Renio

Il renio è un metallo di transizione del blocco d appartenente al Gruppo 7 e al 6° Periodo avente configurazione elettronica [Xe] 4f14 5d5 6s2.

Il renio, che deve il suo nome al fiume Reno, fu scoperto nel 1925 dai chimici tedeschi Ida Tacke-Noddack (finalmente una donna chimico), Walter Noddack e Otto Carl Berg.

Essi scoprirono il nuovo elemento da analisi spettroscopiche di minerali contenenti platino, dalla columbite, dalla gadolinite e dalla molibdenite in cui il renio è presente solo in tracce.

Nel 1928 gli scopritori del renio che è uno degli elementi più rari della crosta terrestre riuscirono a ottenere 1 grammo del metallo da 660 kg di molibdenite.

Attualmente il renio, la cui esistenza era stata prevista da Dmitri Mendeleev, viene ottenuto come sottoprodotto della raffinazione di minerali contenenti molibdeno e rame.

I fumi derivanti dall’arrostimento dei minerali contenenti eptossido di renio Re2O7 vengono lavati con ottenimento di una soluzione di acido perrenico la cui formula minima è HReO4.

La formula molecolare dell’acido perrenico è infatti Re2O7 (H2O)2 che rappresenta un raro esempio di ossido stabile coordinato con acqua.
Aggiungendo ammoniaca alla soluzione di acido perrenico si forma il perrenato di ammonio che, per riduzione a caldo in corrente di idrogeno gassoso dà il renio secondo la reazione:

2 NH4ReO4 + 7 H2 → 2 Re + 2 NH3 + 8 H2O

Il renio, che è l’ultimo elemento stabile scoperto è un metallo bianco-argentato con elevato punto di fusione e di ebollizione i cui numeri di ossidazione vanno da – 3 a +7 ad eccezione di – 2 sebbene i numeri di ossidazione più diffusi sono +7, +6, +4 e +2.

Il renio forma con gli alogeni i relativi sali: con il cloro forma quattro cloruri dove presenta numero di ossidazione +3, +4, +5 e +6, con il fluoro forma quattro fluoruri dove presenta numero di ossidazione +4, +5, +6 e +7, con il bromo forma tre bromuri dove presenta numero di ossidazione +3, +4 e +5 mentre con lo iodio forma due ioduro in cui presenta numero di ossidazione +3 e +4.

Il renio forma con l’ossigeno quattro ossidi: ReO2 in cui presenta numero di ossidazione +4, ReO3 in cui presenta numero di ossidazione +6, Re2O3 in cui presenta numero di ossidazione +3 e Re2O7 in cui presenta numero di ossidazione +7.

L’ossido di renio (VI) è un metallo di colore rosso simile al rame che può essere ottenuto dalla riduzione dell’ossido di renio (VII) con monossido di carbonio secondo la reazione:

Re2O7  + CO → 2 ReO3 + CO2

Sotto vuoto e alla temperatura di 400°C l’ossido di renio (VI) dà luogo a una reazione di disproporzione trasformandosi in ossido di renio (VII) e ossido di renio (IV):

3 ReO3 → Re2O7 + ReO2

L’ossido di renio (VI) viene utilizzato come catalizzatore nella riduzione delle ammidi.

L’ossido di renio (VII) si forma quando il renio o i suoi ossidi o solfuri sono ossidati, in presenza di aria ad elevate temperature e viene utilizzato quale catalizzatore nella riduzione dei gruppi carbonilici.

A partire dall’ossido di renio (VII) si può ottenere un renio carbonile ed in particolare il direnio decacarbonile Re2(CO)10 secondo la reazione:

Re2O7 + 17 CO → Re2(CO)10 + 7 CO2

Tale composto viene utilizzato quale catalizzatore in numerose reazioni tra cui quelle di idrogenazione, metatesi e reforming.

Il renio non reagisce con l’acqua nelle condizioni normali ma a caldo reagisce con l’ossigeno per dare Re2O7:

4 Re + 7 O2 → 2 Re2O7 

Il renio non reagisce con acido cloridrico ma reagisce con l’acido nitrico grazie alla sua azione ossidante trasformandosi in acido perrenico secondo la reazione:

3 Re + 7 HNO3 → 3 HReO4 + 7 NO + 2 H2O

Il renio viene usato  per ottenere leghe platino-renio  utilizzate come catalizzatori per la produzione di benzina senza piombo ad elevato numero di ottani e nella produzione di leghe resistenti ad elevate temperature.

Composti del renio, dotati di elevata resistenza, vengono usati in reazioni catalitiche in cui si verifica con facilità l’avvelenamento del catalizzatore.

Leghe costituite da renio e tungsteno sono utilizzate in termocoppie in grado di misurare fino a 2200 °C.

Stante la sua elevata temperatura di fusione che supera i 3000 °C il renio viene utilizzato come materiale adatto per i filamenti dello spettrometro di massa 

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Author: Chimicamo

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