Рений (Re)

[rhenium] — элемент VII группы Периодической системы; атомный номер 75, атомная масса 186,207. Светло-серый металл. У природного Re два изотопа: стабильный ¹⁸⁵Re (37,07 %) и слаборадиоактивный ¹⁸⁷Re (62,93 %) с T_1/2 = 41,2·10⁹ лет. В 1871 г. Д. И. Менделеев предсказал существование элемента с атомной массой 190 — аналога Mn и назвал его «тримарганцем». Но лишь в 1925 г. немецкии химики И. и В. Ноддак обнаружили его спектральным методом в колумбите; назван по наименованию реки Рейн (Rhenus). Re — типичный рассеянный элемент. Среднее содержание его в земной коре 7 • 10^-8 мас. %. Известны минералы Re — его оксид, сульфид и сульфоренат меди CuReS₄ (минерал lжезказганит). В 1994 г. обнаружен новый минерал, содержащий сульфид Re в извержениях вулкана «Кудрявый» на Курильских островах. Как примесь Re встречается во мн минералах других элементов (колумбитах, танталитах, цирконатах, молебдените и др.). Re кристаллизируется в ГПУ решетке с периодами а = 275,7, с = 445,6 пм; γ = 21,03 г/см³, t_пл = 3180 ±20°С, t_кип = 5630 °С, с = 0,134 Дж/(г•К), а = 6,7-10^-6К^-1 (20-1000 °С), ρ = = 19,3 мкОм•см, Е = 470 МПа. А_c = 4,8—5,1 эВ. Температура перехода в сверхпроводящее состояние 1,7 °К. Парамагнитен, коррозионно стоек — почти нерастворим в H₂SO₄ и НСl, легко растворим в HNO₃. Степень окисления от — 1 до +7. Окисляется на воздухе при t > 600 °С, образуя летучий оксид Re₂O₇. С водородом Re не реагирует вплоть до t_пл. С азотом не взаимодействует вообще, в отличие от других тугоплавких металлов, не образует карбидов. Пары серы при 700 — 800 °С с Re дают сульфид ReS₂. Фтор и хлор реагируют с Re при нагревании с образованием ReF₄ и ReCl₅.
Основной источник получения Re — молибденитовые (с содержанием 0,01-0,04 % Re) и медные (с содержанием 0,002-0,003 % Re) концентраты. При окислительном обжиге молибденитовых и медных концентратов Re удаляется с печными газами в виде Re₂O₇, концентрируется в продуктах пылеуловительньгх систем (шламах, растворах). Для извлечения Re из пылей и шламов применяется выщелачивание слабой H₂SO₄ с добавкой окислителя — пиролюзита. Из полученных растворов Re извлекают сорбцией или экстракцией. Конечный продукт — перренат аммония NH₄ReO₄. Восстанавливая его водородом, получают порошок Re, превращающийся затем в компактные заготовки (штабики) методами порошковой металлургии. Для получения слитков и монокристальных заготовок применяется переплав штабиков в электронно-лучевых печах. Полуфабрикаты (пруток, ковка, прокатка, волочение) слитков с частыми промежуточными отжигами. Как тугоплавкий металл Re, а также сплавы W, Мо с Re используют в производстве электронных приборов. Кроме того, из Re и его сплавов с W изготовляют термопары для измерения температур до 2500 °С, электроконтакты и детали точных приборов. Сплавы W, Мо, Та с Re отличается высокой жаропрочностью и хорошей пластичностью (Смотри Рениевый эффект). Они применяются в авиакосмической технике.