Соединения рутения Ru(NO) — нитрат рутения(III): свойства и применение
Нитрат рутения(III) Ru(NO) — неорганическое соединение, в котором рутений находится в степени окисления +3, а нитрат-ионы выступают в роли лигандов и противоионов. В промышленной практике под «соединениями рутения Ru(NO)» понимают как безводную соль, так и её гидратированные и нитрозильные формы, получаемые растворением гидроксида рутения(III) в азотной кислоте. Вещество относится к платиновой группе металлов и применяется преимущественно в виде растворов для нанесения рутенийсодержащих покрытий и катализаторов.
Физико-химические характеристики
Нитрат рутения(III) гигроскопичен, хорошо растворим в воде и полярных растворителях, при нагреве выше 150 C разлагается с выделением оксидов азота и образованием RuO. Водные растворы имеют кислую реакцию и склонны к гидролизу с образованием аква- и гидроксокомплексов. Соединение чувствительно к восстановителям и свету, поэтому хранится в герметичной таре из тёмного стекла или полиэтилена.
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Ru | 36–38 % | безводная соль | гравиметрия | по массе металла |
| Растворимость в воде | высокая | 20 C | титрование | образует истинные растворы |
| Температура разложения | 150–200 C | на воздухе | ТГА/ДСК | до RuO |
| pH раствора | 1,5–2,5 | 1 % раствор | pH-метрия | кислая среда |
| Степень окисления Ru | +3 | исходное состояние | спектроскопия | восстанавливается до Ru |
Технологические области применения
Растворы Ru(NO) используются как прекурсор в процессах химического осаждения из газовой фазы (CVD) и жидкофазного нанесения для формирования рутениевых резистивных и барьерных слоёв в микроэлектронике. В каталитической промышленности соединение служит источником активной фазы Ru на носителях AlO, SiO и активированном угле для реакций гидрирования, селективного окисления и разложения аммиака.
- Микроэлектроника — формирование барьерных слоёв Ru под медную металлизацию в установках CVD и ALD.
- Нефтехимия — приготовление Ru-катализаторов гидрирования ароматических фракций в реакторах с неподвижным слоем.
- Электрохимия — модификация оксидно-рутениевых анодов (ОРТА) для хлорных электролизёров.
- Стекольная промышленность — нанесение токопроводящих и декоративных рутенийсодержащих плёнок.
Условия обращения и совместимость
Нитрат рутения(III) несовместим с сильными восстановителями, горючими органическими материалами и порошками металлов. При работе с ним применяют вытяжные шкафы, средства индивидуальной защиты органов дыхания и кислотостойкие перчатки. Хранение осуществляется при температуре не выше 25 C вдали от источников тепла и прямого солнечного света. Транспортировка — в герметичной таре с маркировкой, соответствующей классу опасности окислителей и токсичных соединений.
Вопросы и ответы
В какой степени окисления рутений в Ru(NO)?
В нитрате рутения(III) металл находится в степени окисления +3, что подтверждается стехиометрией соли и спектральными методами анализа.
При какой температуре разлагается нитрат рутения?
Термическое разложение начинается в интервале 150–200 C с выделением оксидов азота и образованием диоксида рутения RuO.
Можно ли использовать Ru(NO) для нанесения катализаторов?
Да, раствор нитрата рутения применяется как прекурсор для пропитки носителей AlO, SiO и угля с последующим восстановлением до металлического рутения.
Как хранить соединения рутения Ru(NO)?
В герметичной таре из тёмного стекла или полиэтилена при температуре не выше 25 C, вдали от восстановителей, горючих материалов и источников света.
