Rhenium er det 75. grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 75, atommasse 186,2 og atomsymbol Re.
Av .
Lisens: CC BY SA 4.0
Metallisk rhenium.

Rhenium er et grunnstoff som i ren form er et sølvhvitt metall. I glødet tilstand er det lett å forme og kan valses og trekkes til tråder. Det har høyt smeltepunkt og høy tetthet, og kan derfor brukes i glødetråder i lyspærer og i elektronikk. Rhenium tilhører gruppe 7 i periodesystemet.

Faktaboks

Uttale

renium

Etymologi
av det latinske navnet på elven Rhinen
Engelsk navn
rhenium
Smeltepunkt
3180 °C
Kokepunkt
5600°C
Massetetthet
21,02 g/cm³
Oksidasjontall
-I, 0, I, II, III, IV, V, VI, VII
Elektronkonfigurasjon
[Xe]4f¹⁴5d⁵6s²

Rhenium er et sjeldent grunnstoff. Det forekommer ikke rent i naturen, men finnes i noen mineraler. Det derfor blant de dyreste kommersielle metallene. Rhenium produseres oftest som et grått pulver.

Rhenium er svært stabilt i tørr luft ved vanlige temperaturer, og vil først korrodere i betydelig grad av oksygen ved temperaturer over 1000 °C. Det lar seg løse i salpetersyre, men overraskende nok ikke i kongevann, som er en blanding av salpetersyre og saltsyre. Metallet er superledende ved temperaturer under 2,4 K (kelvin).

Bruk

Rhenium blir brukt sammen med wolfram og molybden i glødetråder.

Av .
Lisens: CC BY 3.0

Rheniummetall er kostbart og brukes bare til formål hvor de spesielle egenskapene (blant annet høyt smeltepunkt, styrke ved høye temperaturer og katalytiske egenskaper) er av stor betydning. Rhenium brukes i kombinasjon med wolfram, molybden, iridium eller platina i termoelementer for svært høye temperaturer. Det blir videre brukt som legeringsgrunnstoff i wolfram og molybden i glødetråder, elektriske kontakter og spesielle elektroniske komponenter.

Katalysator

Legeringer av rhenium og platina blir mye brukt som katalysator i oljeraffineringsindustrien, spesielt i hydrogeneringsprosesser, og er i dag en viktig katalysator for å lage blyfri høy-oktan bensin. Rheniumforbindelser gir meget gode katalysatorer fordi de ikke lar seg deaktivere av svovel eller fosfor slik de fleste andre lignende katalysatorer vil.

Konstruksjonsmaterialer og plettering

Rhenium inngår også i konstruksjonsmaterialer for bruk ved høye temperaturer, for eksempel i deler i jetmotorer. Rhenium har tidligere vært brukt til plettering av smykkemetaller hvor det gir en blank, hard overflate. Dette har vist seg å ikke være gunstig da metallet sakte blir oksidert og trenger ytterligere beskyttelse av et lag av iridium.

Geologisk datering

Den radioaktive isotopen 187Re har en halveringstid på 50 milliarder år, og kan derfor brukes til geologisk datering.

Forekomst

Mineralet molybdenitt kan inneholde små konsentrasjoner av rhenium.

Rhenium er et sjeldent grunnstoff. Jordskorpen inneholder anslagsvis 0,7 ppb (7·10⁻⁸ vektprosent) rhenium.

Rent rhenium finnes ikke fritt i naturen, men det forekommer stort sett som sporelement i andre mineraler. Rhenium opptrer i små konsentrasjoner i pegmatitter og pneumatolytiske bergarter sammen med mineraler som molybdenitt og kobbersulfid. Disse kan inneholde 0,3 prosent rhenium. Dessuten finnes små mengder rhenium i mineraler som gadolinitt, columbitt og tantalitt, og i enkelte forekomster av platina og kobberskifer.

Først i 1994 fant russiske mineraloger et rent mineral av rhenium på vulkanen Kudriavy på den russiske øya Iturup. Mineralet viste seg å være nesten rent rheniumsulfid, ReS2, og så ut som grafitt, men hadde en tetthet på 7,5 gram per kubikkcentimeter, noe som er uvanlig høyt for et mineral. Det ble funnet sporelementer av rhenium i avgassene til vulkanen, men disse var alt for lave til å kunne forklare en vekstrate for rheniumsulfidet på flere gram per dag, så dannelsesprosessen er fremdeles ukjent.

