Ren (pierwiastek)

Ren (Re, łac. rhenium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od nazwy rzeki Ren.

Ren
wolfram ← ren → osm
Tc ↑ Re ↓ Bh 75 Re
Wygląd
srebrzystobiały
Widmo emisyjne renu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	ren, Re, 75 (łac. rhenium)
Grupa, okres, blok	7 (VIIB), 6, d
Stopień utlenienia	±I, II, III, IV, V, VI, VII
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	średnio kwasowe
Masa atomowa	186,207(1) u
Stan skupienia	stały
Gęstość	21020 kg/m³
Temperatura topnienia	3185 °C
Temperatura wrzenia	5596 °C
Numer CAS	7440-15-5
PubChem	23947
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 135 (188) pm 159 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]4f145d56s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 13, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,9 1,46 Potencjały jonizacyjne I 760 kJ/mol II 1260 kJ/mol III 2510 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 715 kJ/mol Ciepło topnienia 33,2 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 3,24 Pa (3453 K) Konduktywność 5,42×106 S/m Ciepło właściwe 137 J/(kg·K) Przewodność cieplna 47,9 W/(m·K) Układ krystalograficzny heksagonalny Twardość • w skali Mohsa 7 Prędkość dźwięku 4700 m/s (293,15 K) Objętość molowa 8,86×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 183Re {syn.} 70 dni w.e. 183W 184Re {syn.} 38 dni w.e. 184W 184 mRe {syn.} 165 dni w.e. 184W 185Re 37,4% stabilny izotop z 110 neutronami 187Re 62,6% 4,35×1010 lat α 1,653 183Ta 187Re 62,6% 4,35×1010 lat β− 0,003 187Os
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-05] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Niebezpieczeństwo Zwroty H H228 Zwroty P P210 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie podanej karty charakterystyki Łatwopalny (F) Zwroty R R11 Zwroty S S16 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 0 3   Numer RTECS VI0780000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Istnienia tego pierwiastka metodami spektroskopowymi dowiedli Walter Noddack, Ida Tacke i Otto Berg w 1925 r.

W formie czystej pierwiastek ten jest srebrzystym błyszczącym metalem o dużej twardości. Metaliczny ren przypomina platynę (gęstość 21,09 g/cm³). Po wyżarzeniu staje się miękki i kowalny. Po obróbce uszlachetnia stopy metali, znacząco zwiększając ich twardość i odporność na korozję. Zaliczany jest do metali szlachetnych. Roztwarza się tylko w kwasach utleniających: kwasie azotowym i gorącym, stężonym kwasie siarkowym.

Ren występuje w skorupie ziemskiej w ilości 4×10^-4 ppm. W przyrodzie występuje wyłącznie w stanie rozproszonym, głównie w molibdenicie, kolumbicie i łupkach miedzionośnych. Światowe zasoby renu szacuje się na maks. 17 tys. ton, największe występują w Chile, USA, Kanadzie, Kazachstanie, Rosji, Uzbekistanie i Peru. W Polsce ren występuje jako domieszka w złożach miedzi w okolicach Lubina. Największym producentem renu jest firma Molymet z Chile (w 2007 uzyskała ponad 20 ton), zaraz za nią Phelps Dodge ze Stanów Zjednoczonych oraz Kazakhmys z Kazachstanu. W Europie jedynym producentem renu z własnych źródeł jest polska spółka KGHM Metraco (do roku 2014 KGHM Ecoren), która zajmuje czwarte miejsce wśród globalnych potentatów.

Zastosowanie renu

• jako składnik superstopów odpornych na pełzanie w wysokich temperaturach;
  • w przemyśle lotniczym (monokrystaliczne łopatki silników odrzutowych, turbiny silników i osłony pojazdów, wykonywane z nadstopów na bazie niklu, zawierających od 3 do 6% renu);
  • w przemyśle zbrojeniowym (rdzenie do pocisków przeciwpancernych);
  • do produkcji termopar, elementów grzewczych, styków elektrycznych, elektrod, elektromagnesów, lamp próżniowych i rentgenowskich, żarówek błyskowych, powłok metalicznych;
• jako katalizator w takich reakcjach jak: metateza, epoksydacja (metylotrioksoren), dihydroksylacja, m.in. w produkcji wysokooktanowych benzyn bezołowiowych.
• w medycynie (w zabiegu zwanym radioizotopową synowektomią (RSO) polegającym na zniszczeniu zapalnie zmienionej błony maziowej za pomocą promieniowania ß (beta) emitowanego przez promieniotwórczy izotop renu Ren-186 (¹⁸⁶Re))

Technologia i proces produkcyjny

W Polsce technologię pozyskiwania związków renu ze ścieków z huty miedzi opracowano w KGHM Ecoren i Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach. Metoda wykorzystuje technologie hydrometalurgiczne – otrzymywanie metali z rud, koncentratów i innych surowców za pomocą roztworów odpowiednio dobranych związków chemicznych.

W Legnicy działa jedyna fabryka w Europie produkująca ren metaliczny pozyskiwany z własnych źródeł.

Technologia składa się z dwóch zasadniczych części, realizowanych w oddzielnych instalacjach. W początkowej fazie ściek jest filtrowany, a następnie przepuszcza się go przez kolumny wypełnione żywicą jonowymienną. Właśnie w nich odbywa się ważny etap całego procesu: „wyłapywanie” jonów renu. Następnie prowadzone jest wymywanie renu. W efekcie stężenie pierwiastka w roztworze znacznie wzrasta. Dopiero taki wzbogacony roztwór (eluat renowy) stanowi surowiec do produkcji renianu(VII) amonu (nadrenianu amonu, NH₄ReO₄), a w dalszej kolejności metalicznego renu.

Rynek

Ren należy do najdroższych metali. W roku 2007 notowano stały wzrost jego ceny. We wrześniu 2007 wynosiła ona 7,5 tys. dolarów za kg. W 2008 jego cena przekraczała 10 tys. USD/kg (we wrześniu 2011 ok. 4200 USD/kg). Popyt na ren i wzrost jego ceny związane są m.in. z prognozowanym dwukrotnym wzrostem zamówień na dostawę samolotów odrzutowych w lotnictwie cywilnym (z poziomu około 700 sztuk w 2004 roku do przewidywanych 1400 sztuk w 2010 roku) oraz rosnącym popytem na ropę naftową przy jej wysokich notowaniach. Według doniesień prezentowanych na konferencji „Minor Metals & Rare Earths” (Hongkong, wrzesień 2007) nie znaleziono dotąd opłacalnych ekonomicznie substytutów renu.