Rhenium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
¹⁸³Re	{syn.}	70,0 d	ε	0,556	¹⁸³W
¹⁸⁴Re	{syn.}	38,0 d	ε	1,483	¹⁸⁴W
¹⁸⁵Re	37,4 %	Re ist stabil mit 110 Neutronen
¹⁸⁶Re	{syn.}	89,25 h	β^- ε	1,069 0,582	¹⁸⁶Os ¹⁸⁶W
^186mRe	{syn.}	200.000 a	IT β^-	0,149 1,218	¹⁸⁶Re ¹⁸⁶Os
¹⁸⁷Re	62,6 %	4,35 · 10¹⁰ a	β^- α	0,003 1,653	¹⁸⁷Os ¹⁸³Ta
¹⁸⁸Re	{syn.}	17,021 h	β^-	2,120	¹⁸⁸Os
¹⁸⁹Re	{syn.}	24,3 h	β^-	1,009	¹⁸⁹Os

NMR-Eigenschaften

	¹⁸⁵Re	¹⁸⁷Re
Kernspin	5/2	5/2
gamma / rad/T	6,084 · 10⁷	6,023 · 10⁷
Empfindlichkeit	0,137	0,133
Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	45 M Hz	45,5 M Hz

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Rhenium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Re und der Ordnungszahl 75. Es ist ein seltenes, silberweiß glänzendes, schweres Übergangsmetall. Chemisch dem Mangan ähnelnd, wird es in einigen Werkstoffen (Legierungen) verwandt.

Geschichte

Rhenium (lat. Rhenus für Rhein) war das letzte zu entdeckende chemische Element, das nicht radioaktiv ist.

1925 berichteten Walter Noddack, Ida Tacke, und Otto Berg über den Nachweis des Rheniums im Platinerz, Niobit, Gadolinit und Molybdänit. 1928 extrahierten sie aus 660 Kilogramm Molybdänit ein Gramm Rhenium.

Wegen der hohen Kosten begann die Herstellung nennenswerter Mengen erst ab 1950, als man für entwickelte Wolfram-Rhenium- und Molybdän-Rhenium-Legierungen einen größeren Bedarf hatte.

Vorkommen

Rhenium kommt in der Natur nicht gediegen vor. In der Lithosphäre sind nur etwa 0,001 ppm enthalten. Rhenium wird aus den anfallenden molybdänhaltigen Abgasen und Flugaschen beim Abrösten sulfidischer Kupfererze gewonnen. Einige Molybdänerze enthalten etwa 0,002 - 0,2 % Rhenium. 1994 entdeckte man als erstes reines Rheniummineral Rheniit (Rhenium(IV)-sulfid, ReS₂) am Gipfelkrater des Vulkans Kudriavy.

Herstellung

Metallisches Rhenium wird durch Reduktion von Ammoniumperrhenat (NH₄ReO₄) mit Wasserstoff bei hohen Temperaturen gewonnen. Gewöhnlich wird es als Metallpulver gehandelt. Durch Sintern im Vakuum oder in einer Wasserstoffatmosphäre kann es zu einem kompakten Werkstück mit einer Dichte von bis 90 % des metallischen Elementes verdichtet werden. Im geglühten Zustand ist es duktil und kann gebogen, gewickelt oder gewalzt werden.

Eigenschaften

Der Schmelzpunkt des silbrig weiß glänzenden Rheniums wird nur von den Elementen Wolfram und Kohlenstoff übertroffen. Auch die hohe Dichte wird nur von drei Elementen übertroffen: Platin, Iridium und Osmium. Rhenium-Molybdän-Werkstoffe sind unterhalb von 10 K supraleitend.

In Verbindungen liegt Rhenium meistens in den Oxidationsstufen +7, +6, +4, +2 und -1 vor, aber auch die Stufen +1, +3, +5, sind möglich. An Luft wird Rhenium erst oberhalb von 1000 °C angegriffen. Mit oxidierenden Säuren reagiert es unter Bildung von Perrheniumsäure HReO₄, einer im Gegensatz zur frei nicht bekannten Permangansäure stabilen, sehr starken Säure.

Verwendung

Platin-Rhenium-Katalysatoren werden zur Herstellung von bleifreiem, hochoktanigem Benzin eingesetzt. Gegenüber reinen Platinkatalysatoren vergiften sie nicht so schnell und lassen sich besser regenerieren.

Als Legierungszusatz in Superlegierungen zur Herstellung von Gasturbinenteilen erhöht es die Warmfestigkeit.

Andere Anwendungen sind:

Draht- und Drahtgestricke in Massenspektrometern und in Glühkathoden;
Legierungszusatz für Molybdän- und Wolframlegierungen zur Verbesserung der Duktilität;
Legierungszusatz in Drehanoden von Röntgenröhren;
Legierungszusatz in hitzebeständigen Einkristalllegierungen auf Nickelbasis. Ein Zusatz von bis zu 6 Gew.% erhöht die Festigkeit;
Platin-Rhenium-Katalysatoren sind unempfindlich gegen Vergiftungserscheinungen durch Verkohlung. Sie werden daher für verschiedene Kohlenwasserstoffsynthesen eingesetzt;
Wegen des geringen Abbrandes wird Rhenium als Kontaktwerkstoff für elektrische Schalter verwendet;
Thermoelemente aus Rhenium-Wolfram werden zur Temperaturmessung bis zu 2200 °C eingesetzt;
Bestandteil von Blitzlichtlampen in der Fotografie;
Bedampfen der Schreibspitze von Federn teurer Füllfederhalter macht diese verschleißfest.

Isotope

Natürlich vorkommendes Rhenium besteht aus einem stabilen Isotop und einem radioaktiven Isotop mit einer sehr langen Halbwertszeit. Zusätzlich sind 26 instabile Isotope nachgewiesen worden.

Vorsichtsmaßnahmen

Rhenium hat keine bekannte biologische Bedeutung für den menschlichen Organismus. Das Element wird als gering toxisch eingestuft. Die Giftigkeit von Rhenium wurde noch nicht ausreichend erforscht, daher ist wenig darüber bekannt, auch keine Toxizitätswerte.

Weblinks

Wiktionary: Rhenium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Rhenium – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien