V roku 1861 novovynájdená fyzikálna metóda na štúdium látok - spektrálna analýza - opäť preukázala svoju silu a spoľahlivosť ako kľúč k veľkej budúcnosti vedy a techniky. S jeho pomocou bol objavený druhý dovtedy neznámy chemický prvok - rubídium. Potom, keď v roku 1869 D.I. Mendelejev objavil periodický zákon, rubídium spolu s ďalšími prvkami zaujalo svoje miesto v tabuľke, čo vnieslo poriadok do chemickej vedy.

Ďalšie štúdium rubídia ukázalo, že tento prvok má množstvo zaujímavých a cenných vlastností. Tu zvážime najcharakteristickejšie a najdôležitejšie z nich.

Všeobecná charakteristika chemického prvku

Rubídium má atómové číslo 37, to znamená, že jeho atómy obsahujú vo svojich jadrách presne rovnaký počet kladne nabitých častíc - protónov. V súlade s tým má neutrálny atóm 37 elektrónov.

Symbol prvku je Rb. Rubídium je klasifikované ako prvok skupiny I, obdobie - piate (v krátkodobej verzii tabuľky patrí do hlavnej podskupiny skupiny I a nachádza sa v šiestom riadku). Je to alkalický kov a je to mäkká, veľmi tavná kryštalická látka striebristo bielej farby.

História objavov

Česť objaveniu chemického prvku rubídium patrí dvom nemeckým vedcom – chemikovi Robertovi Bunsenovi a fyzikovi Gustavovi Kirchhoffovi, autorom spektroskopickej metódy na štúdium zloženia hmoty. Po použití spektrálnej analýzy, ktorá viedla v roku 1860 k objavu cézia, vedci pokračovali vo výskume a hneď nasledujúci rok pri štúdiu spektra minerálu lepidolitu objavili dve neidentifikované tmavočervené čiary. Práve vďaka charakteristickému odtieňu najsilnejších spektrálnych čiar, ktorým bolo možné zistiť existenciu dovtedy neznámeho prvku, dostal svoj názov: slovo rubidus sa z latinčiny prekladá ako „karmínová, tmavočervená“.

V roku 1863 Bunsen prvýkrát izoloval rubídium z minerálnej pramenitej vody odparením veľkého množstva roztoku, oddelením solí draslíka, cézia a rubídia a nakoniec redukciou kovu pomocou sadzí. Neskôr sa N. Beketovovi podarilo obnoviť rubídium z jeho hydroxidu pomocou hliníkového prášku.

Fyzikálne vlastnosti prvku

Rubídium je ľahký kov, má hustotu 1,53 g/cm 3 (pri nulovej teplote). Vytvára kryštály s kubickou mriežkou centrovanou na telo. Rubídium sa topí len pri 39 °C, to znamená, že pri izbovej teplote sa už jeho konzistencia blíži pastovitej konzistencii. Kov vrie pri 687 °C, jeho pary majú zeleno-modrý odtieň.

Rubídium je paramagnetické. Jeho vodivosť je viac ako 8-krát vyššia ako u ortuti pri 0 °C a takmer rovnako niekoľkokrát nižšia ako u striebra. Rovnako ako ostatné alkalické kovy, aj rubídium má veľmi nízky prah fotoelektrického efektu. Na vybudenie fotoprúdu postačujú dlhovlnné (t. j. nízkofrekvenčné a nesúce menej energie) lúče červeného svetla. Citlivosťou ho v tomto smere predčí len cézium.

Izotopy

Rubídium má atómovú hmotnosť 85,468. V prírode sa vyskytuje ako dva izotopy, ktoré sa líšia počtom neutrónov v jadre: najväčší podiel tvorí rubídium-85 (72,2 %) a rubídium-87 v oveľa menšom množstve – 27,8 %. Jadrá ich atómov okrem 37 protónov obsahujú 48, respektíve 50 neutrónov. Ľahší izotop je stabilný a rubídium-87 má obrovský polčas rozpadu – 49 miliárd rokov.

V súčasnosti sa umelo získalo niekoľko desiatok rádioaktívnych izotopov tohto chemického prvku: od ultraľahkého rubídia-71 až po rubídium-102, ktoré je preťažené neutrónmi. Polčasy umelých izotopov sa pohybujú od niekoľkých mesiacov do 30 nanosekúnd.

