În 1861, o metodă fizică nou inventată pentru studiul substanțelor - analiza spectrală - și-a demonstrat încă o dată puterea și fiabilitatea ca fiind cheia unui mare viitor în știință și tehnologie. Cu ajutorul acestuia, a fost descoperit un al doilea element chimic necunoscut anterior - rubidiu. Apoi, odată cu descoperirea legii periodice în 1869 de către D.I. Mendeleev, rubidiul, împreună cu alte elemente, și-a luat locul în tabel, ceea ce a adus ordine în știința chimică.

Studii ulterioare ale rubidiului au arătat că acest element are o serie de proprietăți interesante și valoroase. Vom considera aici pe cele mai caracteristice și mai importante dintre ele.

Caracteristicile generale ale elementului chimic

Rubidiul are număr atomic 37, adică atomii săi conțin exact același număr de particule încărcate pozitiv - protoni - în nucleele lor. În consecință, un atom neutru are 37 de electroni.

Simbolul elementului este Rb. Rubidiul este clasificat ca element al grupului I, perioada - a cincea (în versiunea cu perioadă scurtă a tabelului aparține subgrupului principal al grupului I și este situat în al șaselea rând). Este un metal alcalin și este o substanță cristalină moale, foarte fuzibilă, de culoare alb-argintiu.

Istoria descoperirilor

Onoarea descoperirii elementului chimic rubidiu aparține a doi oameni de știință germani - chimistul Robert Bunsen și fizicianul Gustav Kirchhoff, autorii metodei spectroscopice de studiere a compoziției materiei. După ce utilizarea analizei spectrale a dus la descoperirea cesiului în 1860, oamenii de știință și-au continuat cercetările, iar chiar anul următor, când au studiat spectrul lepidolitului mineral, au descoperit două linii roșii închise neidentificate. Datorită nuanței caracteristice a celor mai puternice linii spectrale, prin care a fost posibil să se stabilească existența unui element necunoscut anterior, și-a primit numele: cuvântul rubidus este tradus din latină ca „crimson, roșu închis”.

În 1863, Bunsen a izolat pentru prima dată rubidioul metalic din apa minerală de izvor prin evaporarea unei cantități mari de soluție, separarea sărurilor de potasiu, cesiu și rubidiu și în cele din urmă reducând metalul folosind funingine. Mai târziu, N. Beketov a reușit să restaureze rubidiul din hidroxidul său folosind pulbere de aluminiu.

Caracteristicile fizice ale elementului

Rubidiul este un metal ușor; are o densitate de 1,53 g/cm 3 (la temperatură zero). Formează cristale cu o rețea cubică centrată pe corp. Rubidiul se topește la doar 39 °C, adică la temperatura camerei consistența sa este deja aproape de pastă. Metalul fierbe la 687 °C, vaporii lui au o nuanță verzui-albastru.

Rubidiul este paramagnetic. Conductivitatea sa este de peste 8 ori mai mare decât cea a mercurului la 0 °C și aproape de același număr de ori mai mică decât cea a argintului. Ca și alte metale alcaline, rubidiul are un prag de efect fotoelectric foarte scăzut. Pentru a excita un fotocurent, cu undă lungă (adică cu frecvență joasă și care transportă mai puțină energie) sunt suficiente razele de lumină roșie. În acest sens, doar cesiul îl depășește ca sensibilitate.

Izotopi

Rubidiul are o greutate atomică de 85,468. Se găsește în natură ca doi izotopi, care diferă prin numărul de neutroni din nucleu: rubidiu-85 reprezintă cea mai mare proporție (72,2%), iar rubidiu-87 într-o cantitate mult mai mică - 27,8%. Nucleele atomilor lor, pe lângă 37 de protoni, conțin 48 și, respectiv, 50 de neutroni. Izotopul mai ușor este stabil, iar rubidiul-87 are un timp de înjumătățire uriaș - 49 de miliarde de ani.

În prezent, au fost obținuți artificial câteva zeci de izotopi radioactivi ai acestui element chimic: de la rubidiu-71 ultra-ușor la rubidiu-102, care este supraîncărcat cu neutroni. Timpul de înjumătățire al izotopilor artificiali variază de la câteva luni la 30 de nanosecunde.

Proprietăți chimice de bază

După cum sa menționat mai sus, printre elementele chimice rubidiul (cum ar fi sodiul, potasiul, litiul, cesiul și franciul) aparține metalelor alcaline. Particularitatea configurației electronice a atomilor lor, care determină proprietățile chimice, este prezența unui singur electron la nivelul energetic exterior. Acest electron părăsește cu ușurință atomul, iar ionul metalic capătă o configurație electronică favorabilă energetic a elementului inert din fața lui în tabelul periodic. Pentru rubidiu, aceasta este configurația criptonului.

Astfel, rubidiul, ca și alte metale alcaline, are proprietăți reducătoare pronunțate și o stare de oxidare de +1. Proprietățile alcaline sunt mai pronunțate odată cu creșterea greutății atomice, deoarece raza atomului crește și, în consecință, conexiunea dintre electronul exterior și nucleu este slăbită, ceea ce determină o creștere a activității chimice. Prin urmare, rubidiul este mai activ decât litiul, sodiul și potasiul, iar cesiul, la rândul său, este mai activ decât rubidiul.

Rezumând toate cele de mai sus despre rubidiu, elementul poate fi analizat ca în ilustrația de mai jos.

Compuși formați din rubidiu

În aer, acest metal, datorită activității sale reactive excepționale, se oxidează violent, cu aprindere (flacăra are o culoare violet-roz); În timpul reacției, se formează superoxid și peroxid de rubidio, care prezintă proprietățile agenților oxidanți puternici:

• Rb + O2 → RbO2.
• 2Rb + O 2 → Rb 2 O 2.

