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.
Storia
I chimici tedeschi Ida Tacke-Noddack (finalmente una donna chimico), Walter Noddack e Otto Carl Berg scoprirono questo elemento nel 1925 e gli diedero nome renio dal fiume Reno.
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.
Ottenimento del renio
Attualmente il renio, la cui esistenza era stata prevista da Dimitri Mendeleev, è ottenuto come sottoprodotto della raffinazione di minerali contenenti molibdeno e rame.
I fumi derivanti dall’arrostimento dei minerali contenenti eptossido di renio Re2O7 sono 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 è un raro esempio di ossido stabile coordinato con acqua.
Aggiungendo ammoniaca alla soluzione di acido perrenico si forma il perrenato di ammonio.
Esso , per riduzione a caldo in corrente di idrogeno gassoso dà il metallo 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.
Ha numeri di ossidazione che 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
- fluoro forma quattro fluoruri dove presenta numero di ossidazione +4, +5, +6 e +7
- bromo forma tre bromuri dove presenta numero di ossidazione +3, +4 e +5
- iodio forma due ioduro in cui presenta numero di ossidazione +3 e +4.
Composti
Il renio forma con l’ossigeno quattro ossidi. Il biossido ReO2 in cui presenta numero di ossidazione +4, il triossido ReO3 in cui presenta numero di ossidazione +6.
Vi sono poi Re2O3 in cui presenta numero di ossidazione +3 e Re2O7 in cui presenta numero di ossidazione +7.
ReO2 è un composto di colore rosso simile al rame. 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
ReO3 viene utilizzato come catalizzatore nella riduzione delle ammidi.
Re2O7 si forma quando il renio o i suoi ossidi o solfuri sono ossidati, in presenza di aria ad elevate temperature.
È utilizzato quale catalizzatore nella riduzione dei gruppi carbonilici.
A partire da Re2O7 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 è utilizzato quale catalizzatore in numerose reazioni tra cui quelle di idrogenazione, metatesi e reforming.
Reazioni
Non reagisce con l’acqua nelle condizioni normali ma a caldo reagisce con l’ossigeno per dare Re2O7:
4 Re + 7 O2 → 2 Re2O7
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
È usato per ottenere leghe con il platino 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, sono 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 è utilizzato come materiale adatto per i filamenti dello spettrometro di massa