Universidad Autónoma del Estado de México Facultad de Química
Ru
Rutenio
En 1827 los conocidos investigadores Berzelius y Osann examinaron los residuos de platino en bruto procedente de los Montes Urales. Berzelius dijo no haber encontrado metales inusuales, pero Osann pensó que había encontrado tres nuevos metales, uno de los cuales dio el nombre de rutenio. Sin embargo, en 1844 Klaus demostró que lo que había descubierto Osann era un óxido de rutenio muy impuro, no rutenio. Klaus logró aislar, el rutenio a partir del óxido de rutenio impuro de Osann. Así que el que realmente aisló el metal puro fue Klaus.
Propiedades Nombre Número atómico Valencia Grupo Periodo Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización Masa atómica (g/mol ) Densidad (g/ ml)
Rutenio (Ru) 44 2,3,4,6,8 8 5 +3 2,2 1,26 0,69 1,34 (Kr )4d75s1 7,55 eV 101,07 12,2
Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC)
4900 2500
Volumen molar / cm3mol-1 Resistencia eléctrica / ì? cm Conductividad térmica / W m-1K-1 Calor de fusión / kJ mol-1 Calor de vaporización / kJ mol-1 C l d t i ió / kJ l1
8.17 (293 K) 7.6 (20 °C) 117 23.7 567 641 031
Propiedades Es un escaso elemento que figura en 80º lugar en abundancia entre elementos de la corteza terrestre (0.01ppm). ?
Se encuentra en la naturaleza aleado con otros metales como platino, plomo, iridio, renio y osmio en los que se denominan minerales de platino. ?
Nombre del Núclido
Vida Media
Spin
Rutenio-96 Rutenio-97 Rutenio-98 Rutenio-99 Rutenio-100 Rutenio-101 Rutenio-102 Rutenio-103 Rutenio-104 Rutenio-105 Rutenio-106
Estable 2,89 dias Estable Estable Estable Estable Estable 39,27 dias Estable 4,44 horas 1,02 años
0 5/2 0 5/2 0 5/2 0 3/2 0 3/2 0
Abundancia (%)
5,51 0,00 1,87 12,72 12,62 17,07 31,61 0,00 58,58 0,00 0,00
Masa Atómica (uma)
95,9076 97 97,9053 98,9059 99,9042 101,9056 101,9043 103 103,9054 105 106
Propiedades Estructura cristalina: hexagonal
Dimensiones de la celda unidad(pm): a=270.58; b=428.11
Grupo espacial: P63/ mmc
Obtención Se trata el mineral de platino con agua regia para precipitar el hexacloroplatinato amónico (PtCl 6(NH4)2 ). Del residuo insoluble en el agua regia se recupera el rutenio mediante un proceso muy laborioso y complicado en el que se mezclan técnicas electrolíticas de cambio iónico y de extracción solvente. Se obtiene cloruro de rutenio y amonio, que se reduce con hidrógeno para producir el metal en polvo.
Características El rutenio es un metal duro, blanco, manejable sólo a altas temperaturas y con dificultad. Es un metal de color gris azulado, quebradizo, que suele acompañar al platino. Es un excelente catalizador y se utiliza en reacciones que incluyen hidrogenación, isomerización, oxidación y reformación. Los usos del rutenio metálico puro son mínimos El rutenio es resistente a los ácidos comunes, entre ellos el agua regia, a temperaturas hasta de 100ºC (212 F) y hasta de 300ºC (570º F) en el caso del ácido fosfórico a 100ºC (212º F). El rutenato de potasio, KRuO 2 .H2O, es soluble en agua y se utiliza en la purificación del rutenio. El tricloruro de rutenio, RuCl 3, es soluble en agua pero se descompone en agua caliente; el tetraóxido de rutenio, RuO 4, es muy oxidante, más que el análogo de osmio, y se descompone violentamente a temperaturas altas.
Aplicaciones El metal puro es más resistente que el platino al ataque de los ácidos, incluso al agua regia. Se usa en aleaciones con el platino y el paladio para darles mayor dureza. Estas aleaciones se emplean en la fabricación de contactos eléctricos de resistencia elevada, en odontología, plumillas para escribir, joyas, ejes y pivotes antimagnéticos para relojes e instrumentos de precisión. Por adición de un 0,1 % de rutenio se aumenta cientos de veces la resistencia del titanio a la corrosión. El dióxido de rutenio junto con el sulfuro de cadmio se emplean para descomponer sulfuro de hidrógeno. Esto se utiliza para eliminar este producto contaminante y tóxico en el refinado del petróleo y en otros procesos químicos. La aleación rutenio-molibdeno es superconductora a temperaturas del orden de -263ºC.
Aplicaciones El Rutenio, en concreto el Cloruro de Rutenio, juega un papel muy importante en la electrolisis industrial. Es un excelente catalizador para diversas reacciones; Se emplea como catalizador heterogéneo en la hidrogenación de sustancias aromáticas. Como catalizador homogéneo, facilita la transformación de alquenos en cetonas y en la industria farmacéutica se emplea en la hidrogenación asimétrica de los grupos C=O (carbonilo). Otra de las aplicaciones del Rutenio es utilizarlo como colorante de resistencias electrónicas, industria azulejera, etc. y además se emplea en la producción de discos duros de alta capacidad.
