Rhenium

Die Existenz dieses faszinierenden Metalls wurde erstmals 1871 von Dmitri Mendelejew als Dwi-Mangan vorhergesagt. Er folgerte aus den Gesetzmäßigkeiten des von ihm entworfenen Periodensystems, dass unterhalb des Mangans zwei bisher noch unbekannte Elemente, die späteren Rhenium und Technetium, angeordnet sein müssten.

Es vergingen 54 Jahre bis das Element 1925 schließlich von dem deutsche Ehepaar Ida Eva Noddack-Tacke (1896–1978) und Walter Karl Friedrich Noddack (1893–1960) entdeckt wurde. Sie führten röntgenspektroskopische Untersuchungen der zuvor stark angereicherten Mineralien Columbit und Tantalit durch. Ein Jahr später gelang es erstmals zwei Milligramm reines Rhenium herzustellen. 1928 isolierten Sie ein ganzes Gramm Rhenium aus 660 Kilogramm Molybdänglanz. Der Name des Elements leitet sich von der rheinländischen Heimat des Forscherehepaars ab. Das lateinische Wort für Rhein lautet rhenus.

Rhenium in Reinform ist ein silbrig glänzendes Schwermetall mit großer Härte und hoher Dichte. Es besitzt nach Osmium, Iridium und Platin die höchste Dichte aller bekannten Elemente. Die sehr hohe Schmelztemperatur von 3186°C und die ebenfalls sehr hohe Siedetemperatur von 5630°C wird wird nur noch von dem höchstschmelzenden Metall Wolfram übertroffen.

Rhenium lässt sich gut durch Schmieden und Schweißen verarbeiten, da Rhenium duktil ist und dies im Gegensatz zu Molybdän oder Wolfram auch nach der Rekristallisation bleibt. Beim Schweißen von Rhenium tritt keine Versprödung auf, die zu einer höheren Sprödigkeit und damit schlechteren Materialeigenschaften führt.

 
Rhenium ist bei Raumtempertatur gegen Luftsauerstoff, gegen Wasser und gegen Salzsäure beständig. Konzentrierte Schwefelsäure und Salpetersäure lösen es dagegen auf. Beim Erhitzen ab 400 °reagiert es mit Sauerstoff zu Rhenium(VII)-oxid.
Rhenium in Pulverform ist ein entzündbarer Feststoff. Er kann durch kurzzeitige Einwirkung einer Zündquelle leicht entflammt werden und brennt nach deren Entfernung selbstständig weiter. Die Entzündungsgefahr ist umso größer, je feiner der Stoff verteilt ist. Feuchtes Rheniumpulver wird schon bei Raumtemperatur langsam unter Bildung von Perrheniumsäure oxidiert.

Rhenium wird kaum elementar verwendet, sondern als Bestandteil in einer Vielzahl von Legierungen eingesetzt. Etwa 70 % der jährlichen Produktionsmenge werden als Zusatz in Nickel-Superlegierungen genutzt. Eine Beigabe von 4% bis 6% Rhenium bewirkt eine Verbesserung des Kriech- und Ermüdungsverhaltens bei hohen Temperaturen. Diese Legierungen werden meist als Turbinenschaufeln für Flugzeugtriebwerke oder in der Raketentechnik eingesetzt.

Weitere 20% der produzierten Rheniummenge fallen für Platin-Rhenium-Katalysatoren an. Diese spielen eine große Rolle bei der Erhöhung der Oktanzahl von bleifreiem Benzin durch Reformieren. Der Vorteil des Rheniums liegt darin, dass es im Vergleich mit reinem Platin nicht so schnell durch Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche des Katalysators deaktiviert wird. Dadurch ist es möglich, die Produktion bei niedrigeren Temperaturen und Drücken durchzuführen und so wirtschaftlicher zu produzieren.

Aufgrund der sehr hohen Schmelztemperatur eignet sich Rhenium ebenfalls zur Herstellung von Heizwendeln, Thermoelementen und Glühdrähten in Lampen und Röntgenröhren. Eine Beigabe von Rhenium in Legierungen verbessert die mechanischen Eigenschaften und erhöht die Korrosions- und Temperaturbeständigkeit.

Wie einige Metalle ist auch Rhenium in  Pulverform leichtentzündlich und brennbar. Zum Löschen darf wegen des entstehenden Wasserstoffes kein Wasser verwendet werden. Stattdessen sind als Löschmittel Löschpulver oder Metallbrandlöscher zu verwenden. Kompaktes Rhenium ist aber nicht brennbar und ungefährlich. Rhenium hat keine bekannte biologische Bedeutung für den menschlichen Körper. Obwohl über die Toxizität von Rhenium nichts Genaueres bekannt ist und keine Toxizitätswerte existieren, gilt Rhenium arbeitshygienisch als unbedenklich.

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