Qu’est-ce que le chlorure de ruthénium ?
Le chlorure de ruthénium est un composé de chlore et de ruthénium.
Il est communément appelé chlorure de ruthénium(III) ou trichlorure de ruthénium. La forme anhydre du chlorure de ruthénium est rarement utilisée dans des applications pratiques, bien que ses propriétés physiques aient souvent été étudiées.
Il se présente généralement sous la forme d’un hydrate, représenté par RuCl3.xH2O. L’anhydride et l’hydrate sont de couleur brun foncé à noire, et le trihydrate peut également se former et être utilisé comme matière première pour les composés de ruthénium.
Utilisations du chlorure de ruthénium
Les hydrates de chlorure de ruthénium(I) peuvent être utilisés comme précurseurs de divers composés. Le chlorure de ruthénium(III) n-hydraté sert de matière première pour les catalyseurs au ruthénium et est utilisé en synthèse organique pour les réactions d’hydrogénation asymétrique et de métathèse.
Il est également utilisé comme matière première pour le placage de Ru (placage de ruthénium), qui offre la même dureté et la même résistance à l’usure que le placage de rhodium conventionnel, mais à un coût deux fois moindre. Il s’agit donc d’une alternative prometteuse au placage au rhodium.
De plus, il est également utilisé comme matière première pour les électrodes et comme catalyseur de métaux précieux.
Propriétés du chlorure de ruthénium
Le chlorure de ruthénium a un point de fusion de 500°C et se présente sous la forme d’un solide noir ou brun foncé à température ambiante.
RuCl3・xH2O est un précurseur d’une grande variété de composés, et les composés de ruthénium présentent divers états d’oxydation. Les nombres d’oxydation tels que +2, +3 et +4 sont stables.
Le chlorure de ruthénium(II), également appelé dichlorure de ruthénium, a pour formule chimique RuCl2.
Structure du chlorure de ruthénium
La formule chimique du chlorure de ruthénium est RuCl3 ; il peut être synthétisé en chauffant de la poudre de ruthénium à 700°C dans une atmosphère de monoxyde de carbone et de chlore dans un rapport de 1:4, puis en refroidissant. Les hydrates de chlorure de ruthénium sont connus sous le nom de monohydrate et de trihydrate. Le chlorure de ruthénium est disponible sous forme de cristaux alpha et bêta.
La forme α est un cristal foliacé noir. Sa structure cristalline est similaire à celle du chlorure de chrome(III). La distance entre les ruthéniums est de 346 pm. Il est insoluble dans l’eau et l’alcool éthylique.
Le type β est une poudre brun foncé ressemblant à un cheveu, avec une structure cristalline octaédrique sous forme de faces octaédriques superposées. La distance entre les ruthéniums est de 283 pm. Il est soluble dans l’alcool éthylique ; le chauffage des cristaux de type β à 400-600°C les convertit irréversiblement en cristaux de type α.
Autres informations sur le chlorure de ruthénium
1. Réactions du chlorure de ruthénium
Dans des conditions douces, RuCl3.xH2O réagit avec le monoxyde de carbone. Le chlorure de fer, en revanche, ne réagit pas avec le monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone réduit le RuCl3 rouge à brun en Ru(II) jaunâtre.
Par exemple, lorsque le monoxyde de carbone à 1 atm réagit avec une solution d’éthanol de RuCl3∙xH2O, on obtient [Ru2Cl4(CO)4], [RuCl3(CO)3]- et [Ru2Cl4(CO)4]2-. En ajoutant d’autres ligands à la solution, des complexes de type RuClxCOyLz (L = PR3) peuvent être synthétisés.
La réduction du complexe carbonylé par le zinc donne un dodécacarbonyle de triruthénium orange, représenté par Ru3(CO)12 avec des grappes triangulaires.
2. Composés synthétisés à partir du chlorure de ruthénium
Parmi les exemples de composés pouvant être synthétisés en utilisant le chlorure de ruthénium comme matière première, l’on peut citer RuCl2(PPh3)3, [RuCl2(C6H6)]2, RuCl2(C5Me5)2, [Ru(bpy)3]Cl2 et Ru(C5H7O2)3. Tous ces produits peuvent être synthétisés à partir de l’hydrate RuCl3.xH2O.
Par exemple, RuCl2(PPh3)3 et [RuCl2(C6H6)]2 sont de couleur chocolat, tandis que RuCl2(PPh3)3 est soluble dans le benzène. Les hydrocarbures aromatiques tels que l’hexaméthylbenzène peuvent également être utilisés comme ligand pour [RuCl2(C6H6)]2 ; Ru(C5H7O2)3 est soluble dans le benzène.