Ruthénium natif

Le topotype est le district minier et le placer d'Horakanai sur la rivière Uryu ou Uryugawa, municipalité d'Uryu-gun, de la province Kamikawa sur l'île d'Hokkaïdo au Japon. L'espèce minérale très rare en inclusion dans le platine natif est acceptée sous le code IMA1974-013 par l'IMA en 1974[3]. Les échantillons topotypes sont observables au musée de l'université de Kagoshima.

Ce n'est qu'en 1844 que le chimiste russo-allemand Carl Ernst Klaus obtient 6 grammes de ce corps simple pur et démontre qu'il est bien issu d'un élément particulier, qu'il nomme ruthenium en latin, du mot greco-latin Ruthenia signifiant l'ensemble Russie-Ukraine en langue savante, qualifiant le platine d'où cet élément est extrait.

Un synonyme est l'iridrhodruthenium (alliage à 20 à 25 pour cent d'iridium et de rhodium).

Un autre corps différent rutheniridosmium mentionne des composés à fortes teneurs conjointes et majoritaire d'Os et d'Ir.

La maille de son système cristallin est hexagonale compacte. Mais sa densité n'est en pratique pas si élevée que celle de l'osmium natif.

Le minéral fait partie du groupe chimique du platine, rassemblant des éléments natifs métalliques dit platinoïdes au sens chimique. Ruthèniridosmine et osmium natif appartiennent au même groupe d'espace, mais non l'iridium natif, rhodium natif, palladium natif et platine natif.

D'un point de vue cristallo-chimique, il fait partie du groupe homosymétrique de l'osmium selon la classification de Dana. Ce groupe compte l'osmium, le ruthénium natif, le ruthèniridosmine, l'hexaferrum, l'hexamolyddenum, l'alliage minérale de symétrie hexagonale (Ni, Fe, Ir) numéroté IMA2008-055 ou garutiite.

Selon la classification de Strunz, l'osmium natif (Os, Ir), la ruthéniridosmine (Ir, Os, Ru) et le ruthénium natif sont placés dans le même groupe de symétrie.

Ce métal blanc gris blanc argenté et à lustre métallique de la famille des platinoïdes léger avec l'osmium natif Os et l'iridium natif Ir est dur, mais fragile et cassant. Il peut être pulvérisé en poudre fine. Ce métal très dur et cassant est très difficile à travailler, comme à obtenir en lingot sans un savoir-faire maîtrisé.

Le ruthénium ne s'altère pas à l'air ou à l'eau.

Ruthénium purifié chimiquement

Il est stable sur un plan chimique et son point de fusion à 2 334 °C est élevé. Il a une tension de vapeur très faible. Il s'agit d'un métal, bon conducteur de la chaleur et de l'électricité.

Chauffé, le ruthénium réagit avec le gaz oxygène et les corps chimiques oxydants, comme les halogènes.

Il est inattaquable par les bases et acides fortes. L'eau régale ne le dissout que très lentement à chaud. Il est insoluble dans l'ammoniac liquide. L'attaque en milieu alcalin nécessite l'action de composés alcalins fondus, tels qu'un mélange anhydre et liquide de soude caustique et d'oxyde de sodium.

Les alliages avec le platine et le palladium sont stables et très durs. Ils peuvent servir de contacts électriques, dans divers relais et contacteurs électriques, mais aussi en bijouterie, comme pointe de stylo ou pièce de résistance mécanique. Le ruthénium a l'intéressante propriété d'augmenter la dureté des alliages de Pt et de Pd.

Il augmente également, ajouté en très faible proportion, la résistance à la corrosion du titane. Cette dernière donnée croît d'un facteur 100 avec une simple addition de 0,1 % en masse de Ru.

Il a pourtant des propriétés physico-chimiques remarquables, en termes d'adsorption et de catalyse multiples tant en oxydation qu'en réduction. Comme le platine, il est un catalyseur pour la molécule d'hydrogène.

Il apparaît le plus souvent dans les gîtes associés aux roches magmatiques éruptives ultrabasiques. Ce sont des roches (ultra)mafiques, c'est-à-dire des roches basiques à ultrabasiques, qui livrent le plus facilement des échantillons inclus de ruthénium natif.

Après érosion des gisements, ces fins morceaux et particules, souvent en particules insérés dans une phase majoritaire, se retrouvent avec le sable des placers. Les placers des rivières aux sables potentiellement aurifères ou platinifères dévoilent très souvent des paillettes et amas tabulaire plus ou moins roulés. Dans les placers ou sur les sites miniers de platinoïdes de l'Oural, la proportion de platine est estimée à 85 %, l'iridium à 4 %, l'osmium à 1 %, le ruthénium à 0,4 %...

Il apparaît à l'état de traces parfois non négligeables dans les minerais de Fe, Ni, Cu.

Minéraux associés : métaux natifs parmi lesquelles les autres platinoïdes ainsi que l'or natif, alliage à base de Pt (syssertskite, newjanskite), alliage à base de Ru, sperrylite PtAs₂, cooperite PtS, laurite RuS₂, vysotskite (Pd, Ni)S, braggite (Pd,Pt,Ni)S, sulfures (lors des cristallisations hydrothermales), vassilite (Pd, Cu)₁₆(S, Te)₇, chromite, magnétite, limonite, minéraux des ophiolites

Il s'agit d'un métal relativement précieux par sa rareté. Il s'agit d'un substitut du platine en bijouterie.

Le ruthénium est très usité dans les alliages. Il renforce efficacement leur dureté.

Dispersé sur des grandes surfaces spécifiques, il est utilisable en catalyse d'hydrogénation, par exemple il figure parmi les premiers catalyseurs du procédé Haber-Bosch de synthèse de l'ammoniac.

• American Mineralogist, Volume 60, 1975, page 946 et Volume 61, 1976, page 177.