Základné chemické vlastnosti

Ako je uvedené vyššie, medzi chemickými prvkami patrí rubídium (ako sodík, draslík, lítium, cézium a francium) medzi alkalické kovy. Zvláštnosťou elektrónovej konfigurácie ich atómov, ktorá určuje chemické vlastnosti, je prítomnosť iba jedného elektrónu na vonkajšej energetickej úrovni. Tento elektrón ľahko opustí atóm a kovový ión získa energeticky priaznivú elektrónovú konfiguráciu inertného prvku pred ním v periodickej tabuľke. Pre rubídium je to konfigurácia kryptónu.

Rubídium, podobne ako iné alkalické kovy, má teda výrazné redukčné vlastnosti a oxidačný stav +1. Alkalické vlastnosti sú výraznejšie so zvyšujúcou sa atómovou hmotnosťou, pretože sa zväčšuje aj polomer atómu, a preto je spojenie medzi vonkajším elektrónom a jadrom oslabené, čo spôsobuje zvýšenie chemickej aktivity. Preto je rubídium aktívnejšie ako lítium, sodík a draslík a cézium je zasa aktívnejšie ako rubídium.

Ak zhrnieme všetky vyššie uvedené informácie o rubídiu, prvok možno analyzovať ako na obrázku nižšie.

Zlúčeniny tvorené rubídiom

Na vzduchu tento kov vďaka svojej výnimočnej reaktívnej aktivite prudko oxiduje, vznietením (plameň má fialovo-ružovkastú farbu); Počas reakcie vzniká rubídium superoxid a peroxid, ktoré vykazujú vlastnosti silných oxidačných činidiel:

• Rb + O2 → Rb02.
• 2Rb + O2 → Rb202.

Oxid sa vytvorí, ak je prístup kyslíka k reakcii obmedzený:

• 4Rb + O2 → 2Rb20.

Je to žltá látka, ktorá reaguje s vodou, kyselinami a oxidmi kyselín. V prvom prípade sa vytvorí jedna z najsilnejších alkálií - hydroxid rubídny, vo zvyšku - soli, napríklad síran rubídny Rb 2 SO 4, z ktorých väčšina je rozpustná.

Ešte prudšie, sprevádzané výbuchom (pretože rubídium aj uvoľnený vodík sa okamžite vznietia), dochádza k reakcii kovu s vodou, pri ktorej vzniká hydroxid rubídium, mimoriadne agresívna zlúčenina:

• 2Rb + 2H20 -> 2RbOH +H2.

Rubídium je chemický prvok, ktorý môže priamo reagovať aj s mnohými nekovmi – fosforom, vodíkom, uhlíkom, kremíkom a halogénmi. Halogenidy rubídia - RbF, RbCl, RbBr, RbI - sú vysoko rozpustné vo vode a v niektorých organických rozpúšťadlách, napríklad v etanole alebo kyseline mravčej. Interakcia kovu so sírou (mletie so sírovým práškom) prebieha explozívne a vedie k tvorbe sulfidu.

Existujú aj slabo rozpustné zlúčeniny rubídia, ako je chloristan RbClO 4, ktorý sa používa v analytike na stanovenie tohto chemického prvku.

Byť v prírode

Rubídium nie je vzácny prvok. Nachádza sa takmer všade, je súčasťou mnohých minerálov a hornín a nachádza sa aj v oceánoch, podzemných a riečnych vodách. V zemskej kôre dosahuje obsah rubídia celkový obsah medi, zinku a niklu. Na rozdiel od mnohých oveľa vzácnejších kovov je však rubídium extrémne stopový prvok, jeho koncentrácia v hornine je veľmi nízka a netvorí vlastné minerály.

V zložení minerálov rubídium všade sprevádza draslík. Najvyššia koncentrácia rubídia sa nachádza v lepidolitoch, mineráloch, ktoré slúžia aj ako zdroj lítia a cézia. Takže rubídium je vždy prítomné v malých množstvách tam, kde sa nachádzajú iné alkalické kovy.

Trochu o použití rubídia

Stručný popis chem. Prvok rubídium možno doplniť niekoľkými slovami o oblastiach, v ktorých sa tento kov a jeho zlúčeniny používajú.

Rubídium sa používa pri výrobe fotobuniek, v laserovej technike a je súčasťou niektorých špeciálnych zliatin pre raketovú techniku. V chemickom priemysle sa rubídiové soli používajú kvôli ich vysokej katalytickej aktivite. Jeden z umelých izotopov, rubídium-86, sa používa pri detekcii gama defektov a okrem toho vo farmaceutickom priemysle na sterilizáciu liekov.