Se formează un oxid dacă accesul oxigenului la reacție este limitat:

• 4Rb + O 2 → 2Rb 2 O.

Este o substanță galbenă care reacționează cu apa, acizii și oxizii acizilor. În primul caz, se formează una dintre cele mai puternice alcaline - hidroxid de rubidiu, în rest - săruri, de exemplu, sulfat de rubidio Rb 2 SO 4, dintre care majoritatea sunt solubile.

Și mai violent, însoțită de o explozie (deoarece atât rubidiul, cât și hidrogenul eliberat se aprind instantaneu), are loc reacția metalului cu apa, în care se formează hidroxid de rubidiu, un compus extrem de agresiv:

• 2Rb + 2H20 → 2RbOH +H2.

Rubidiul este un element chimic care poate reacționa direct cu multe nemetale - fosfor, hidrogen, carbon, siliciu și halogeni. Halogenurile de rubidiu - RbF, RbCl, RbBr, RbI - sunt foarte solubile în apă și în unii solvenți organici, de exemplu, etanol sau acid formic. Interacțiunea metalului cu sulful (măcinarea cu pulbere de sulf) are loc exploziv și duce la formarea de sulfură.

Există, de asemenea, compuși de rubidiu slab solubili, precum perclorat RbClO 4, ei sunt utilizați în analiză pentru determinarea acestui element chimic.

Fiind în natură

Rubidiul nu este un element rar. Se găsește aproape peste tot, face parte din multe minerale și roci și se găsește și în apele oceanelor, subterane și râurilor. În scoarța terestră, conținutul de rubidiu atinge conținutul total de cupru, zinc și nichel. Cu toate acestea, spre deosebire de multe metale mult mai rare, rubidiul este un oligoelement extrem de mic, concentrația sa în rocă este foarte scăzută și nu își formează propriile minerale.

În compoziția mineralelor, rubidiul însoțește peste tot potasiul. Cea mai mare concentrație de rubidiu se găsește în lepidoliți, minerale care servesc și ca sursă de litiu și cesiu. Deci rubidiul este întotdeauna prezent în cantități mici acolo unde se găsesc alte metale alcaline.

Câteva despre utilizarea rubidiului

Scurtă descriere a chimiei. Elementul de rubidiu poate fi completat cu câteva cuvinte despre zonele în care se utilizează acest metal și compușii săi.

Rubidiul este folosit în producția de fotocelule, în tehnologia laser, și face parte din unele aliaje speciale pentru tehnologia rachetelor. În industria chimică, sărurile de rubidiu sunt folosite datorită activității lor catalitice ridicate. Unul dintre izotopii artificiali, rubidium-86, este utilizat în detectarea defectelor gamma și, în plus, în industria farmaceutică pentru sterilizarea medicamentelor.

Un alt izotop, rubidium-87, este folosit în geocronologie, unde este folosit pentru a determina vârsta rocilor antice datorită timpului său de înjumătățire foarte lung (metoda rubidiu-stronțiu).

Dacă în urmă cu câteva decenii se credea că rubidiul era un element chimic al cărui domeniu de aplicare era puțin probabil să se extindă, acum apar noi perspective pentru acest metal, de exemplu, în cataliză, în turbine de temperatură înaltă, în optică specială și în alte zone. Deci rubidiul joacă și va continua să joace un rol important în tehnologiile moderne.

Element de Rubidiu este un metal alcalin alb cu un luciu metalic (vezi foto). Este ușor de topit; acest proces are loc la o temperatură de numai 39°C. În toate caracteristicile sale, elementul este similar cu potasiul și sodiul. Numele Rubidium este lat. roșu închis nu i-a fost atribuit pentru colorarea sa naturală. Oamenii de știință germani Bunsen și Kirchhoff au examinat noua substanță într-un spectrograf și au observat linii roșii.

Rubidiul este un element foarte activ, dar caracteristica sa este că majoritatea reacțiilor au loc exploziv, iar arderea este însoțită de o flacără violetă strălucitoare. În mod similar, interacțiunea are loc cu toate elementele cunoscute, indiferent de natura lor (metal-nemetal). Păstrați-l în vase cu kerosen uscat sau în vid. Pe lângă faptul că este activ, rubidiul este și un element radioactiv care se transformă treptat în stronțiu.

Această substanță este, prin natura sa, foarte unică. Când este expus la lumină, devine o sursă de curent electric. Acest fenomen se numește efect fotoelectric și permite ca elementul să fie utilizat pentru fabricarea fotocelulelor utilizate în cinematograf, televiziune și controlul de la distanță al automatizării. Rubidiul este foarte apreciat și, prin urmare, consumul este destul de mic (câteva zeci de kilograme pe an).

De asemenea, este utilizat la fabricarea instrumentelor de măsurare, ca componente ale lubrifianților pentru tehnologia rachetelor și spațiale care funcționează în condiții de vid și în echipamente cu raze X. Datorită conținutului de rubidiu și stronțiu din roci, geologii pot determina vârsta lor.

În natură, rubidiul este destul de comun, dar numai sub formă de impurități. Sărurile sale se găsesc adesea în izvoarele minerale și roci vulcanice.

Efectul rubidiului și rolul său biologic

Efectul unui macroelement asupra unui organism biologic este asociat cu concentrarea acestuia în anumite organe: țesut osos, plămâni, creier, ovare. Absorbția sa din alimente are loc în tractul gastrointestinal și este excretată prin secreții naturale.

Oamenii de știință nu au studiat încă suficient efectul elementului asupra oamenilor, dar, fără îndoială, joacă un rol semnificativ în organism și are următorul efect:

• poate înlocui într-o oarecare măsură potasiul și joacă rolul său în activarea enzimelor;
• are efect antihistaminic (combate efectele alergenilor);
• slăbește procesele inflamatorii în celule și în organism în ansamblu;
• restabilește echilibrul sistemului nervos central și are un efect calmant.

