44. Ruthenium (Ru) - Der Platin-Verwandte
Shownotes
In dieser Folge widmen wir uns dem jüngsten Mitglied der Platinmetalle. Ruthenium ist eines der seltensten Elemente der Erdkruste und spielt heute eine Schlüsselrolle in der Halbleiterindustrie, in der grünen Chemie und in der Krebsforschung. Mit der Ordnungszahl 44 trägt es seinen Namen zu Ehren des historischen Russlands.
Themen dieser Folge:
- Physikalische und chemische Eigenschaften: Schmelzpunkt 2.334 °C, Dichte 12,45 g/cm³, Mohs-Härte 6,5, Oxidationsstufen von minus zwei bis plus acht
- Magnetische Besonderheiten: Diskussion um Ruthenium als möglicherweise viertes ferromagnetisches Element bei Raumtemperatur
- Rutheniumtetroxid (RuO4) als hochreaktive Verbindung in der Oxidationschemie
- Entdeckungsgeschichte: Vorarbeiten von Jędrzej Śniadecki (1808) und Gottfried Wilhelm Osann (1827), endgültige Entdeckung 1844 durch Karl Ernst Claus in Kasan
- Vorkommen: Bushveld-Komplex in Südafrika, Norilsk in Russland, Sudbury in Kanada
- Ruthenium-106-Vorfall im Herbst 2017 über Europa
- Anwendung als magnetischer Spacer in Festplatten (Antiferromagnetic Coupling)
- Potentieller Ersatz für Kupfer in feinsten Halbleiterstrukturen unterhalb von 5 Nanometern
- Härtebestandteil in Platin-Ruthenium-Legierungen für Schmuck und in Iridium-Spitzen von Füllfederhaltern
- Grubbs-Katalysatoren und Olefin-Metathese (Nobelpreis 2005)
- Ruthenium-Farbstoffe in Grätzel-Solarzellen (N3, N719)
- Wasserstoffwirtschaft, Brennstoffzellen und KBR Advanced Ammonia Process
- Krebstherapie: KP1019, NAMI-A, TLD1433
- Brachytherapie von Aderhautmelanomen mit Ruthenium-106
Wissenschaftliche Quellen und weiterführende Literatur:
- Greenwood, N. N. & Earnshaw, A. (2012): Chemistry of the Elements, 2. Auflage, Butterworth-Heinemann
- Holleman, A. F., Wiberg, E. & Wiberg, N. (2007): Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter
- Grubbs, R. H. (2006): "Olefin-Metathesis Catalysts for the Preparation of Molecules and Materials" (Nobel Lecture), Angewandte Chemie International Edition
- Pyykkö, P. & Atsumi, M. (2009): "Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1–118", Chemistry – A European Journal
- Quina, S. et al. (2018): "Realization of room-temperature ferromagnetism in 4d Ru metal", Physical Review B
- Masson, O. et al. (2019): "Airborne concentrations and chemical considerations of radioactive ruthenium from an undeclared major nuclear release in 2017", PNAS
- Alessio, E. & Messori, L. (2019): "NAMI-A and KP1019/1339, Two Iconic Ruthenium Anticancer Drug Candidates", Molecules
- O'Regan, B. & Grätzel, M. (1991): "A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films", Nature
- Johnson Matthey (2024): PGM Market Report
- U.S. Geological Survey (2024): Mineral Commodity Summaries: Platinum-Group Metals
Weitere Schlafreise Reihen:
Schlafreise durch vergessene Welten
Schlafreise durch das Universum
Englische Reihen:
Sleep Journey through Lost Worlds
Weitere Wissenreise Reihen:
Wissensreise durch das Periodensystem der Elemente
Wissensreise durch die Psychologie
Wissensreise durch die Länder der Erde
Wissensreise durch die Urzeit
Wissensreise durch die Geschichte
Hinweis: Die Vertonung ist KI unterstützt. Die neuen Folgen von Schlafreise durch das Universum sind komplett ohne produziert.