-produit de l'exploitation minière nickel-cuivre en Afrique du Sud, en Russie et au Canada.

Éléments apparentés

Sc · Scandium Ti · Titane V · Vanadium Cr · Chrome Mn · Manganèse Fe · Fer Co · Cobalt Ni · Nickel

Questions fréquentesQuestions longue traîne · basées sur les données

Quel est le point de fusion de Ruthénium ?
2334 °C
Quel est le point d'ébullition de Ruthénium ?
4150 °C
Quelle est la densité de Ruthénium ?
12.45 g/cm³
Quels sont le numéro atomique et la catégorie de Ruthénium ?
44 · Métal de transition
De quel minerai Ruthénium est-il principalement extrait ?
minerais du groupe du platine
Quelles sont les réserves mondiales de Ruthénium ?
5000 tonnes
Quelle est la production annuelle de Ruthénium ?
30 tonnes Ru
Quels sont les principaux usages de Ruthénium ?
Le ruthénium est le plus dur et le plus fragile des métaux du groupe platine. Sa principale valeur industrielle découle de trois propriétés : excellente conductivité électrique pour les alliages de contacts électriques,
Qui a découvert Ruthénium et quand ?
Karl Ernst Claus · 1844