Renio: storia, ottenimento, composti, reazioni

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