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Articulo de referencia

Óxido de rutenio(IV)

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El óxido de rutenio(IV) es el compuesto inorgánico con la fórmula RuO₂ . Este sólido negro es el óxido de rutenio más común . Se utiliza ampliamente como electrocatalizador para la producción de cloro, óxidos de cloro y O₂ . [ 2 ] Al igual que muchos dióxidos, el RuO₂ adopta la estructura de rutilo . [ 3 ] [ 4 ]

Preparación

Generalmente se prepara mediante la oxidación de tricloruro de rutenio . Se pueden obtener monocristales casi estequiométricos de RuO₂ mediante transporte químico en fase vapor , utilizando O₂ como agente de transporte: [ 5 ] [ 6 ]

RuO 2 + O 2 ⇌ RuO 4

Las películas de RuO₂ se pueden preparar mediante deposición química de vapor (CVD) a partir de compuestos volátiles de rutenio. [ 7 ] El RuO₂ también se puede preparar mediante electrodeposición a partir de una solución de tricloruro de rutenio. [ 8 ]

Se han preparado hidrosoles estabilizados electrostáticamente de hidrato de dióxido de rutenio puro mediante la reducción autocatalítica de tetróxido de rutenio en solución acuosa. Las poblaciones de partículas resultantes pueden controlarse para que comprendan esferas uniformes y sustancialmente monodispersas con diámetros en el rango de 40  nm a 160  nm. [ 9 ]

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 . [ 10 ] [ 11 ]

El RuO₂ puede utilizarse como catalizador en muchas otras situaciones. Entre las reacciones más destacadas se encuentran el proceso Fischer-Tropsch , el proceso Haber-Bosch y diversas variantes de pilas de combustible .

Aplicaciones ambiciosas y de nicho

RuO 2 se utiliza ampliamente para el recubrimiento de ánodos de titanio para la producción electrolítica de cloro y para la preparación de resistores o circuitos integrados . [ 12 ] [ 13 ] Los resistores de óxido de rutenio pueden utilizarse como termómetros sensibles en el rango de temperatura .02 < T < 4 K. También puede utilizarse como material activo en supercondensadores debido a que tiene una capacidad de transferencia de carga muy alta. El óxido de rutenio tiene una gran capacidad para almacenar carga cuando se utiliza en soluciones acuosas. [ 14 ] Las capacidades promedio del óxido de rutenio(IV) han alcanzado 650  F/g cuando en ácido sulfúrico y recocido a temperaturas inferiores a 200  °C. [ 15 ] En intentos de optimizar sus propiedades capacitivas, trabajos anteriores han analizado la hidratación, la cristalinidad y el tamaño de partícula del óxido de rutenio.

Referencias

  1. ↑ PubChem. "Dióxido de rutenio" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 2 de febrero de 2026 .
  2. ↑ Mills, Andrew (1989). "Catalizadores redox heterogéneos para la evolución de oxígeno y cloro". Chemical Society Reviews . 18. Royal Society of Chemistry (RSC): 285. doi : 10.1039/cs9891800285 . ISSN 0306-0012 . 
  3. ↑ Wyckoff, RWG. Estructuras cristalinas , vol. 1. Interscience, John Wiley & Sons: 1963.
  4. ↑ Wells, AF (1975), Química inorgánica estructural (4.ª ed.), Oxford: Clarendon Press 
  5. ↑ 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). 319 ( 5-6 ). Wiley: 327– 336. Código bibliográfico : 1963ZAACh.319..327S . doi : 10.1002/zaac.19633190514 . ISSN 0044-2313 . 
  6. ↑ Rogers, DB; Butler, SR; Shannon, RD (1972). "Cristales únicos de dióxidos de metales de transición". Síntesis inorgánicas . Vol. XIII. págs. 135–145 . doi : 10.1002/9780470132449.ch27 . ISBN   9780470132449.
  7. ↑ Pizzini, S.; Buzzanca, G.; Mari, C.; Rossi, L.; Torchio, S. (1972). "Preparación, estructura y propiedades eléctricas de películas gruesas de dióxido de rutenio". Materials Research Bulletin . 7 (5). Elsevier BV: 449– 462. doi : 10.1016/0025-5408(72)90147-x . ISSN 0025-5408 . 
  8. ↑ Lee, S. (2003). "Electrocromismo de películas delgadas de óxido de rutenio amorfo" . Solid State Ionics . 165 ( 1–4 ): 217–221 . doi : 10.1016/j.ssi.2003.08.035 .
  9. ↑ McMurray, HN (1993). "Coloides uniformes de dióxido de rutenio hidratado generados por la reducción catalizada en superficie del tetróxido de rutenio". The Journal of Physical Chemistry . 97 (30): 8039– 8045. doi : 10.1021/j100132a038 .
  10. ↑ 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
  11. ↑ Seki, Kohei (29 de mayo de 2010). "Desarrollo de un catalizador de RuO2/Rutilo-TiO2 para el proceso industrial de oxidación de HCl". Catalysis Surveys from Asia . 14 ( 3–4 ). Springer Science and Business Media LLC: 168–175 . doi : 10.1007/s10563-010-9091-7 . ISSN 1571-1013 . S2CID 93115959 .  
  12. ^ De Nora, O. (1970). "Anwendung maßbeständiger aktivierter Titan-Anoden bei der Chloralkali-Elektrolyse". Chemie Ingenieur Technik . 42 (4). Wiley: 222– 226. doi : 10.1002/cite.330420417 . ISSN 0009-286X . 
  13. ↑ Iles, GS (1967). "Resistores de óxido de rutenio vidriado" . Platinum Metals Review . 11 (4): 126. doi : 10.1595/003214067X114126129 .
  14. ↑ Matthey, Johnson (2002). "Material de supercondensador de rutenio nanocristalino" . Platinum Metals Review . 46 (3): 105. doi : 10.1595/003214002X463105105a . Archivado del original el 24 de septiembre de 2015. Consultado el 16 de septiembre de 2013 .
  15. ↑ Kim, Il-Hwan; Kim, Kwang-Bum; Electrochem. Solid-State Lett., 2001 , 4 , 5, A62-A64
  • Laboratorio Nacional de Los Alamos – Rutenio. Archivado el 5 de abril de 2007 en Wayback Machine.