Astăzi, oamenii de știință studiază efectul elementului asupra stimulării circulației sângelui și folosesc aceste proprietăți pentru a trata hipotensiunea arterială. Un alt medic celebru S. Botkin a observat în 1898 că clorura de rubidiu poate crește presiunea în artere și a asociat aceasta cu procesul de vasoconstricție și activarea sistemului cardiovascular.

S-a remarcat, de asemenea, că microdozele de element pot face ca celulele roșii din sânge să reziste efectelor nocive și să crească masa de hemoglobină din ele. Aceasta, la rândul său, duce la creșterea imunității.

Cel mai adesea, rubidiul este studiat în combinație cu cesiu. Sărurile acestor elemente ajută la îndurarea hipoxiei - lipsa de oxigen.

Sperăm că acest element va dezvălui mai multe dintre abilitățile sale unice lumii medicale și științifice.

Norma zilnică

Necesarul zilnic de macronutrienți pentru un adult este de aproximativ 1-2 mg. Este absorbit de organism destul de repede - după 1-1,5 ore puteți găsi conținutul său în sânge. În total, țesuturile și organele umane conțin aproximativ 1 gram de rubidiu.

Deficiența unui element chimic în organism

Deficiența de macronutrienți și efectele sale asupra corpului uman au fost practic neexplorate. Experimentele au fost efectuate numai pe animale și reacția lor a fost următoarea:

• pierderea poftei de mâncare și chiar refuzul complet de a mânca;
• întârzierea creșterii, dezvoltarea lentă, speranța de viață scurtă;
• naștere prematură, avorturi spontane;
• anomalii in dezvoltarea fetala si scaderea fertilitatii.

Exces de rubidiu

Un exces de macroelement poate provoca complicații periculoase din cauza faptului că rubidiul aparține aceleiași categorii de elemente otrăvitoare și toxice ca și arsenul și acidul sulfuric. Supradozajele pot provoca daune mari sănătății și chiar moartea.

Motivul pentru astfel de doze mari poate fi munca în întreprinderi în care sunt utilizați compuși de substanțe care pătrund în organism cu vapori și praf. Teoretic, unul dintre motive ar putea fi aportul excesiv de element din alimente și apă.

O ușoară creștere a nivelului unui macronutrient poate duce la migrene, insomnie, boli și inflamații ale plămânilor și organelor respiratorii, bătăi rapide ale inimii (aritmii), alergii ale pielii și niveluri crescute de proteine ​​în urină. Dacă otrăvirea este cauzată de acumularea de mase critice ale unui element, atunci consecințele sunt similare cu cele cauzate de o deficiență a elementului: creștere și dezvoltare mai lentă, durata de viață scurtă.

Din nou unicitatea? Avantajul este că trebuie să luați mai mult de 1000 mg pe zi pentru ca aceste simptome să apară, ceea ce este deja foarte dificil.

Tratamentul intoxicației se efectuează cu substanțe care, atunci când reacţionează cu toxinele, formează compuși care se dizolvă ușor în apă și sunt excretați de rinichi. Practic este un agent complexant pe baza de potasiu sau sodiu. Medicamentele sunt, de asemenea, utilizate pentru ameliorarea simptomelor caracteristice.

Care sunt sursele elementului?

Lista alimentelor care conțin rubidiu constă în principal din alimente vegetale. Iată cele mai de bază dintre ele: vinete, ghimbir, cartofi, sfeclă, roșii, usturoi, ceapă, ciuperci (champignons și ciuperci porcini), multe fructe și fructe uscate, nuci (migdale, nuci și pin, alune, fistic), floarea soarelui. seminte, cereale, leguminoase. Organismul nostru primește cea mai mare cantitate din ceai și cafea (aproximativ 40% din cantitatea totală) și apă minerală, în funcție de proveniență.

Acest element este capabil să se acumuleze în țesuturile vii, în special în organismele marine. Prin urmare, consumul de fructe de mare vă va ajuta să obțineți cantitatea necesară de rubidiu.

Indicatii de utilizare

Indicațiile pentru prescrierea unui macronutrient se bazează pe natura efectului asupra corpului uman. Principalul său scop medicinal este tratamentul tulburărilor sistemului nervos. Chiar și acum 100 de ani, a fost folosit în mod activ pentru a scăpa de epilepsie. Astăzi este folosit ca medicament neurotrop pentru a întări sistemul nervos.

De asemenea, poate fi necesar în tratamentul bolilor alergice, slăbiciunii musculare și anemiei.

Conținutul articolului

RUBIDIUM(Rubidiu) Rb, un element chimic din grupa I (Ia) din Tabelul periodic. Element alcalin. Număr atomic 37, masă atomică relativă 85,4678. Se găsește în natură ca un amestec de izotopul stabil 85 Rb (72,15%) și izotopul radioactiv 87 Rb (27,86%) cu un timp de înjumătățire de 4,8. 10 10 ani. Alți 26 de izotopi radioactivi de rubidiu cu numere de masă de la 75 la 102 și timpi de înjumătățire de la 37 ms (rubidiu-102) la 86 de zile (rubidiu-83) au fost obținuți artificial.

Stare de oxidare +1.

Rubidiul a fost descoperit în 1861 de oamenii de știință germani Robert Bunsen și Gustav Kirchhoff și a fost unul dintre primele elemente descoperite prin spectroscopie, care a fost inventată de Bunsen și Kirchhoff în 1859. Numele elementului reflectă culoarea celei mai strălucitoare linii din spectrul său ( din latinescul rubidus deep red) .

