الروثينيوم Ru: خصائصه واستخداماته وما يهم صحتك

الروثينيوم عنصر كيميائي عدده الذري 44، أي إن نواة ذرته تحتوي على 44 بروتونًا. يُكتب رمزه بحرف R كبير يتبعه حرف u صغير: Ru. وينتمي إلى الفلزات الانتقالية، ويُدرج مع البلاتين والبلاديوم والروديوم والأوزميوم والإيريديوم ضمن مجموعة فلزات البلاتين.

يرتبط التعرف عليه بوصفه عنصرًا مستقلًا بأعمال الكيميائي كارل إرنست كلاوس في القرن التاسع عشر. أما الاسم فمشتق من «روثينيا»، وهو اسم لاتيني تاريخي ارتبط بأراضٍ في شرق أوروبا. ولا ينبغي الخلط بين رمزه Ru ورمز الراديوم Ra أو الروبيديوم Rb؛ فهي عناصر مختلفة تمامًا في خواصها واستخداماتها.

يظهر الروثينيوم النقي كفلز أبيض فضي، وهو صلب وهش نسبيًا، ويتحمل درجات حرارة مرتفعة. وتجعله مقاومته للتآكل وقدرته على تغيير خصائص السبائك مادة مهمة، حتى عندما يُضاف بكميات صغيرة.

• الرمز الكيميائي: Ru.
• العدد الذري: 44.
• الكتلة الذرية النسبية: نحو 101.07.
• الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلبة.
• الكثافة: نحو 12.4 غرامًا لكل سنتيمتر مكعب.
• درجة الانصهار: نحو 2334 درجة مئوية.
• الموقع في الجدول الدوري: المجموعة الثامنة والدورة الخامسة.

كيميائيًا، يمتلك الروثينيوم حالات أكسدة متعددة، وهذا يساعده على المشاركة في تفاعلات متنوعة. يقاوم كثيرًا من الظروف المسببة للتآكل، لكنه ليس خاملًا في جميع البيئات؛ إذ يمكن أن يتفاعل في ظروف مؤكسدة قوية، مكوّنًا مركبات تختلف كثيرًا عن الفلز الأصلي في النشاط والخطورة.

الروثينيوم قليل الوفرة في القشرة الأرضية، ويوجد عادةً مصاحبًا لفلزات مجموعة البلاتين داخل خامات معدنية معقدة. لذلك لا يُستخرج في العادة من مناجم مخصصة له وحده، بل يُستعاد منتجًا ثانويًا أثناء معالجة خامات البلاتين، وأحيانًا خامات النيكل والنحاس المرتبطة بها.

ترتبط مصادره بمناطق تعدين هذه الفلزات، ومنها جنوب أفريقيا وروسيا وأجزاء من أمريكا الشمالية. وتشمل عملية الإنتاج تركيز الخام وفصل المعادن ثم تنقية الروثينيوم بعمليات كيميائية وصناعية متخصصة. ويمكن استعادته أيضًا من بعض المخلفات الصناعية والمحفزات المستهلكة. وهذه العمليات ليست مناسبة للتجارب المنزلية، لأنها قد تتضمن مواد أكّالة ومركبات خطرة.

النظائر ذرات للعنصر نفسه تتفق في عدد البروتونات وتختلف في عدد النيوترونات. ويوجد الروثينيوم الطبيعي كمزيج من نظائر مستقرة، بينما تتكون نظائر مشعة منه في تفاعلات نووية، ومنها انشطار الوقود النووي. لذلك قد يوجد الروثينيوم ضمن نواتج الانشطار في الوقود المستهلك.

هذه العلاقة لا تعني أن الروثينيوم الطبيعي المستخدم في الصناعة مادة مشعة بالضرورة. كما أن استعادته من الوقود النووي المستهلك ليست مماثلة لاستخراجه من الخامات، بل ترتبط بتحديات إشعاعية وتقنية وتنظيمية كبيرة. ومن نظائره المعروفة طبيًا الروثينيوم-106، ويُكتب Ru-106، وتحتاج حيازته واستخدامه إلى ضوابط إشعاعية متخصصة.

لا يمكن الحكم على سلامة مادة اعتمادًا على وجود الروثينيوم فيها فقط؛ فتركيب المركب وشكله وتركيزه وطريقة التعرض له عوامل أساسية. وتشمل مركباته المهمة:

• ثاني أكسيد الروثينيوم: يتميز بتوصيل كهربائي جيد، ويُستخدم في أقطاب ومواد إلكترونية وتطبيقات كهروكيميائية.
• كلوريدات الروثينيوم: تُستخدم مواد أولية لتحضير مركبات أخرى وبعض المحفزات.
• المعقدات التناسقية: يرتبط فيها الروثينيوم بجزيئات أو أيونات أخرى، وتُدرس في التحفيز والتفاعلات الضوئية والبحث الدوائي.
• رباعي أكسيد الروثينيوم: مركب متطاير وشديد الأكسدة، ويتطلب احتياطات صارمة بسبب خطورته على العينين والجهاز التنفسي.

