InfoNu.nl > Wetenschap > Scheikunde > Rhenium: Het element

Rhenium: Het element

Rhenium: Het element Rhenium (Re) ontdekt in 1925, rhenium (van de rivier de Rhine) is een zilverachtig-wit, zware overgangsmetaal (groep 7, Periodiek systeem). Met een concentratie van 1 deel per miljard (ppb) komt rhenium sporadisch voor in de aardkorst. Smeltpunt en kookpunt is een van de hoogste van alle elementen. Rhenium lijkt chemisch op technetium en mangaan en wordt verkregen als bijproduct van molybdeen-winning en de extractie van koperertsen. Rhenium toont in zijn verbindingen een reeks aan oxidatietoestanden variërend van -1 tot +7.

Plaats van rhenium in het periodieksysteem

NaamSymboolAtoom
nummer
CatagorieGroepPeriodeBlokAtoom
massa
Electron
configuration
RheniumRe75overgangsmetaal76d186,21[Xe] 4f14 5d5 6s2
2, 8, 18, 32, 13, 2

Chemische eigenschappen van rhenium

OxidatietoestandenElektronegativiteit (paulingschaal)Ionisatie energiek (J/mol)Atoomradius(pm)
7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −11,91e 760
2e 1260
3e 2510
137 (pm)

Fysische eigenschappen van rhenium

Dichtheid
20oC (g/cm3)
Smelt
punt
(oC)
Kook
punt
(oC)
Smelt
warmte
(KJ/mol)
Verdampings
warmte
(KJ/mol)
MagnetismeElektrische
weerstand 20°C
(nΩ.m)
warmte
geleiding
(W/m.K
Thermische
uitzetting
(µm/(m.K))
21,03186559660,4704paramagnetisch193486,2

Mechanische eigenschappen van rhenium

Geluidsnelheid 20 °C (m/s) Elasticiteitsmodules(GPa)HardheidBulkmodulus(GPa) Poisson ratio
4700463Mohs 7.0
Vickers 2450 MPa
Brinell 1320 MPa
370 0,30

Isotopen van rhenium

IsotoopAandeel (%)HalveringstijdVerval viaVervalenergie (MeV)Vervalproduct
185Re37,4---alfa2,20181Ta
187Re62,64,12 x 10↑10 jaaralfa
beta
1,65
0,0026
183Ta
187Os

Rhenium heeft één stabiele isotoop, namelijk rhenium-185. Natuurlijk voorkomende rhenium bestaat voor 37,4% uit stabiele 185Re en voor 62,6% uit 187Re, die onstabiel is maar met een zeer lange halveringstijd van circa 10↑10 jaar, dat is ongeveer even lang als het heelal oud is en dus als stabiel kan worden beschouwd. Beta verval van 187Re wordt gebruikt voor de "rhenium-osmium" datering van ertsen. De isotoop rhenium-186m is de langst levende metastabiele isotoop met een halfwaardetijd van 200.000 jaar. Er zijn vele andere radioactieve isotopen van rhenium die niet direct van belang zijn.

Voorkomen van rhenium

Het mineraal molybdenietconcentraat (voornamelijk molybdeendisulfide) bevat circa 0,2% rhenium en is een belangrijke Rhenium bron. Chili heeft 's werelds grootste rhenium-voorraad in de aardkorst.

Gebruikeigenschappen van rhenium

Rhenium is een zilverwit metaal en heeft met uitzondering van wolfraam en koolstof de hoogste smeltpunt en kookpunt van de elementen. Het is het element met de hoogste specifiek gewicht, op platina, iridium en osmium na. De handelsvorm vorm van rhenium is een poeder, maar het element kan vast gemaakt worden door persen en sinteren wat resulteert in een taai metaal dat plastisch gedeformeerd kan worden.

Toepassingen van rhenium

  • Op nikkel gebaseerde superlegeringen van rhenium worden in verbrandingskamers, turbinebladen en uitlaat mondstukken van straalmotoren gebruikt. Deze legeringen bevatten tot 6% rhenium, de straalmotor fabrikant is een grote gebruiker.
  • Vanwege de zeldzaamheid is rhenium een van de duurste metalen. In 1968 werd in de VS 75% van het rhenium gebruikt voor de ontwikkeling van vuurvaste metaallegeringen, superlegeringen die o.a. worden gebruikt voor straalmotor onderdelen.
  • Een belangrijke toepassing is in platina-rhenium katalysatoren voor de productie van loodvrije, (hoog octaan) benzine.
  • Rhenium-molybdeen legeringen zijn supergeleidend bij 10 K. Wolfraam-rhenium legeringen zijn supergeleidend bij 4-8 K.
  • Bij kamertemperatuur en atmosferische druk, is rhenium bestand tegen alkaliën, zwavelzuur, zoutzuur, en verdund salpeterzuur.
  • De isotopen 188Re en 186Re zijn radioactief en worden gebruikt voor de behandeling van leverkanker. Beiden hebben ongeveer dezelfde penetratie diepte in weefsel, maar 186Re heeft een langere levensduur (90 uur versus 17 uur). 188Re wordt ook experimenteel gebruikt bij een nieuwe behandeling van alvleesklierkanker.