În timp ce studiau diferite minerale cu un spectroscop, Bunsen și Kirchhoff au observat că una dintre probele de lepidolit trimise din Rosen (Saxonia) a produs linii în regiunea roșie a spectrului. (Lepidolitul este un mineral de potasiu și litiu, care are compoziția aproximativă K 2 Li 3 Al 4 Si 7 O 21 (OH,F) 3.) Aceste linii nu au fost găsite în spectrele vreunei substanțe cunoscute. Curând, s-au descoperit linii roșii închise similare în spectrul de sedimente obținute în urma evaporării apei din probe prelevate din izvoarele minerale din Pădurea Neagră. Cu toate acestea, conținutul noului element din probele testate a fost neglijabil, iar pentru a extrage cantități mai mult sau mai puțin vizibile, Bunsen a fost nevoit să evapore peste 40 m 3 de ape minerale. Din soluția evaporată a precipitat un amestec de cloroplatinat de potasiu, rubidiu și cesiu. Pentru a separa rubidiul de rudele sale cele mai apropiate (și mai ales dintr-un exces mare de potasiu), Bunsen a supus precipitatului la cristalizare fracționată repetată și a obținut cloruri de rubidiu și cesiu din fracția cea mai puțin solubilă și apoi le-a transformat în carbonați și tartrați (săruri de acid tartric) , care a permis o purificare și mai bună a rubidiului și a eliberat-o de cea mai mare parte a cesiului. Bunsen a reușit să obțină nu numai săruri individuale de rubidiu, ci și metalul în sine. Rubidiul metalic a fost obținut mai întâi prin reducerea sării acide a acidului tartratului de rubidiu cu funingine.

Un sfert de secol mai târziu, chimistul rus Nikolai Nikolaevich Beketov a propus o altă metodă de obținere a rubidiului metalic - prin reducerea acestuia din hidroxid cu pulbere de aluminiu. El a efectuat acest proces într-un cilindru de fier cu un tub de evacuare a gazului, care a fost conectat la un rezervor de frigider din sticlă. Cilindrul a fost încălzit pe un arzător cu gaz și a început o reacție violentă în el, însoțită de eliberarea de hidrogen și sublimarea rubidiului în frigider. După cum a scris însuși Beketov, „rubidiul este condus treptat, curgând în jos ca mercurul și chiar și-și păstrează luciul metalic datorită faptului că proiectilul este umplut cu hidrogen în timpul operațiunii”.

Distribuția rubidiului în natură și extracția sa industrială. Conținutul de rubidiu din scoarța terestră este de 7,8·10 3%. Acesta este aproximativ același ca pentru nichel, cupru și zinc. În ceea ce privește abundența în scoarța terestră, rubidiul se află aproximativ pe locul 20, dar în natură este într-o stare dispersată, rubidiul este un oligoelement tipic. Mineralele intrinseci de rubidiu sunt necunoscute. Rubidiul se găsește împreună cu alte elemente alcaline și însoțește întotdeauna potasiul. Se găsește în multe roci și minerale, în special în America de Nord, Africa de Sud și Rusia, dar concentrația sa acolo este extrem de scăzută. Doar lepidolitele conțin puțin mai mult rubidiu, uneori 0,2% și ocazional până la 13% (în termeni de Rb 2 O).

Sărurile de rubidiu sunt dizolvate în apa mărilor, oceanelor și lacurilor. Concentrația lor aici este foarte scăzută, în medie de aproximativ 100 µg/l. În unele cazuri, conținutul de rubidiu în apă este mai mare: în estuarele Odesa s-a dovedit a fi de 670 µg/l, iar în Marea Caspică 5700 µg/l. Conținut crescut de rubidiu a fost găsit și în unele izvoare minerale din Brazilia.

Din apa de mare, rubidiul a trecut în depozitele de sare de potasiu, în principal în carnalite. În carnalitele Strassfurt și Solikamsk, conținutul de rubidiu variază de la 0,037 la 0,15%. Carnalitul mineral este un compus chimic complex format din cloruri de potasiu si magneziu cu apa; formula sa este KCl MgCl 2 6H 2 O. Rubidiul dă o sare de compoziție similară RbCl MgCl 2 6H 2 O, iar ambele săruri de potasiu și rubidiu au aceeași structură și formează o serie continuă de soluții solide, cristalizând împreună. Carnalita este foarte solubilă în apă, așa că deschiderea mineralului nu este dificilă. Metode raționale și economice pentru extragerea rubidiului din carnalit, împreună cu alte elemente, au fost acum dezvoltate și descrise în literatură.

Cu toate acestea, majoritatea rubidiului extras este obținut ca produs secundar în producția de litiu din lepidolit. După ce litiul este izolat sub formă de carbonat sau hidroxid, rubidiul este precipitat din lichidele mamă sub formă de amestec de aluminiu rubidiu, aluminiu-potasiu și aluminiu-cesiu alaun MAl(SO 4) 2 12H 2 O (M = Rb, K, Cs). Amestecul este separat prin recristalizare repetată. Rubidiul este, de asemenea, izolat din electrolitul rezidual obținut la producerea magneziului din carnalită. Rubidiul este izolat din acesta prin sorbție pe precipitate de ferocianuri de fier sau nichel. Apoi ferocianurile se calcinează și se obține carbonat de rubidio cu impurități de potasiu și cesiu. La obţinerea cesiului din poluit, rubidiul este extras din lichidele mamă după precipitarea Cs 3 . Rubidiul poate fi extras și din soluțiile tehnologice formate în timpul producerii de alumină din nefelină.

Pentru extragerea rubidiului se folosesc metode de extracție și cromatografie cu schimb ionic. Compușii de rubidiu de înaltă puritate sunt preparați folosind polihalogenuri.

O mare parte din rubidiul produs este recuperat în timpul producției de litiu, astfel încât apariția unui mare interes pentru litiu pentru utilizare în procesele de fuziune în anii 1950 a condus la o creștere a producției de litiu și, prin urmare, a rubidiului și, prin urmare, compușii de rubidiu au devenit mai accesibili. .

Rubidiul este unul dintre puținele elemente chimice ale căror resurse și capacități de producție sunt mai mari decât nevoile actuale pentru acesta. Nu există statistici oficiale privind producția și utilizarea rubidiului și a compușilor săi. Se crede că producția anuală de rubidiu este de aproximativ 5 tone.

Piața de rubidiu este foarte mică. Nu există comerț activ cu metal și nu există preț de piață pentru acesta. Prețurile stabilite de companiile care vând rubidiu și compușii acestuia variază de zece ori.

Caracteristicile unei substanțe simple, producția industrială și utilizarea rubidiului metalic. Rubidiul este un metal moale, alb-argintiu. La temperaturi normale are o consistență aproape de pastă. Rubidiul se topește la 39,32°C, fierbe la 687,2°C. Vaporii de rubidiu sunt colorați în albastru-verzui.

Rubidiul este foarte reactiv. În aer, se oxidează și se aprinde instantaneu, formând superoxid RbO 2 (cu un amestec de peroxid Rb 2 O 2):

Rb + O 2 = RbO 2, 2Rb + O 2 = Rb 2 O 2

Rubidiul reacționează exploziv cu apa pentru a forma hidroxid RbOH și eliberează hidrogen: 2Rb + 2H 2 O = 2RbOH + H 2.

Rubidiul se combină direct cu majoritatea nemetalelor. Cu toate acestea, nu interacționează cu azotul în condiții normale. Nitrura de Rubidiu Rb 3 N se formează prin trecerea unei descărcări electrice în azot lichid între electrozii din rubidiu.

Rubidiul reduce oxizii la substanțe simple. Reacționează cu toți acizii pentru a forma sărurile corespunzătoare, iar cu alcooli dă alcoolați:

2Rb + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ORb + H 2

Rubidiul se dizolvă în amoniac lichid, producând soluții albastre care conțin electroni solvați și prezintă conductivitate electronică.

Rubidiul formează aliaje și compuși intermetalici cu multe metale. Compusul RbAu, în care legătura dintre metale este parțial ionică în natură, este un semiconductor.

Rubidiul metalic se obține în principal prin reducerea compușilor de rubidiu (de obicei halogenuri) cu calciu sau magneziu:

2RbCl + 2Ca = 2Rb + CaCl 2

Rb2CO3 + 3Mg = 2Rb + 3MgO + C

Reacția halogenurei de rubidiu cu magneziu sau calciu se efectuează la 600-800 ° C și 0,1 Pa. Produsul este purificat de impurități prin rectificare și distilare în vid.

Rubidiul poate fi obținut electrochimic dintr-o topitură de halogenură de rubidiu pe un catod de plumb lichid. Din aliajul plumb-rubidiu rezultat, rubidiul este izolat prin distilare în vid.

În cantități mici, rubidiul se obține prin reducerea cromatului de rubidiu Rb 2 CrO 4 cu pulbere de zirconiu sau siliciu, iar rubidiul de înaltă puritate se obține prin descompunerea termică lentă a azidei de rubidiu RbN 3 în vid la 390-395 ° C.

Rubidiul metalic este o componentă a materialului catodic pentru fotocelule și multiplicatori fotoelectrici, deși fotocatozii de rubidiu sunt inferiori altora, în special cesiul, ca sensibilitate și raza de acțiune. Face parte din compozițiile de lubrifianți utilizate în tehnologia aeronavă și spațială. Vaporii de rubidiu sunt utilizați în tuburile cu descărcare electrică.

Rubidiul metalic este o componentă a catalizatorilor (se aplică oxidului de aluminiu activ, gelului de silice, zgurii metalurgice) pentru oxidarea impurităților organice în timpul producerii anhidridei ftalice, precum și în procesul de producere a ciclohexanului din benzen. În prezența sa, reacția are loc la temperaturi și presiuni mai scăzute decât atunci când catalizatorii sunt activați de sodiu sau potasiu și este aproape neîntreruptă de otrăvuri care sunt „de moarte” pentru catalizatorii convenționali - substanțe care conțin sulf.

Rubidiul este periculos de manevrat. Se depozitează în fiole speciale de sticlă într-o atmosferă de argon sau în vase de oțel închise sub un strat de ulei mineral deshidratat.

Compușii de Rubidiu. Rubidiu formează compuși cu toți anionii comuni. Aproape toate sărurile de rubidiu sunt foarte solubile în apă. Ca și potasiul, sărurile Rb 2 SiF 6 și Rb 2 PtCl 6 sunt ușor solubile.

Compuși ai rubidiului cu oxigen.

Rubidiul formează numeroși compuși ai oxigenului, inclusiv Rb 2 O oxid, Rb 2 O 2 peroxid, RbO 2 superoxid și RbO 3 ozonid. Toate sunt colorate, de exemplu, Rb 2 O este galben strălucitor, iar RbO 2 este maro închis. Superoxidul de rubidiu se formează atunci când rubidiul este ars în aer. Peroxidul de rubidiu se obține prin oxidarea rubidiului dizolvat în amoniac anhidru cu peroxid de hidrogen anhidru, iar oxidul de rubidiu prin încălzirea unui amestec de rubidiu metalic și peroxidul acestuia. Oxidul, peroxidul și superoxidul sunt stabile termic, se topesc la o temperatură de aproximativ 500 ° C.

Folosind analiza de difracție cu raze X, s-a arătat că compusul de compoziție Rb 4 O 6, obținut în stare solidă prin reacția Rb 2 O 2 cu RbO 2 în raport de 1:2, are compoziția. În același timp, anionii de oxigen diatomic de diferite tipuri (peroxid și superoxid) într-o celulă unitate cubică nu se pot distinge chiar și la 60 ° C. Acest compus se topește la 461 ° C.

Ozonura de Rubidiu RbO 3 se formează prin acțiunea ozonului asupra pulberii de RbOH anhidră la temperatură scăzută:

4RbOH + 4O 3 = 4RbO 3 + 2H 2 O + O 2

Oxidarea parțială a rubidiului la temperaturi scăzute produce un compus cu compoziția Rb 6 O, care se descompune peste 7,3 ° C pentru a forma cristale strălucitoare de culoare cupru cu compoziția Rb 9 O 2. Când este expus la apă, compusul Rb 9 O 2 se aprinde. La 40,2°C se topește cu descompunere și formarea de Rb 2 O și Rb într-un raport de 2:5.

Carbonat de Rubidiu Rb 2 CO 3 se topește la 873° C, este foarte solubil în apă: la 20° C, 450 g de carbonat de rubidio se dizolvă în 100 g de apă.

În 1921, chimiștii germani Fischer Franz (1877–1947) și Hans Tropsch (1889–1935) au descoperit că carbonatul de rubidiu era o componentă excelentă de catalizator pentru producerea de sintol de petrol sintetic (un amestec de alcooli, aldehide și cetone, format din apă gazoasă). la 410°C şi o presiune de 140150 atm în prezenţa unui catalizator special).

Carbonatul de rubidiu are un efect pozitiv asupra polimerizării aminoacizilor; cu ajutorul acestuia se obțin polipeptide sintetice cu o greutate moleculară de până la 40.000, iar reacția se desfășoară foarte repede.

Hidrură de Rubidiu RbH se obține prin interacțiunea unor substanțe simple atunci când sunt încălzite la o presiune de 510 MPa în prezența unui catalizator:

2Rb + H2 = 2RbH

Acest compus se topește la 585°C; se descompune atunci când este expus la apă.

Halogenuri de Rubidiu RbF, RbCl, RbBr, RbI se prepară prin reacția hidroxidului sau carbonatului de rubidio cu acizii hidrohalici corespunzători, prin reacția sulfatului de rubidiu cu halogenuri de bariu solubile și prin trecerea sulfatului sau azotatului de rubidiu printr-o rășină schimbătoare de ioni.

Halogenurile de rubidiu sunt foarte solubile în apă, dar mai puțin solubile în solvenți organici. Se dizolvă în soluții apoase de acizi halogenați, formând hidrohalogenuri în soluție, a căror stabilitate scade de la hidrodifluorura RbHF 2 la hidrodiiodură RbHI 2.

Fluorura de rubidiu este inclusă în pahare și compoziții speciale pentru acumularea de căldură. Este un material optic, transparent în intervalul de 916 microni. Clorura de rubidiu servește ca electrolit în celulele de combustie. Se adaugă la piesele turnate speciale din fier pentru a le îmbunătăți proprietățile mecanice și este o componentă a materialului catodic al tuburilor cu raze catodice.

Pentru amestecurile de cloruri de rubidiu cu cloruri de cupru, argint sau litiu, rezistența electrică scade atât de puternic odată cu creșterea temperaturii, încât pot deveni termistori foarte convenabil în diferite instalații electrice care funcționează la temperaturi de 150-290 ° C.

Iodura de rubidiu este folosită ca componentă a materialelor luminiscente pentru ecrane fluorescente, electroliți solizi în sursele de curent chimic. Compusul RbAg 4 I 5 are cea mai mare conductivitate electrică dintre toate cristalele ionice cunoscute. Poate fi folosit în baterii cu film subțire.

Conexiuni complexe. Rubidiul nu se caracterizează prin formarea de legături covalente. Cele mai stabile complecși ai săi sunt cu liganzi polidentați, cum ar fi eterii de coroană, unde de obicei prezintă un număr de coordonare de 6.

Un alt grup de liganzi foarte eficienți care au fost utilizați recent pentru a coordona cationii elementelor alcaline sunt liganzii polidentați macrociclici, pe care chimistul organic francez Jean Marie Lehn i-a numit criptand (Fig. 1).

Rubidiul formează complexul SNC. H 2 O, în care criptandul N((CH 2 CH 2 O) 2 CH 2 CH 2 ) 3 N (cripta) înglobează cationul într-un poliedru de coordonare în formă de prismă trigonală cu două calote (Fig. 2).

Ozonura de rubidiu formează soluții stabile în solvenți organici (cum ar fi CH 2 Cl 2, tetrahidrofuran sau CH 3 CN) dacă cationul este coordonat de eteri coroană sau criptand. Evaporarea lentă a soluțiilor de amoniac ale unor astfel de complexe duce la formarea de cristale roșii. Analiza prin difracție de raze X a compusului a arătat că numărul de coordonare al atomului de rubidiu este 9. Formează șase legături cu eterul coroană, două cu ionul O 3 și una cu molecula de amoniac.

Aplicarea izotopilor de rubidio.

Rubidiu-87 emite spontan electroni (radiație b) și se transformă într-un izotop de stronțiu. Aproximativ 1% din stronțiu s-a format pe Pământ chiar în acest fel, iar dacă determinați raportul dintre izotopii de stronțiu și rubidiu cu un număr de masă de 87 în orice rocă, puteți calcula vârsta acestuia cu mare precizie. Această metodă este potrivită pentru cele mai vechi roci și minerale. Cu ajutorul lui, s-a stabilit, de exemplu, că cele mai vechi roci de pe continentul american au apărut acum 2100 de milioane de ani.

Radionuclidul rubidium-82, cu un timp de înjumătățire de 76 s, este utilizat în diagnosticare. Cu ajutorul acestuia, în special, se evaluează starea miocardului. Izotopul este injectat în fluxul sanguin al pacientului și fluxul sanguin este analizat folosind tomografia cu emisie de pozitroni (PET).

Elena Savinkina

Rubidiul a fost descoperit în 1861 de R. Bunsen și G. Kirgoff pe baza liniilor speciale din regiunea roșu închis a spectrului.

Chitanță:

Rubidiul nu își formează propriile minerale; se găsește în roci apatite-nefeline, mica și carnalită. Se obtine prin metode metaloterme (reducerea clorurii de rubidio cu calciu metalic) si descompunerea termica a compusilor, urmata de purificarea de impuritati prin distilare in vid.
Producția mondială (1979) este de aproximativ 450 kg/an (fără URSS).

Proprietăți fizice:

Metal lucios, alb-argintiu. Densitatea rubidiului este mică d=1,5 g/cm3; t pl = 39°, t kip = 689°. Foarte moale, ușor de tăiat cu un cuțit.

Proprietăți chimice:

Rubidiul se aprinde instantaneu în aer, precum și într-o atmosferă de fluor și clor, iar interacțiunea cu bromul lichid este însoțită de o explozie puternică.
Reactioneaza exploziv cu apa si acizii diluati.

Cele mai importante conexiuni:

Oxid, Rb2O- galben, reactioneaza energic cu apa, formand un hidroxid, activ chimic.
Hidroxid, RbOH- substanta incolora, foarte higroscopica, baza tare.
Peroxizii Când rubidiul este ars, se formează superoxidul RbO2. Indirect, puteți obține și Rb 2 O 2, care este mai puțin stabil decât Na 2 O 2. Rb2O2 şi RbO2 sunt agenţi oxidanţi puternici. Se descompun ușor cu apă și cu atât mai mult cu acizi diluați.
2RbO 2 + 2H + = 2Rb + + H 2 O 2 + O 2
Un agent oxidant și mai puternic este ozonida RbO3:
4RbOH + 4O 3 =4RbO 3 +O 2 +2H 2 O
Săruri. Aproape toate sărurile de rubidiu sunt ușor solubile în apă, formează hidrați cristalini și sunt incolore.
Persulfurile de rubidiu (polisulfurile) se obțin prin fierberea sulfurilor cu exces de sulf. Sunt rezistenti.

Aplicație:

Datorită activității ridicate a rubidiului, atomii săi pierd cu ușurință electroni sub influența luminii (efect fotoelectric), prin urmare rubidiul este utilizat pe scară largă la fabricarea fotocatozilor utilizați în circuitele de măsurare, dispozitive de reproducere a sunetului pentru fonograme optice, în tuburile de televiziune de transmisie, etc.
Rubidiul este folosit pentru a elimina urmele de aer din tuburile vidate.
Compușii de rubidiu sunt utilizați în medicină și în chimia analitică, ca catalizator în sinteza organică. Sărurile sunt folosite ca electroliți în celulele de combustie.

Rubidiu- un metal al cărui nume seamănă cu numele unei pietre prețioase. Mineralul este roșu. Acest lucru îi justifică numele, tradus ca „stacojiu”.

Rubidiul este gri-argintiu. Care e siretlicul? În istoria descoperirii metalelor. A fost izolat de mineral.

După ce au descompus piatra în componentele sale, chimiștii „au pierdut” 2,5% din masă. La început, ei l-au atribuit evaporării apei în timpul reacțiilor.

Apoi, am decis să facem o analiză spectrală. A fost dezvăluită o linie roșie închisă.

Elementele cunoscute științei nu aveau acest lucru. Deci, în 1863 a fost deschis rubidiu metalic. Ce a reușit omenirea să învețe despre el în ultimul secol și jumătate, vom spune mai jos.

Proprietățile chimice și fizice ale rubidiului

Rubidiu metalic formează cristale. Se aseamănă cu cuburi. Caracteristica metalelor este vizibilă numai pe o secțiune transversală a agregatelor.

Tăierea lor nu este o problemă - materialul este moale, ca brânza. Aceasta este o caracteristică a majorității metalelor alcaline, care includ rubidiu. Formulă este caracterizat de un electron la nivelul exterior.

Sunt în total 5. Nu este surprinzător faptul că elementul este un agent reducător puternic și este activ din punct de vedere chimic. Un electron scos din nucleu este ușor înlocuit.

Așa se formează toate tipurile de săruri, de exemplu, clorură de rubidiu. Ca și alți compuși, este ușor solubil în apă.

Doi izotopi ai elementului 37 au fost identificați în natură. al 85-lea atom de rubidio este stabil, dar 87 este radioactiv, deși slab.

După degradarea completă, al 87-lea izotop este transformat într-o specie stabilă. În condiții artificiale element de rubidiu a dat 20 de izotopi.

Toate sunt radioactive. Numerele izotopice sunt egale cu masa lor atomică. Dacă este mai mică de 85, sunt emise raze beta +.

Un astfel de rubidiu se dezintegrează adesea în câteva minute și uneori chiar în secunde. Al 81-lea izotop este cel mai stabil.

Timpul său de înjumătățire este de 4 ore. Ulterior, criptonul este eliberat. Acesta este un gaz, de asemenea radioactiv.

Dacă un metal intră în compuși cu alții, acesta este întotdeauna monovalent, adică formează o singură legătură chimică cu un alt atom.

Starea de oxidare este +1. Oxid de Rubidiu se formează numai în condiţii de lipsă de oxigen.

Dacă este suficient, are loc o reacție violentă, rezultatul căreia este peroxidul și superoxidul celui de-al 37-lea element.

Într-un mediu cu oxigen rubidiu de metal alcalin lumina aprinsa. Aici se află violența reacției.

Combinația cu apa este și mai periculoasă. Are loc o explozie. Trebuie să fii atent și la carbură. rubidiu

Element chimicîn substanță este capabil de ardere spontană într-un mediu cu dioxid de carbon. În apă, compusul, ca metalul pur, explodează.

Rubidiul, în acest caz, arde. Tot ce rămâne este carbon. Se eliberează sub formă de cărbune. Deci, aceasta este una dintre modalitățile de a extrage combustibil.

Aplicații de rubidiu

Elementul a fost folosit pentru prima dată de natură. A pus 1 miligram de metal în corpul fiecărei persoane.

Rubidiul se găsește în oase, plămâni, creier, ovarele feminine. Al 37-lea element acționează ca un antialergen, are un efect antiinflamator, inhibă ușor și calmează.

În sânge rubidiu, culoare a cărui caracteristică spectrală se îmbină cu tonul celulelor roșii din sânge, luptă împotriva radicalilor liberi.

Metalul reduce, de asemenea, efectul agenților oxidanți. Datorită acestui fapt, celulele sanguine trăiesc mai mult și funcționează mai bine. Creșterea imunității și a hemoglobinei.

Medicii prescriu preparate cu rubidiu ca analgezice și somnifere.

În plus, al 37-lea element este primit de epileptici. Medicii se bazează pe efectul inhibitor al medicamentului asupra impulsurilor nervoase.

Rubidiul este excretat din organism prin urină. Prin urmare, este necesară completarea. Doza zilnică de element este de 1-2 miligrame.

Le puteți obține mâncând leguminoase, cereale, nuci, ciuperci porcini, aproape toate fructele și fructele de pădure, în special coacăze negre.

În afara corpului, rubidiul este prezent în tuburile de televiziune, dispozitivele care reproduc fonogramele optice și în fotocatozi.

Motivul este efectul fotoelectric. Elementul 37 este capabil de acest lucru datorită pierderii rapide de electroni sub influența luminii.

Comportament similar cesiu. Rubidiu concurează cu acesta pentru un loc pe piața celulelor solare.

Fluorura de Rubidiu, ca și alte săruri ale elementului, sunt plasate în celulele de combustie. Al 37-lea compus metalic servește ca electrolit în ele.

Un electrolit este, de asemenea hidroxid de rubidio. Este recomandat pentru sursele de energie chimică la temperatură scăzută.

Al 37-lea element își poate accelera curgerea ca aditiv la soluția de hidroxid.

Acționează deja ca un catalizator carbonat de rubidio. Este achiziționat pentru producția de ulei sintetic. Se numește synthol.

Catalizatori speciali de rubidiu au fost patentați pentru sinteza alcoolilor superiori, stirenului și butadeinei.

Azotat de Rubidiu recunoscut ca mijloc de calibrare a calorimetrelor. Acestea sunt dispozitive care măsoară cantitatea de căldură.

Tehnologia detectează atât eliberarea, cât și absorbția în timpul diferitelor procese chimice, fizice și biologice.

Nu pot trece fără rubidiuși industria nucleară. Al 37-lea element este listat în compoziția lichidelor de răcire metalice.

Sunt închiși în reactoare nucleare. Rubidiul se găsește și în tuburile radio cu vid. Metalul formează ioni pozitivi pe filamentele lor.

În industria spațială rubidiu metalic incluse în amestecurile de lubrifianți. Elementul 37 poate fi găsit chiar și în termometre.

Nu vorbim de probe de mercur, ci de modele pentru măsurarea temperaturilor ridicate până la 400 de grade Celsius. Aceste termometre conțin un amestec de cloruri și rubidiu

Electronic industria folosește vapori de metale alcaline. În special, acestea sunt asociate cu producția de magnetometre foarte sensibile. Ele sunt utilizate în explorarea spațiului și studiile geofizice.

Exploatarea rubidiului

Rubidiul este un oligoelement. Acest lucru face dificilă dezvoltarea rezervelor substanțiale. Metalul ocupă locul 20 în abundență în scoarța terestră.

Cu toate acestea, nu are propriile minerale și minereuri, adică roci în care rubidiul este baza.

În același lepidolit din care elementul a fost izolat cândva, acesta este prezent doar ca impuritate.

Rubidiul trebuie căutat împreună cu alte metale alcaline. Puteți folosi și apă de mare. Sărurile celui de-al 37-lea element sunt dizolvate în el. Dar, deocamdată, această resursă nu este în curs de dezvoltare.

Industrial obţinerea rubidiului- Aceasta este o eliberare din electrolitul rămas după producerea de magneziu. Este extras din carnalită.

Un precipitat de ferocianuri, fier și... rămășițe. Rubidiul este ascuns în primul. Ferocianurile sunt calcinate pentru a produce carbonat al celui de-al 37-lea metal. Este contaminat cu cesiu și potasiu. Rămâne doar să curățați.

O mulțime de rubidiu este extrasă în producția de litiu. După izolarea sa, cel de-al 37-lea element este precipitat din lichidele mamă.

Rezultatul operației este alaunul de aluminiu rubidiu. După recristalizarea lor repetată, este posibilă separarea componentelor.

Pe măsură ce producția a crescut dramatic începând cu anii 1950, la fel și oferta de rubidiu.

Nu mai este un deficit costisitor. Să aflăm cât de mult prețuiește metalul de către contemporani.

Pretul Rubidiu

În Rusia, rubidiul este produs la uzina de metale rare. Compania este situată în regiunea Novosibirsk și vinde pachete de 30 de grame și 1 kilogram.

Pentru ultimul volum va trebui să plătiți aproximativ 400.000 de ruble. Vânzătorii privați oferă rubidiu împărțit la grame.

Pentru unul cer de obicei 5-6 dolari SUA. Deci fă calculul. În același timp, anterior prețurile pentru al 37-lea element erau chiar mai mari.

Dar rubidium, cu toate acestea, nu a fost un deținător de record. Liderul este californian. Acesta este cel mai rar și mai scump metal.

Costul unui gram depășește 6.000.000 de dolari. În comparație cu această etichetă de preț, cererile furnizorilor pentru rubidiu par nesemnificative.

Apropo, pe lângă fabrica din Novosibirsk, Servermed din regiunea Murmansk vinde și al 37-lea element.