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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Archives des éléments présentés

Ruthénium

Le ruthénium fait partie du groupe du platine, un sous-groupe de métaux de transition. Ce corps simple est un métal dur et cassant à température ambiante. Il est assez rare ; il n’est que très légèrement présent dans la croûte terrestre.
Le ruthénium est inaltérable à l’air. Très peu d’acides parviennent à l’attaquer
Il est produit aux alentours de 12 tonnes de ruthénium chaque année, le plus souvent en tant que sous-produit de l’extraction d’autres métaux tels que le platine, le rhodium, le palladium ou encore l’iridium.

Morceau de ruthénium - Crédit photo : Wikipédia - Alchemist-hp (talk) FAL

Etymologie  : Le nom du ruthénium provient du latin « ruthenia » qui signifie « Russie ». Il a été nommé ainsi en hommage à Karl Ernst Claus qui l’a découvert alors qu’il travaillait pour l’Académie des Sciences de Russie.

Origine : Le ruthénium est un élément produit par capture de neutrons rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutron. Il peut également être produit par capture lente de neutrons dans les étoiles massives.

Historique  : La première fois que l’on entend parler du ruthénium est en 1844 lorsque Karl Ernst Claus l’identifie dans des résidus poudreux de création de platine. Il l’isole alors.

Le ruthénium dans la vie courante :
Dans l’industrie automobile : Un alliage de ruthénium et de platine recouvre les têtes des bougies d’allumage pour les voitures de compétition qui demandent une grande résistance à la chaleur et aux contraintes.
En informatique : Le ruthénium entre dans la composition des disques durs. Une couche d’une épaisseur de trois atomes de ruthénium est ainsi placée entre deux couches magnétiques. Cette technique permet de stocker un grand nombre d’informations sur un espace très réduit.
Dans le domaine de la joaillerie : Étant un élément très rare, le ruthénium est utilisé en bijouterie, horlogerie et joaillerie, que ce soit en revêtement de surface ou en cristaux purs. En effet, le ruthénium est appliqué en fine couche de revêtement sur certains métaux précieux en bijouterie pour augmenter leur dureté. Il faut noter que de la difficulté à le trouver à l’état naturel fait également du ruthénium un métal précieux.

Revêtement métallique de ruthénium - Crédit photo : https://www.interreg-francesuisse.eu/beneficiaire/runacor-ruthenium-noir-anticorrosion/
Projet RENACOR (Institut UTINAM)

Revêtement métallique de ruthénium
Crédits : https://www.interreg-francesuisse.eu/beneficiaire/runacor-ruthenium-noir-anticorrosion/
Projet RENACOR (UTINAM)

Le ruthénium à l’Institut UTINAM :
Des chimistes de l’institut UTINAM utilisent le ruthénium pour la préparation de complexes Ru-terpyridine. Ces molécules, alliant un métal (le ruthénium) à une entité organique (les ligands terpyridines) possèdent des propriétés tout à fait intéressantes. Tout d’abord, ces molécules absorbent la lumière visible du fait d’un transfert électronique du métal vers le ligand. Certaines d’entre elles ont donc été testées dans des panneaux photovoltaïques de type cellule à colorant. L’originalité de ces travaux réside dans l’utilisation de réactifs issus de la biomasse (donc renouvelables) pour la préparation de la partie organique.

Dans un second projet, ces complexes de ruthénium ont été utilisés pour préparer une couche active dans un capteur de polluant (ammoniac). En fonctionnalisant de manière judicieuse l’entité organique, il a été possible de déposer par voie électrochimique un film d’un polymère contenant du ruthénium (métallopolymère) à la surface d’une électrode. En présence du polluant, les propriétés électrochimiques du film sont modifiées, et il est ainsi possible de détecter la présence d’ammoniac. L’avantage d’un tel capteur, à base d’un métallopolymère de ruthénium, est qu’il fonctionne à température ambiante, ce qui n’est pas le cas de la plupart des capteurs existant actuellement. Ainsi, un tel capteur consomme moins d’énergie.

Structure moléculaire d’un métallopolymère contenant du ruthénium - Crédit photo : Institut UTINAM

Structure moléculaire d’un métallopolymère contenant du ruthénium.
Crédits : UTINAM