Рутений (III) хлорид: реактив для синтеза и каталитических процессов
Рутений (III) хлорид неорганическое соединение рутения в степени окисления +3, выпускаемое в виде водного раствора с заданной концентрацией. Применяется в лабораторной практике и промышленных технологиях как исходное вещество для получения каталитических систем, металлорганических комплексов и покрытий. В зависимости от партии и условий хранения раствор может иметь окраску от тёмно-красной до коричневой, что обусловлено присутствием различных аква- и гидроксокомплексов рутения.
Химические свойства и формы выпуска
В водных растворах рутений (III) хлорид существует в виде смеси комплексных ионов [RuCl6]3, [RuCl5(H2O)]2 и [RuCl4(H2O)2], соотношение которых зависит от концентрации хлороводородной кислоты и температуры. Реактив проявляет свойства кислоты Льюиса, легко вступает в реакции лигандного обмена с фосфинами, аминами, ароматическими нитрилами и другими донорными лигандами. При нагревании в щелочной среде гидролизуется с образованием гидратированного диоксида рутения.
Стандартная концентрация товарного раствора от 50 до 100 г/л в пересчёте на металлический рутений. Для аналитических целей поставляются растворы с концентрацией от 5 до 20 г/л, стабилизированные соляной кислотой (pH от 0,5 до 1,5). Плотность раствора при 20C составляет от 1,05 до 1,15 г/см в зависимости от содержания рутения и кислотности.
Области применения
- Синтез катализаторов метатезиса олефинов (катализаторы Граббса первого и второго поколения) для тонкого органического синтеза.
- Получение рутениевых катализаторов гидрирования ароматических соединений, карбонильных групп и нитрилов в химической и фармацевтической промышленности.
- Электрохимическое осаждение рутениевых покрытий на титановые аноды для хлорной и хлоратной электролитической промышленности.
- Приготовление прекурсоров для золь-гель синтеза смешанных оксидов RuO2TiO2, используемых в электрокатализе.
- Аналитическая химия: гравиметрическое и спектрофотометрическое определение рутения, приготовление стандартных растворов для атомно-абсорбционной спектрометрии.
- Производство тонкоплёночных резистивных элементов в микроэлектронике методом термораспада раствора.
Технические характеристики типовых партий
| Параметр | Значение для марки ч | Значение для марки хч | Метод контроля | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Массовая концентрация Ru, г/л | от 50 до 100 | от 50 до 100 | Гравиметрия после восстановления | ТУ 2621-001- |
| Массовая доля примесей, %, не более | 0,05 | 0,02 | Атомно-эмиссионная спектрометрия | ТУ 2621-001- |
| pH раствора (при 20C) | от 0,5 до 1,5 | от 0,5 до 1,5 | Потенциометрия | ГОСТ 22567.5 |
| Плотность при 20C, г/см | от 1,05 до 1,15 | от 1,05 до 1,15 | Ареометрия | ГОСТ 18995.1 |
Условия хранения и меры предосторожности
Раствор рутений (III) хлорида хранят в плотно закрытых фторопластовых или полипропиленовых ёмкостях при температуре от +5 до +25C. Допускается непродолжительное хранение в тёмной стеклянной таре с притёртой пробкой. При длительном контакте с воздухом возможно частичное окисление до Ru(IV) и выпадение осадка гидроксида, поэтому ёмкости заполняют под завязку или создают инертную атмосферу аргона. Срок годности при соблюдении условий 12 месяцев с даты изготовления.
Соединение относится к веществам умеренной опасности (3-й класс по ГОСТ 12.1.007). При работе используют защитные очки, перчатки из бутилкаучука и вытяжную вентиляцию. При попадании на кожу обильное промывание водой с мылом. Отходы растворов рутения подлежат сбору и регенерации ввиду высокой стоимости металла.
Вопросы и ответы (FAQ)
Как проверить концентрацию рутения в растворе?
Наиболее точный метод гравиметрическое определение после восстановления рутения водородом или муравьиной кислотой до металла. Для оперативного контроля используют атомно-абсорбционную спектрометрию при длине волны 349,9 нм. Перед анализом пробу разбавляют 1 М соляной кислотой для устранения матричных эффектов.
Допустимо ли разбавлять раствор дистиллированной водой?
Разбавление водой допустимо, но при этом снижается кислотность среды, что может вызвать гидролиз и образование коллоидных частиц. Для сохранения стабильности рекомендуется разбавлять 0,10,5 М раствором соляной кислоты, поддерживая pH в диапазоне от 0,5 до 1,5.
Какие примеси нормируются в реактиве?
Основные нормируемые примеси: иридий, родий, палладий, платина, железо, медь, никель, натрий, калий. Суммарное содержание платиновых металлов не должно превышать 0,01% для марки хч. Контроль выполняют методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.
Как утилизировать отработанные растворы?
Растворы, содержащие рутений, не сливают в канализацию. Их собирают в отдельную тару и передают на регенерацию. Рутений осаждают в виде гидроксида действием щёлочи при pH от 8 до 9, затем фильтруют, промывают и восстанавливают водородом при температуре от 600 до 800C.
