Ruutili: autojen kallein metalli

Dmitri Mendelejevin periodisessa järjestelmässä on elementti, joka on sekä jalokivi että kriittinen teollisuusmateriaali. Sen numero on 45, ja nimi on ruutili. Se on moninkertaisesti kalliimpaa kuin kulta ja platina, erittäin harvinaista ja omaa ainutlaatuista katalyyttistä ominaisuutta, joka auttaa puhdistamaan ilman kaupungeissa. Tänään ruutili on yksi maailman kysyttyimmistä metalleista, ja sen merkitys jatkuu kasvamaan.

Miksi elementti sai nimen "ruutili"?

Ruutilin nimi tulee kreikkalaisesta sanasta ῥόδον (rhodon), joka tarkoittaa "ruusu". Nimen elementti sai sen ominaisuudestaan, että yksi sen ensimmäisistä kemiallisista yhdisteistä, ruutilihloridi, oli vaaleanpunainen. Avainhenkilö, englantilainen kemisti William Wollaston, oli hämmästynyt tämän sävyn kauneudesta ja päätti juhlia metallin kauniin yhteyden kukkaan nimestä.

Miksi ruutili on järjestysnumero 45?

Järjestysnumero 45 tarkoittaa, että ruutilin atomin ytimessä on 45 protonia. Se sijaitsee periodisessa järjestelmässä yhdeksännellä ryhmällä (nykyisessä luokituksessa 9) tai VIIIB-ryhmässä vanhassa luokituksessa, viidennellä periodilla. Ruutili kuuluu "ruutili-palladium-hopea" -triadiin ja kuuluu niin sanottuun kevyisiin platinaometalleihin.

Avauksen historia: toinen metalli platina-riisusta

Ruutilin avauksen historia muistuttaa 1800-luvun XIX vuosisadan dekkaria. Vuonna 1803 englantilainen lääkäri ja kemiakoulutettu itseoppinut William Wollaston, joka oli jo tunnettu palladiumin löytämisestä, jatkoi raakaplatinan tutkimista, jonka tuivat Etelä-Amerikasta. Hän huomasi, että palatalion jälkeen ratkaisussa jäi taustaväriinen aine, jolla oli ihmeellisiä ominaisuuksia.

Wollaston erotti uuden aineen monimutkaisten kemiallisten reaktioiden avulla (valkoinen viina, kiteytys) ja palautti sen takaisin, saaden rodiummetallipulveria. Vuonna 1804 hän virallisesti ilmoitti uuden metallin löytämisestä puheessaan Kuningaskunnan akatemialle. Aluksi Wollaston sai vain muutaman gramman rodiumia, ja hän jäi pitkään ainoaksi tuottajaksi.

Ruutilin ainutlaatuisuus: kiilto ja kestävyys

Ulkoasu. Ruutili on hopeanvärisen valkoinen kiiltävä metalli, jolla on voimakas sinertävä sävy. Se omaa korkean heijastavuuden.

Kemiallinen inerttius. Se on yksi korroosiokestoisimmista metalleista. Se ei oksidoidu ilmassa edes lämpennessään 600°C eikä liuokseen, mukaan lukien valkoinen viina. Ruutili on tiukka (kiehumispiste 1963°C) ja omaa korkeaa mekaanista lujuutta.

Katalyyttinen. Ruutilin pääasiallinen käyttö perustuu sen ainutlaatuiseen kykyyn kiihdyttää kemiallisia reaktioita. Se on erityisen tehokas oksididioksidien (NOx) neutraloimisessa, mikä tekee siitä välttämättömän autojen katalysaattoreissa.

Missä ruutili löytyy

Ruutili on yksi maailman harvinaisimmista maankuorella olevista elementeistä. Sen sisältö maankuorella arvioidaan olevan 0,0000001%. Se ei esiinny itsenäisinä mineraaleina, vaan se louhitaan platina- ja nikkeliriisuna. Pääasialliset ruutilin louhokset ovat Etelä-Afrikan tasavallassa, Venäjällä (Kolyma-vuoristossa ja Norilskin alueella), Kanadassa ja Zimbabwessa. Keskimääräinen ruutilin hinta on 500-700 tuhatta dollaria kilogrammolta, mikä tekee siitä yhden maailman kalliimmista metalleista.

Ruutilin käyttö teollisuudessa

Autokatalysaattorit. Noin 80% louotetusta ruutilista käytetään tähän. Kolmikomponenttisia katalyyttisiä neutralisaattoreita ruutili toimittaa keskeisessä roolissa: se muuntaa myrkylliset oksididioksidit (NOx) turvalliseksi typpiksi ja hapoksi.

Kemiallinen teollisuus. Ruutili käytetään katalyyttinä metanolin karbonylaatioreaktiossa etikkahapon tuotannossa. Se soveltuu myös typpihapon tuotantoon ja orgaanisten yhdisteiden hydratisointiin.

Lasiteollisuus ja optiikka. Platina-ruutilisuladet käytetään korkealaatuisen optisen lasin valmistukseen käytettävien astioiden valmistukseen, koska ne ovat kestäviä sulatetulle lasille eivätkä värjää sitä. Ruutilipinnoite valaisimissa ja peilissä eroaa erinomaisesta kirkkaudesta ja kestävyydestä.

Juwelijateollisuus. Ruutili käytetään ruutiliointiprosessissa, jossa valkoplatinasta tai hopeasta valmistettuja koruja peitetään ohuella ruutilikerroksella. Tämä antaa koruille uskomattoman kiillon, suojaa niitä naarmuilta ja estää niiden peittymisen. Noin 5-10% ruutilista käytetään juveliikkeessä.

Elektroniikka. Ruutili käytetään sähköjohtojen ja liittimien päällystämiseen tarkkaan mittauslaitteistossa, koska se on korroosiokestävä ja ei muodosta oksidikerroksia. Päällysteen paksuus on yleensä 0,5–1 mikrometrin.

Ruutilin tulevaisuus: kasvava kysyntä ja vaihtoehtojen etsiminen

Ruutilin tulevaisuus on tiiviissä yhteydessä globaaleihin ympäristöstandardiin. Siirtymällä sähköautoihin ruutilin rooli katalysaattorina polttomoottoreissa voi vähentyä. Jotkut valmistajat etsivät tapoja korvata ruutili edullisemmilla metalleilla, kuten palladiumilla. Kuitenkin kasvavat ympäristövaatimukset kehittyvissä maissa tukevat kysyntää. Aktiivisesti kehittyy teknologioita ruutilin toistuvaa jalostusta käytettyjen katalysaattoreiden perusteella. Ruutili jatkuu olevan välttämätön lasiteollisuudessa ja kemiallisessa teollisuudessa.