Siden forekomsten av rhenium er såpass liten, er metallet relativt dyrt med en råvarepris som etter år 2000 har svingt mellom 6 og 80 kroner per gram, hvilket plasserer det blant de ti dyreste kommersielle metallene.

I kroppen

Mengden rhenium i kroppen er ukjent, men antas å være svært liten. Det er derfor ikke vist at rhenium er viktig for biologiske prosesser i kroppen. Lite er også kjent om giftigheten til rhenium, men den antas å være ubetydelig da det ikke er rapportert noen tilfeller om forgiftning på grunn av dette grunnstoffet.

Historie

De tyske kjemikerne Walter og Ida Noddack oppdaget rhenium i 1925 sammen med den tyske kjemikeren Otto Berg.
Ida og Walter Noddack
Av /KU Leuven Universiteitsarchief.

Rhenium ble oppdaget i 1925 av de tyske kjemikerne Walter og Ida Noddack og Otto Berg ved røntgenspektralanalyser av preparater fremstilt ved opparbeidelse av mineralene columbitt og tantalitt. Tre år senere lyktes det Walter og Ida Noddack å fremstille ett gram rent rhenium fra 660 kilo molybdenitt fra Norge. Rhenium var det siste stabile, ikke-radioaktive og naturlig eksisterende grunnstoffet som ble oppdaget og plassert i periodesystemet.

Rhenium har fått sitt navn etter Rhenus, som er det latinske navnet for elven Rhinen.

Fremstilling

Sintret blokk av rhenium, 11 gram.

Rhenium fremstilles fra konsentrater av molybdenitt som ved røsting avgir flygestøv og gasser som inneholder rhenium(VII)oksid, Re2O7. Ved å behandle flygestøvet og gassen med vann får man en sur løsning av perrheniumsyre, HReO4. Ved tilsetning av kaliumklorid eller ammoniakk får man henholdsvis kaliumperrhenat, KReO4, og ammoniumperrhenat, NH4ReO4.

Pulver av rheniummetall fås ved reduksjon av perrhenatene med hydrogen ved høy temperatur. Dette omdannes til kompakt metall med sintring ved høye temperaturer.

Rhenium kan også fremstilles ved spalting av rheniumhalogenider eller elektrolyse.

Produksjon

Samlet produksjon av rhenium i verden var 56 tonn i 2023. Chile er det største produsentlandet med en andel av verdensproduksjonen på over 50 prosent. Reservene av rhenium er foreløpig mangelfullt kartlagt, men blir løpende vurdert og er per 2023 estimert til rundt 83 000 tonn. I tillegg kommer cirka 10 tonn rhenium per år fra gjenvinningsprosesser.

Tabellen nedenfor viser de viktigste produsentlandene med identifiserte reserver der slike tall foreligger. Verdiene er oppgitt i tonn rhenium per 2023.

Land Produksjon (tonn) Reserver (tonn)
Chile 30 1300
USA 9,1 400
Polen 6,3
Usbekistan 4,9
Sør-Korea 2,8
Kina 2,5 19,2
Kasakhstan 0,5 190
Russland 310
Verden 56 83 000 ?

Kilde: United States Geological Survey

Kjemiske egenskaper

Rheniummetall.
images-of-elements.com.
Lisens: CC BY 3.0

Rhenium er svært stabilt i tørr luft ved vanlige temperaturer, og vil først korrodere i betydelig grad av oksygen ved temperaturer over 1000 °C. I fuktig luft korroderer finfordelt rhenium gradvis til perrheniumsyre, HReO4, allerede ved romtemperatur.

Rhenium påvirkes i liten grad av normale syrer som saltsyre, flussyre og kald svovelsyre, men oksiderende syrer som salpetersyre og varm svovelsyre oksiderer metallet raskt til perrheniumsyre.

Rhenium(VII)oksid, Re2O7, er relativt flyktig og sublimerer over 250–300 °C.

I kjemiske forbindelser opptrer rhenium med oksidasjonstallene +IV og +VII som de mest stabile. Rhenium har det videste spennet av oksidasjonstall for innskuddsgrunnstoffene, fra –III til +VII.

Rhenium er superledende ved temperaturer under 2,4 K (kelvin).

Isotoper

Naturlig rhenium består av to isotoper: den stabile isotopen 185Re (37,40 atomprosent) og den radioaktive isotopen 187Re (62,60 atomprosent).

187Re har halveringstid 50 milliarder år og har derfor eksistert siden Jordens dannelse. Den henfaller til osmiumisotopen 187Os ved betastråling og kan brukes til geologisk datering.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg