El renio es el segundo elemento pasado con un isótopo estable jamás descubierto en la Tierra. Los científicos descubrieron el renio en 1908. Este compuesto químico lleva el nombre del río Rin en Europa. El renio es un metal pesado que pertenece a la tercera fila de metal de transición en el grupo 7 en la tabla periódica. El símbolo para su elemento químico es Re. Con una concentración estándar de 1ppb (parte por mil millones) este elemento es uno de los metales poco comunes en la corteza con el punto de ebullición 2nd más alto y el punto de fusión más alto 3rd de todos los elementos. El metal se asemeja químicamente a tecnecio y manganeso, y es un subproducto del refinamiento y la extracción de minerales de cobre y molibdeno.
Características del renio
El renio es de color blanco plateado y tiene el tercer punto de fusión más alto después del carbono y el tungsteno. Re es el cuarto elemento más denso de la tierra después de Osmium, Iridium y platino. El renio viene con una estructura cristalina hexagonal estrechamente empaquetada más un parámetro reticular de c = 445.6pm y a = 276.1pm. Comercialmente, el renio existe en forma de polvo, pero puede consolidarse sinterizando y presionándolo en una atmósfera de hidrógeno o vacío. El proceso de consolidación produce un sólido pequeño cuya densidad es superior al 90% del metal. Cuando se calienta, este elemento tiende a ser flexible y fácil de enrollar, enrollar e incluso doblar. Las aleaciones de tungsteno-renio y renio-molibdeno son excelentes conductores. A temperatura ambiente, a presión atmosférica y a granel, este elemento puede resistir aqua regia, ácido nítrico diluido, ácido sulfúrico, álcalis y ácido clorhídrico.
¿Cuántos isótopos estables tiene el renio?
El renio tiene un solo isótopo estable (renio-185) que es uno de los elementos más raros que se encuentran solo en dos elementos de teluro e indio. Renio encontrado naturalmente-187 es solo 62.6% y renio-185 es 37.4% que son muy inestables con una semivida muy larga (1010 años) que se ve afectado por el estado de carga atómica. Renio-186 isótopo tiene la vida media más larga de 200,000 años. El renio tiene más de 25 isótopos radiactivos reconocidos.
¿Dónde se extrae el renio?
Con una concentración promedio de 1ppb (otras fuentes que citan 0.5ppb), el renio es el 77 elemento más raro en la corteza terrestre. Este metal no se encuentra libremente en la naturaleza; ocurre en cantidades de 0.2% en molibdenita. Chile tenía las reservas de renio más importantes en sus minas de cobre y fue el principal productor de 2005. El primer mineral de sulfuro de renio conocido se formó en el volcán Kudriavy en la isla de Iturp Rusia en 1994. El volcán Kudriavy produce alrededor de 60kg de renio anualmente en forma de disulfuro de renio que se condensa a partir de fumarolas.
¿Cómo se extrae el renio de la molibdenita?
El renio comercial se extrae del gas de molibdeno (gas tostador) presente en el sulfuro de cobre, y varios minerales de molibdenita tienen un máximo de 0.2% de renio. El ácido perrénico y el óxido de renio VII se disuelven en agua, y por lo tanto se filtran de los gases de combustión con polvo y luego precipitan cloruro de amonio o potasio como sales de perrenato que se purifican por recristalización. La producción anual global total de este elemento se encuentra entre 40-60tons / año, siendo los principales productores Polonia, Perú, los Estados Unidos y Chile. Acerca de 10 toneladas de renio se recuperan anualmente de la recuperación del catalizador Pt-Re con varias aleaciones excepcionales. La estructura metálica del renio se crea simplemente volteando el perrenato de amonio a través de gas de hidrógeno a temperaturas extremadamente altas. El precio de este metal subió de entre $ 1000 y $ 2000 por kilogramo en 2003-2006 a $ 10,000 por kilogramo y más en 2008, lo que lo convierte en uno de los metales más caros del mundo.
Aplicaciones significativas de renio
Los altos costos y la escasez del elemento Rhenium limitan sus aplicaciones; sin embargo, debido a sus componentes de alto punto de fusión y resistencia a altas temperaturas, el renio es indispensable en la producción de los termopares para medir altas temperaturas en la atmósfera no oxidada. Aproximadamente 70% de la producción global de renio se usa para producir partes del motor a reacción. Los catalizadores de platino-renio ayudan en la producción de gasolina de alto octanaje que no contiene plomo.
aleaciones
La adición de este elemento en las superaleaciones a base de níquel ha ayudado a mejorar su resistencia. Las súper aleaciones tienen 3-6% de renio. Las superaleaciones de tercera generación con 6% renio se utilizan en la construcción de piezas de motor F-35 y F-22, mientras que las piezas de motor F-16 y F-15 tienen superaleaciones de segunda generación con 3% renio. Los fabricantes agregan renio a otras superaleaciones como CMSX-10 y CMSX-4 que utilizan en la fabricación de varios motores industriales de turbina de gas como GE 7FA. El renio puede hacer que las súper aleaciones sean microestructurales inestables, formando así unas fases indeseablemente topológicamente compactas (TCP). Para una estabilidad mejorada, el rutenio se agrega a las superaleaciones de generación 4th y 5th.
La adición de renio en tungsteno ayuda a mejorar sus propiedades; lo que hace que las aleaciones de tungsteno-renio sean dúctiles y fáciles de trabajar a bajas temperaturas. La estabilidad del tungsteno a altas temperaturas crece con la adición de renio. El equilibrio de estas aleaciones de tungsteno-renio mejora con un aumento en las concentraciones de renio, y esta es la razón por la aleación de tungsteno-renio tiene 27% renio, que es su límite de solubilidad. La adición de renio a tungsteno hace posible que los composites cumplan funciones específicas como ductilidad mejorada, resistividad más alta y resistencia superior a la vibración. Numerosas fuentes de rayos X usan aleaciones de tungsteno-renio. El punto de fusión más alto de estos metales estabiliza sus átomos contra el impacto prolongado de los electrones.
catalizadores
El proceso de reformado catalítico (el proceso de transformación de la nafta de petróleo de bajo octanaje en productos de alto octanaje) utiliza aleaciones de renio-platino como catalizador. Globalmente, el 30% de los catalizadores utilizados en el proceso de reformado catalítico tiene renio. La metátesis de olefinas (un proceso orgánico que implica una redistribución de olefinas por regeneración y escisión del doble enlace carbono-carbono) utiliza catalizadores a base de renio. Numerosos procesos de hidrogenación utilizan catalizadores de renio porque son resistentes a todas las formas de intoxicación química por fósforo, azufre y nitrógeno.
Otras aplicaciones
Re-188 y Re-186 Los isótopos son los isótopos de renio radiactivos utilizados en el tratamiento del cáncer de hígado. Aunque estos isótopos tienen una profundidad de penetración de tejido similar (Re-188 para 10mm y Re-186 para 5mm), Re-186 tiene una vida más larga. Listeria monocytogenes ayuda a liberar a Re-188 en el cuerpo durante el tratamiento experimental del cáncer de páncreas. El renio funciona perfectamente como un reemplazo del tecnecio, en el proceso de radiofarmacia, porque tiene una vida media más larga.
