Rhenium als Element - Technische Daten

Chemische Eigenschaften

Rhenium ist ein metallisches Element in der 7. Nebengruppe des Periodensystems. Von Rhenium existieren zwei natürliche Isotope (¹⁸⁵Re und ¹⁸⁷Re). Daneben kennt man noch eine Reihe künstlicher Isotope und Isomere (¹⁶¹Re bis ¹⁹²Re) mit Halbwertszeiten zwischen 0,1 Sekunden und 169 Tagen. ¹⁸⁷Re ist ein sehr schwacher Betastrahler, der mit einer Halbwertszeit von 4,3*10¹⁰ Jahren zu ¹⁸⁷Os zerfällt. Das Verhältnis ¹⁸⁷Re/¹⁸⁷Os bzw. ¹⁸⁷Os/¹⁸⁶Os wird in der Geochronologie zur Altersbestimmung von Lagerstätten herangezogen. Vom Rhenium existieren alle Oxidationszahlen von –3 bis +7 mit einer Stabilisierung der hohen Stufen. Rhenium gehört zur 7. Nebengruppe des Periodensystems (Mangan-Gruppe) und hat typische Eigenschaften der Übergangsmetalle. In diesen Eigenschaften steht Rhenium dem Mangan sehr nahe, doch ist es viel edler als dieses – nicht selten wird Rhenium wegen seiner elektrochemischen Eigenschaften als Edelmetall eingestuft. Rhenium ist in reinstem Zustand ein glänzendes, Platin-artig aussehendes, kaltduktiles (bei Raumtemperatur zu schmiedendes) Metall. Feuchtes Rheniumpulver kann schon bei Raumtemperatur allmählich unter Bildung von Perrheniumsäure (HReO₄) oxidieren. Rhenium widersteht Salzsäure und Flußsäure. Dagegen wird es durch Salpetersäure u.a. oxidierenden Säuren zu Perrheniumsäure (HReO₄) oxidiert.

Vorkommen

Rhenium gehört zu den sehr seltenen Elementen der Erdkruste. Sein Anteil an der obersten Erdrinde wird auf 10^–7 % (1 ppb) geschätzt. Damit steht Rhenium in der Häufigkeitsliste der Elemente in der Nähe von Rhodium und Iridium. Durch isomorphen Einbau kann Rhenium im Molybdänglanz bis auf 0,02% angereichert sein. In Spuren ist Rhenium in Columbit, Gadolinit und einigen Mangan-, Platin- und Uran-Erzen enthalten. Das einzig bekannte Mineral mit primärem Rhenium-Anteil ist Rheniit (ReS₂), welches aus Fumarolen des Kudriavyi-Vulkans auf der Insel Iturup, Kurilen, Russland stammt. Die Jahresproduktion an Rhenium wird aus den Röstgasen der Molybdän- bzw. Kupfer-Röstung gewonnen.

Herstellung

Beim Röstprozess setzt sich das in den Erzen befindliche Rhenium zu Rheniumheptoxid (Re₂O₇) um, das durch intensive Wasserwäsche gewonnen werden kann. Diese Verbindung sublimiert und geht in das Röstgas über, aus dem sie durch intensive Wasserwäsche gewonnen werden kann. Das Re₂O₇ reagiert mit dem Wasser zu Perrheniumsäure. Aus der resultierenden Lösung lässt sich das Rhenium durch Ionenaustausch oder Solventextraktion reinigen und anreichern.

Verwendung

Hoher Schmelzpunkt, gute Dehnbarkeit, hervorragende mechanische Festigkeit bei hoher Temperatur und ein relativ hoher spezifischer Leitungswiderstand machen Rhenium vor allem für Herstellung von Thermoelementen, Heizwendeln für Massenspektrometer und verschleißfesten Elektrokontakten geeignet. Als Material für Lampenglühdraht und Elektronenröhren verträgt Rhenium besser als Wolfram u.a. hitzebeständige Metalle den Angriff durch Wasserdampfspuren. Als Legierungsbestandteil von Superlegierungen wird Rhenium in Turbinentriebwerken verwendet. Wichtigstes Anwendungsgebiet sind Bimetall-Reformierkatalysatoren zur Herstellung von bleifreiem Benzin. Metallisches Rhenium sowie seine Salze und Oxide finden außerdem als besonders selektive vergiftungsbeständige Katalysatoren bei der Hydrierung und Dehydrierung Anwendung.

Geschichtliches

Rhenium wurde 1925 nach einem mühsamen Anreicherungsverfahren in Columbit und Tantalit mit Hilfe von Röntgenspektren nachgewiesen. Im Jahre 1928 isolierten Forscher erstmals aus 660 kg norwegischem Molybdänglanz 1 g reines Rhenium. Der Name Rhenium weist auf die rheinische Heimat der Entdecker hin.

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Quellangaben

• Quelle: Römpp-Chemielexikon; 10 Auflage (1996), S. 3806
• Verfasser: Hg