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Óxido de rutenio (IV)

El óxido de rutenio (IV) es el compuesto inorgánico de fórmula Ru O 2 . Este sólido negro es el óxido de rutenio más común . Se utiliza ampliamente como electrocatalizador para producir cloro, óxidos de cloro y O 2 . [1] Como muchos dióxidos, el RuO 2 adopta la estructura de rutilo . [2] [3]

Preparación

Suele prepararse mediante oxidación del tricloruro de rutenio . Se pueden obtener monocristales casi estequiométricos de RuO 2 mediante transporte químico de vapor , utilizando O 2 como agente de transporte: [4] [5]

RuO 2 + O 2 ⇌ RuO 4

Las películas de RuO 2 se pueden preparar mediante deposición química de vapor (CVD) a partir de compuestos volátiles de rutenio. [6] RuO 2 también se puede preparar mediante galvanoplastia a partir de una solución de tricloruro de rutenio. [7]

Se han preparado hidrosoles estabilizados electrostáticamente de hidrato de dióxido de rutenio prístino aprovechando la reducción autocatalítica de tetróxido de rutenio en solución acuosa. Las poblaciones de partículas resultantes pueden controlarse para que comprendan esferas uniformes sustancialmente monodispersas con diámetros en el intervalo de 40 nm a 160 nm. [8]

Usos

El óxido de rutenio (IV) se utiliza como componente principal en el catalizador del proceso Sumitomo-Deacon que produce cloro mediante la oxidación del cloruro de hidrógeno . [9] [10]

El RuO 2 se puede utilizar como catalizador en muchas otras situaciones. Las reacciones dignas de mención son el proceso de Fischer-Tropsch , el proceso de Haber-Bosch y diversas manifestaciones de las pilas de combustible .

Aplicaciones aspiracionales y de nicho

El RuO 2 se utiliza ampliamente para el recubrimiento de ánodos de titanio para la producción electrolítica de cloro y para la preparación de resistencias o circuitos integrados . [11] [12] Las resistencias de óxido de rutenio se pueden usar como termómetros sensibles en el rango de temperatura .02 < T < 4 K. También se pueden usar como material activo en supercondensadores porque tienen una capacidad de transferencia de carga muy alta. El óxido de rutenio tiene una gran capacidad para almacenar carga cuando se usa en soluciones acuosas. [13] Las capacidades promedio de óxido de rutenio (IV) han alcanzado 650 F/g cuando se encuentra en solución de H 2 SO 4 y se recoce a temperaturas inferiores a 200 °C. [14] En un intento por optimizar sus propiedades capacitivas, trabajos anteriores han analizado la hidratación del óxido de rutenio, su cristalinidad y el tamaño de las partículas.

Referencias

  1. ^ Molinos, Andrés (1989). "Catalizadores redox heterogéneos para el desprendimiento de oxígeno y cloro". Reseñas de la sociedad química . Real Sociedad de Química (RSC). 18 : 285. doi : 10.1039/cs9891800285. ISSN  0306-0012.
  2. ^ Wyckoff, RWG. Estructuras cristalinas , vol. 1. Interciencia, John Wiley & Sons: 1963.
  3. ^ Wells, AF (1975), Química inorgánica estructural (4ª ed.), Oxford: Clarendon Press
  4. ^ Schäfer, Harald; Schneidereit, Gerd; Gerhardt, Wilfried (1963). "Zur Chemie der Platinmetalle. RuO2 Chemischer Transport, Eigenschaften, thermischer Zerfall". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (en alemán). Wiley. 319 (5–6): 327–336. doi :10.1002/zaac.19633190514. ISSN  0044-2313.
  5. ^ Rogers, DB; Mayordomo, SR; Shannon, RD (1972). "Cristales individuales de dióxidos de metales de transición". Síntesis inorgánicas . vol. XIII. págs. 135-145. doi :10.1002/9780470132449.ch27. ISBN 9780470132449.
  6. ^ Pizzini, S.; Buzzanca, G.; Mari, C.; Rossi, L.; Torchio, S. (1972). "Preparación, estructura y propiedades eléctricas de películas gruesas de dióxido de rutenio". Boletín de investigación de materiales . Elsevier BV. 7 (5): 449–462. doi :10.1016/0025-5408(72)90147-x. ISSN  0025-5408.
  7. ^ Lee, S. (2003). "Electrocromismo de películas finas de óxido de rutenio amorfo". Iónicos de estado sólido . 165 (1–4): 217–221. doi :10.1016/j.ssi.2003.08.035.
  8. ^ McMurray, HN (1993). "Coloides uniformes de hidrato de dióxido de rutenio evolucionados por la reducción catalizada por superficie de tetróxido de rutenio". El diario de la química física . 97 (30): 8039–8045. doi :10.1021/j100132a038.
  9. ^ Vogt, Helmut; Balej, enero; Bennett, John E.; Wintzer, Peter; jeque Saeed Akbar; Gallone, Patrizio (15 de junio de 2000), "Óxidos de cloro y ácidos de cloro y oxígeno", Enciclopedia de química industrial de Ullmann , Weinheim, Alemania: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, doi :10.1002/14356007.a06_483, ISBN 3527306730
  10. ^ Seki, Kohei (29 de mayo de 2010). "Desarrollo de catalizador RuO2/Rutilo-TiO2 para proceso de oxidación industrial de HCl". Encuestas de catálisis de Asia . Springer Science y Business Media LLC. 14 (3–4): 168–175. doi :10.1007/s10563-010-9091-7. ISSN  1571-1013. S2CID  93115959.
  11. ^ De Nora, O. (1970). "Anwendung maßbeständiger aktivierter Titan-Anoden bei der Chloralkali-Elektrolyse". Chemie Ingenieur Technik . Wiley. 42 (4): 222–226. doi :10.1002/cite.330420417. ISSN  0009-286X.
  12. ^ Islas, GS (1967). "Resistencias de esmalte de óxido de rutenio". Revisión de metales platino . 11 (4): 126.
  13. ^ Matthey, Johnson (2002). "Material supercondensador de rutenio nanocristalino". Revisión de metales platino . 46 (3): 105. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015 . Consultado el 16 de septiembre de 2013 .
  14. ^ Kim, Il Hwan; Kim, Kwang-Bum; Electroquímica. Lett. de estado sólido, 2001 , 4 , 5, A62-A64

enlaces externos

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