рений

Рений (Rhenium), Re, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 75, атомная масса 186,207. Светло-серый металл. В природном Р. два изотопа: стабильный 185 Re (37,07%) и слаборадиоактивный 187 Re (с периодом полураспада T1/2 = 10 11 лет).

В 1871 Д. И. Менделеев предсказал существование элемента с атомным весом 190 - аналога марганца - и назвал его "тримарганцем". В последующие годы появлялось много недостоверных сообщений об открытии этого элемента. Но лишь в 1925 нем. химики И. и В. Ноддак обнаружили его спектральным методом в минерале колумбите. Название Р. происходит от латинского наименования р. Рейн (Rhenus) в Германии.

Распространение в природе. Р. - типичный рассеянный элемент. Среднее содержание его в земной коре 7?10 8 % по массе. Известны три минерала Р. - окисел, сульфид и сульфоренат меди CuReS4 (минерал джезказганит). Как примесь Р. встречается в минералах других[ элементов; его повышенные концентрации отмечены в колумбитах, танталитах, цирконатах, минералах редких земель, сульфидах меди и особенно в молибдените MoS2 (от 0,1 до 10 -5 %). Связь Р. с молибденитом обусловлена изоморфизмом MoS2 и ReS2. Важный источник Р. - некоторые медные сульфидные концентраты (0,002-0,005% Re).

Физические и химические свойства. Р. кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной решётке (а = 2,760 . с = 4,458 ). Атомный радиус 1,373 . ионный радиус Re 7 + 0,56 . Плотность 21, 03 г/см 3 ,tпл = 3180 = 20 °C, tkип = 5900 °C. Удельная теплоёмкость 153 дж/ (кг ?К ), или 0,03653 кал/ (г ?град ) (0-1200 °C). Термический коэффициент линейного расширения 6,7?10 -6 (20-500 °C). Удельное объёмное электрическое сопротивление 19,3?10 -6 ом ?см (20 °C). температура перехода в состояние сверхпроводимости 1,699 К; работа выхода 4,80 эв, парамагнитен.

По тугоплавкости Р. уступает лишь вольфраму. В отличие от вольфрама, Р. пластичен в литом и рекристаллизованном состоянии и деформируется на холоду. Модуль упругости Р. 470 Гн/м 2 , или 47 000 кгс/мм 2 (выше, чем у других металлов, за исключением Os и Ir). Это обусловливает высокое сопротивление деформации и быстрый наклёп при обработке давлением. Р. отличается высокой длительной прочностью при температурах 1000-2000 °C.

У атома Re семь внешних электронов; конфигурация высших энергетических уровней 5d 5 6s 2 . На воздухе при обычной температуре Р. устойчив. Окисление металла с образованием окислов (ReOs, Re2 O7 ) наблюдается начиная с 300 °C и интенсивно протекает выше 600 °C. С водородом Р. не реагирует вплоть до температуры плавления. С азотом не взаимодействует вообще. Р. в отличие от других тугоплавких металлов, не образует карбидов. Фтор и хлор реагируют с Р. при нагревании с образованием ReFe и ReCl5. с бромом и йодом металл непосредственно не взаимодействует. Пары серы при 700-800 °C дают с Р. сульфид ReS2 .

Р. не корродирует в соляной и плавиковой кислотах любых концентраций на холоду и при нагревании до 100 °C. В азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, в перекиси водорода металл растворяется с образованием рениевой кислоты. В растворах щелочей при нагревании Р. медленно корродирует, расплавленные щёлочи растворяют его быстро.


Для Р. известны все валентные состояния от +7 до -1, что обусловливает многочисленность и разнообразие его соединений. Наиболее устойчивы соединения семивалентного Р. Рениевый ангидрид ReO7 - светло-жёлтое вещество, хорошо растворимое в воде. Рениевая кислота HReO4 - бесцветная, сильная; сравнительно слабый окислитель (в отличие от марганцевой HMnO4 ). При взаимодействии HReO4 с щелочами, окислами или карбонатами металлов образуются её соли - перренаты. Соединения иных степеней окисления Р. - оранжево-красная трёхокись ReO3. тёмно-коричневая двуокись ReO2, легколетучие хлориды и оксихлориды ReCI5. ReOCl4. ReO3 CI и др.

Получение и применение. Основным источником Р. служат молибденитовые концентраты (с содержанием Re 0,01-0,04%) и медные концентраты некоторых месторождений меди (с содержанием Re 0,002-0,003%). При окислительном обжиге молибденитовых концентратов (см. Молибден ) Р. удаляется с печными газами в виде Re2 O7 (tкип 360 °C), которая концентрируется в продуктах пылеуловительных систем (шламах, растворах). На различных стадиях производства черновой меди из концентратов Р. также удаляется с газами. Если печные газы направляются в производство серной кислоты. Р. концентрируется в промывной кислоте электрофильтров. Для извлечения Р. из пылей и шламов применяют выщелачивание слабой H2 SO4 с добавкой окислителя - пиролюзита. Из полученных растворов, а также из промывной серной кислоты Р. извлекают сорбцией или экстракцией. Конечным продуктом является перренат аммония NH4 ReO4. Восстанавливая его водородом, получают порошок P. превращаемый затем в компактные заготовки методом порошковой металлургии. Применяют также плавку Р. в электроннолучевых печах. Как тугоплавкий металл P. а также сплавы W с Re используют в производстве электронных приборов. Кроме того, из Р. и его сплавов с W изготавливают термопары для измерения температур до 2500 °C, электроконтакты и детали точных приборов. Сплавы Re с W, Mo, Ta отличаются высокой жаропрочностью. Они применяются в авиа- и космической технике. Р. и его соединения используются в качестве эффективных катализаторов при крекинге нефти.

Лит.: Друце И. Рений, пер. с англ. М. 1951; Лебедев К. Б. Рений, М. 1963; Савицкий Е. М. Тылкина М. А. Поварова К. Б. Сплавы рения, М. 1965; Труды III Всесоюзного совещания по проблеме рения, ч. 1-2, М. 1970.

Подписка на новости

Рекомендуем ознакомится: http://www.chemport.ru