Aplicaciones El Rutenio pertenece a la lista del top 10 de metales preciosos, se encuentra en toda las zonas de Rusia y el continente americano, incluyendo áreas de Canadá. En 2009, el precio promedio de rutenio fue de 13,548 dólares por kilogramo. Rutenio, la Perla Negra.
De los metales preciosos más raros que se producen, el rutenio tiene un aspecto único y una mirada inconfundible. Tan elegante como el oro, tan intrigante como el platino y único por su brillo gris ahumado. Gracias a su complejo juego de luz y su tono característico la joyeria y artículos chapados en Rutenio, tienen un carácter visual único.
Aplicaciones
Aplicaciones Lucha contra el Cáncer
La baja toxicidad de los fármacos de rutenio se creen que es debido a la capacidad de rutenio para imitar al hierro en la unión con las biomoléculas, incluyendo transferrina en suero y albúmina. Estas dos proteínas son utilizadas por los mamíferos para solubilizar y transportar hierro, reduciendo así su toxicidad. Dado que las células que se dividen rápidamente, por ejemplo las células infectadas por microbios o células cancerosas, tienen una mayor necesidad de hierro, por lo que aumentan el número de receptores de transferrina en su superficie celular, lo que provoca la recepción del rutenio como transferrina. In vivo, el incremento exacto en compuestos de rutenio radiomarcados en las células cancerosas, en comparación con las células sanas, se ha demostrado que varían desde 2 hasta 12 veces, dependiendo del tipo de célula. Debido a que el fármaco está dirigido en mayor parte a las células cancerosas, su toxicidad se reduce ya que se une en menor medida a las células sanas.
Aplicaciones
Schematic representation of the selective uptake of transferrin by cancer cells. Ruthenium can mimic iron in binding to transferrin. Metal-loaded transferrin is delivered to cells according to the number of transferrin receptors on their surfaces. As most cancer cells have a higher number of transferrin receptors (left), compared to healthy cells (right), ruthenium is targeted to cancer cells
Aplicaciones
Antimicrobiano
Los compuestos del Rutenio tienen gran actividad contra enfermedades parasitarias, incluyendo la Malaria y la Enfermedad de Chaga. La capacitad de respuesta antimicrobial de los medicamentos orgánicos ha sido mejorada mediante la unión central de la molécula orgánica del rutenio. Esta mejoría se debe en parte, al compuesto del rutenio, el cual supera la resistencia que tiene el parásito contra los compuestos orgánicos.
Aplicaciones
Aplicaciones
Aplicaciones Síntesis de Nanoparticulas de Rutenio en Fibras de Nitrato de Celulosa
Las nanoparticulas de rutenio fueron preparadas en delgadas fibras de nitrocelulosa por una vía directa en un método impregnación-reducción de iones metálicos en condiciones normales Un TEM y HRTEM demostraron que las partículas de rutenio se dispersaban homogéneamente en las fibras. Se usan las fibras como nanoreactores ,siendo este un método mas sencillo y amigable al ambiente Víctor Sánchez Mendieta, Raúl Alberto Morales Luckie, Pablo García Tobon, Rafael López Castañares, Lázaro Huertas, Jesús A. Arenas Alatorre Facultad de Química, UAEM Instituto de Investigaciones Materiales, UNAM Instituto de Física, UNAM 17 de Novimenbre del 2007
Efectos Sobre la Salud Todos los compuestos del rutenio deben ser considerados como altamente tóxicos y como carcinógenos. Los compuestos del rutenio manchan mucho la piel. El óxido de rutenio, RuO4, es altamente tóxico y volátil, y debe ser evitado. El rutenio 106 es uno de los radionucleidos implicados en las pruebas atmosféricas de armas nucleares, que empezó en 1945, con una prueba estadounidense, y terminó en 1980 con una prueba china. Está entre los radionucleidos de larga vida que han producido riesgo de cáncer No se han documentado efectos negativos del rutenio sobre el medio ambiente
Bibliografía M. J. Clarke, F. Zhu and D. R. Frasca, ‘Non-platinum chemotherapeutic metallopharmaceuticals’, Chem. Rev., 1999, 99, 2511–2534 Z. Guo and P. J. Sadler, ‘Medicinal inorganic chemistry’, Adv. Inorg. Chem., 1999, 49, 183–306 G. Sava, E. Alessio, A. Bergamo and G. Mestroni, ‘Sulfoxide ruthenium complexes: non-toxic tools for the selective treatment of solid tumor metastases’, in “Metallopharmaceuticals I, DNA Interactions”, eds. M. J. Clarke and P. J. Sadler, Springer-Verlag, Berlin, 1999, pp. 143–169 http://sation.in/?page_id=1203 http://elementos.org.es/rutenio http://schaller-electronic.com/hp302499/Ruthenium.htm http://dgb.unam.mx/