التحفيز وتحسين السبائك

تساعد محفزات الروثينيوم على تسريع تفاعلات كيميائية معينة، مثل بعض تفاعلات الهدرجة وتحويل المركبات العضوية. ويتيح ذلك تصنيع مواد ذات قيمة صناعية. كما تُضاف كميات صغيرة منه إلى بعض السبائك لتحسين الصلادة أو مقاومة التآكل، وتُستخدم مواد تحتوي عليه في مكونات تتطلب أداءً ثابتًا تحت ظروف تشغيل صعبة.

الإلكترونيات وحفظ البيانات

يدخل الروثينيوم ومركباته في بعض المقاومات والملامسات الكهربائية والطبقات الرقيقة. وله استخدامات في البنى متعددة الطبقات لبعض تقنيات التخزين المغناطيسي، حيث تساعد خصائص الطبقات وتفاعلها في التحكم بالسلوك المغناطيسي. ولا يعني وجوده داخل جهاز إلكتروني سليم أن المستخدم يتعرض له كما يحدث أثناء طحن المواد أو معالجتها صناعيًا.

تحويل الطاقة الشمسية والمواد غير التقليدية

استُخدمت معقدات الروثينيوم الحساسة للضوء في بعض الخلايا الشمسية المحسّسة بالأصباغ، وتُبحث مركباته في تحويل الطاقة والتحفيز الضوئي. كذلك تُدرس أكاسيد تحتوي عليه لفهم ظواهر إلكترونية ومغناطيسية غير مألوفة، ومنها التوصيل الفائق في بعض المواد. هذه تطبيقات صناعية وبحثية، ولا تمثل فوائد صحية مباشرة للمستهلك.

لا توجد وظيفة حيوية أساسية معروفة للروثينيوم لدى الإنسان، ولا احتياج غذائي معتمد له. لذلك لا يُنصح بتناوله كمكمل لتحسين المناعة أو الطاقة أو الوقاية من السرطان. كما أن وصف مركب بأنه «قائم على الروثينيوم» لا يثبت فعاليته أو سلامته.

في الطب، يُستخدم الروثينيوم-106 في لويحات إشعاعية لعلاج حالات مختارة من أورام العين، ومنها بعض أورام الميلانوما العنبية. يثبت الفريق المختص اللويحة مؤقتًا قرب الورم لتوصيل الإشعاع موضعيًا، ويُختار العلاج وفق موقع الورم وأبعاده وعوامل أخرى. وتوجد أيضًا أبحاث على مركبات روثينيوم مضادة للأورام، لكن نتائج المختبر لا تعادل اعتماد علاج روتيني.

تعتمد المخاطر على الصورة الكيميائية والكمية ومدة التعرض ومساره. فالقطعة المعدنية الصلبة تختلف عن الغبار القابل للاستنشاق، وكلاهما يختلف عن مركب متطاير أو نظير مشع. والبيانات عن بعض صور التعرض البشري محدودة، لذا ينبغي عدم افتراض السلامة لمجرد ندرة تقارير التسمم.

• راجع صحيفة بيانات السلامة الخاصة بالمادة المستخدمة، وليس اسم العنصر وحده.
• استخدم التهوية الموضعية ووسائل الحماية التي يحددها تقييم مخاطر العمل.
• تجنب الأكل والشرب في أماكن تداول المواد الكيميائية، واغسل اليدين بعد العمل.
• لا تفكك المخلفات الصناعية أو المصادر الطبية المشعة ولا تحاول استخلاص العنصر منزليًا.

اطلب تقييمًا طبيًا عند ظهور سعال أو تهيج مستمر بالعين أو الجلد بعد تعرض معروف أو محتمل لمركبات الروثينيوم. أما ضيق التنفس الشديد أو ألم الصدر أو اضطراب الوعي فيستدعي الاتصال بالإسعاف فورًا. وفي حال الاشتباه بابتلاع مادة تحتوي عليه، تواصل مع مركز السموم دون انتظار الأعراض، ولا تحاول إحداث القيء.

ابتعد عن مصدر التعرض إلى هواء نقي إن أمكن بأمان، واغسل الجلد أو العين المصابة بالماء الجاري. أحضر اسم المادة أو صحيفة سلامتها إن توافرت دون تعريض نفسك للخطر. وإذا تعلق الأمر بمصدر مشع، فلا تلمسه أو تنقله؛ تواصل مع الجهة المختصة بالسلامة الإشعاعية. معلومات هذا الدليل للتوعية، ولا تغني عن تقييم مختص عند التعرض الفعلي.