Verbindingen van rhenium

Rhenium verbindingen zijn bekend voor de oxidatietoestanden tussen -3 en 7 de oxidatietoestanden 7, 6, 4 en 2 zijn de meest voorkomende. Rhenium is meest handel verkrijgbaar als zouten van perrenaat, zoals natrium en ammonium perrenaten. Deze zijn wit, in water oplosbare verbindingen. Rhenium vormt diverse oxyhaliden. De oxychloriden zijn de meest voorkomende en omvatten ReOCl4, ReO3Cl.

Productie van rhenium

De totale wereldproductie ligt tussen de 40 en 50 ton / jaar. Belangrijkste producenten zijn Chili, VS, Peru en Polen. Recycling van Platina-Rhenium katalysatoren en speciale legeringen leveren circa 10 ton per jaar op. De prijs voor rheniummetaal steeg snel van circa $2000 per kg in de periode 2003-2006 tot circa $10000/kg in Februari 2008. Rhenium metaal wordt vooral bereid door reductie van ammoniumperrenaat met waterstof:
2 NH4ReO4 + 7 H2 → 2 Re + 8 H2O + 2 NH3

Metaallegeringen met rhenium als legeringselement

  • Van de op nikkel gebaseerde superlegeringen wordt de kruipsterkte verbeterd door toevoeging van 3% of 6% rhenium. Deze legeringen worden gebruikt in de motoren van de straaljagers F-16 en F-15, en in de F-22 en F-35 motoren.
  • Rhenium wordt gebruikt in superlegeringen, voor de fabricage van gasturbines.
  • De stijgende vraag naar militaire straalmotoren en andere hightech toepassingen maakte het noodzakelijk om superlegeringen te ontwikkelen met een lagere rheniumgehalte vanwege de zeldzaamheid van het element.
  • Rhenium verbetert de eigenschappen van wolfraam (tungsten). Wolfraam-rhenium legeringen zijn kneedbaar bij lage temperatuur en grotere bestandigheid tegen hogere temperaturen. Het effect neemt toe met het rhenium gehalte. Er bestaan wolfraamlegeringen tot circa 27% rhenium.
  • Rhenium wolfraamlegeringen worden toegepast als thermokoppels bij temperaturen tot 2200 ° C.
  • Met rhenium gelegeerd metaal wordt toegepast voor zelfreinigende elektrische contacten die tijdens de extreme omstandigheden bij het schakelen oxideren.

Milieu en gezondheid

Er is weinig bekend over de invloed van rhenium en zijn verbindingen op milieu en gezondheid omdat het kleine hoeveelheden betreft.

Lees verder

© 2014 - 2019 Custor, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Copernicium: Het elementCopernicium: Het elementCopernicium is synthetisch gemaakt in 1996, door Peter Armbruster and Gottfried Münzenber (Gesellschaft fur Schwerionenf…
Meitnerium: Het elementMeitnerium: Het elementMeitnerium is een scheikundig element met symbool Mt en atoomnummer 109. Het is een zeer radioactief synthetische elemen…
Rutherfordium: Het elementRutherfordium: Het elementRutherfordium is een scheikundig element met symbool Rf en atoomnummer104, genoemd naar de natuurkundige Ernest Rutherfo…
Mendelevium: Het elementMendelevium: Het elementMendelevium is een synthetisch element met chemisch symbool Md en atoomnummer 101. Een metalen radioactieve transuranic…
Ytterbium: Het elementYtterbium: Het elementYtterbium is een scheikundig element met symbool Yb en atoomnummer 70. Het is een helder, zilverachtig, zacht, kneedbaar…
Bronnen en referenties
  • http://education.jlab.org/itselemental/ele075.html
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Rhenium
  • http://www.lipmann.co.uk/wp-content/uploads/2012/09/02-Lipman-Rhenium-metal.jpg (afbeelding rhenium schijven)
  • http://sciencenotes.org/?attachment_id=352 (rhenium embleem)
  • http://vliegtuigmonteur.mysites.nl/mypages/vliegtuigmonteur/gallery2.html (afbeelding straalmotor)

Reageer op het artikel "Rhenium: Het element"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Custor
Laatste update: 07-02-2017
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Scheikunde
Special: Overgangsmetalen
Bronnen en referenties: 5
Schrijf mee!