Rutênio (Ru)

Principais propriedades

O rutênio é um metal branco-acinzentado, duro, quebradiço e de ponto de fusão elevado, pertencente ao grupo da platina. É notavelmente inerte: resiste a ácidos comuns e não é atacado pela água régia, comportamento que o aproxima dos metais mais nobres.

Sua química é a mais diversificada do grupo, com estados de oxidação que vão de valores baixos até mais oito, alcançado no tetróxido de rutênio. Essa amplitude, somada à facilidade com que o elemento troca elétrons em complexos, é a razão de seu peso na catálise. Pequenas adições de rutênio também melhoram significativamente a resistência à corrosão de ligas de titânio.

Ocorrência na natureza

O rutênio é um dos elementos mais raros da crosta terrestre, presente em concentrações da ordem de milésimos de parte por milhão. Ocorre disperso nos minérios de platina e nos sulfetos de níquel e cobre, além de raros minerais próprios como a laurita. Os depósitos economicamente relevantes se concentram na África do Sul, na Rússia, no Zimbábue e no Canadá.

Processo de obtenção

O rutênio é sempre um produto secundário. Ele aparece nos resíduos do refino de níquel e de platina, dos quais os metais do grupo da platina são separados um a um em sequências químicas longas, exploradas as diferenças de solubilidade e de volatilidade de seus compostos. O rutênio é isolado em uma das últimas etapas, na forma de um óxido volátil, e depois reduzido a pó metálico em refinarias especializadas. A reciclagem de catalisadores e de componentes eletrônicos é uma fonte cada vez mais importante.

Aplicações

Na eletrônica, o óxido de rutênio forma a fase condutora de resistores de filme espesso presentes em quantidade enorme de circuitos, e finas camadas do metal atuam como separador magnético nos discos rígidos de gravação de alta densidade. Contatos elétricos recebem revestimento de rutênio por sua dureza e resistência ao desgaste. Na indústria química, o elemento catalisa a síntese de amônia, hidrogenações e a reação de metátese de olefinas, ferramenta que reorganiza cadeias carbônicas e transformou a química fina. Eletrodos com óxidos de rutênio sustentam a produção industrial de cloro e de soda, e corantes de rutênio foram a base das primeiras células solares sensibilizadas.

Riscos e precauções

O rutênio metálico é inerte e considerado de baixo risco na forma maciça, mas seus compostos exigem cuidado. O tetróxido de rutênio é volátil, fortemente oxidante e muito tóxico, com potencial de causar lesões oculares e respiratórias graves, e seu uso é restrito a laboratórios e plantas com sistemas de contenção. Poeiras metálicas devem ser evitadas por inalação. Complexos do elemento em pesquisa farmacológica ainda estão em fase de investigação e não têm uso livre. Em qualquer atividade profissional, consulte a ficha de informações de segurança e profissionais habilitados.

História da descoberta

Depois de tentativas anteriores mal fundamentadas de anunciar novos metais nos resíduos de platina dos Urais, Karl Ernst Claus retomou o problema em Kazan e, em 1844, demonstrou de forma convincente a existência do elemento, isolando-o e caracterizando suas propriedades. Foi o último dos seis metais do grupo da platina a ser identificado, encerrando um ciclo de descobertas que se estendeu por quatro décadas.

Origem do nome

Vem de Ruthenia, designação latina para a Rússia, escolhida em referência à origem do minério estudado e ao país onde o trabalho foi realizado. A denominação já havia sido proposta antes por Gottfried Osann, e Claus decidiu preservá-la.

Isótopos relevantes

¹⁰²Ru (cerca de 32%), ¹⁰⁴Ru, ¹⁰¹Ru, ⁹⁹Ru e ¹⁰⁰Ru em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• A metátese de olefinas, catalisada por complexos de rutênio, foi reconhecida com o Prêmio Nobel de Química de 2005.
• Uma fração mínima de rutênio adicionada a ligas de titânio aumenta de forma expressiva sua resistência à corrosão.
• O elemento fecha a lista dos metais do grupo da platina, todos identificados entre o início e a metade do século XIX.