Ďalší izotop, rubídium-87, sa používa v geochronológii, kde sa používa na určenie veku starých hornín kvôli veľmi dlhému polčasu rozpadu (metóda rubídium-stroncium).

Ak sa pred niekoľkými desaťročiami verilo, že rubídium je chemický prvok, ktorého rozsah použitia sa pravdepodobne nerozšíri, teraz sa pre tento kov objavujú nové perspektívy, napríklad v katalýze, vo vysokoteplotných turbínových jednotkách, v špeciálnej optike a iných oblasti. Rubídium teda hrá a bude hrať dôležitú úlohu v moderných technológiách.

Rubídiový prvok je biely alkalický kov s kovovým leskom (viď foto). Ľahko sa topí, tento proces prebieha pri teplote iba 39°C. Vo všetkých svojich charakteristikách je prvok podobný draslíku a sodíku. Názov Rubidium je lat. tmavočervená mu nebola pridelená pre jeho prirodzené sfarbenie. Nemeckí vedci Bunsen a Kirchhoff skúmali novú látku na spektrografe a všimli si červené čiary.

Rubídium je veľmi aktívny prvok, ale jeho charakteristickým znakom je, že väčšina reakcií prebieha explozívne a horenie je sprevádzané jasným fialovým plameňom. Podobným spôsobom dochádza k interakcii so všetkými známymi prvkami bez ohľadu na ich povahu (kov-nekov). Skladujte ho v nádobách so suchým petrolejom alebo vo vákuu. Rubídium je okrem toho, že je aktívne, aj rádioaktívny prvok, ktorý sa postupne mení na stroncium.

Táto látka je svojou povahou veľmi jedinečná. Pri vystavení svetlu sa stáva zdrojom elektrického prúdu. Tento jav sa nazýva fotoelektrický efekt a umožňuje použiť prvok na výrobu fotobuniek používaných v kine, televízii a diaľkovom ovládaní automatizácie. Rubídium je cenené veľmi vysoko, a preto je jeho spotreba pomerne malá (niekoľko desiatok kilogramov ročne).

Používa sa aj pri výrobe meracích prístrojov, ako súčasti mazív pre raketovú a kozmickú techniku ​​pracujúcu vo vákuu a v röntgenových zariadeniach. Práve vďaka obsahu rubídia a stroncia v horninách dokážu geológovia určiť ich vek.

V prírode je rubídium pomerne bežné, ale iba vo forme nečistôt. Jeho soli sa často nachádzajú v minerálnych prameňoch a vulkanických horninách.

Účinok rubídia a jeho biologická úloha

Účinok makroelementu na biologický organizmus je spojený s jeho koncentráciou v určitých orgánoch: kostné tkanivo, pľúca, mozog, vaječníky. K jeho absorpcii z potravy dochádza v gastrointestinálnom trakte a vylučuje sa prirodzenými sekrétmi.

Vedci ešte dostatočne nepreskúmali účinok prvku na človeka, ale nepochybne hrá v tele významnú úlohu a má nasledujúci účinok:

• môže do určitej miery nahradiť draslík a zohrávať svoju úlohu pri aktivácii enzýmov;
• má antihistamínový účinok (bojuje proti účinkom alergénov);
• oslabuje zápalové procesy v bunkách a tele ako celku;
• obnovuje rovnováhu centrálneho nervového systému a pôsobí upokojujúco.

Dnes vedci skúmajú vplyv prvku na stimuláciu krvného obehu a využívajú tieto vlastnosti na liečbu hypotenzie.Ďalší slávny lekár S. Botkin si v roku 1898 všimol, že chlorid rubídium môže zvýšiť tlak v tepnách a spojil to s procesom vazokonstrikcie a aktiváciou kardiovaskulárneho systému.

Bolo tiež poznamenané, že mikrodávky prvku môžu spôsobiť, že červené krvinky odolávajú škodlivým účinkom a zvyšujú množstvo hemoglobínu v nich. To následne vedie k zvýšeniu imunity.

Najčastejšie sa rubídium študuje v kombinácii s céziom. Soli týchto prvkov pomáhajú vydržať hypoxiu - nedostatok kyslíka.

Dúfame, že tento prvok odhalí lekárskemu a vedeckému svetu oveľa viac zo svojich jedinečných schopností.

Denná norma

Denná potreba makroživín pre dospelého človeka je približne 1-2 mg. Telo ho absorbuje pomerne rýchlo - po 1-1,5 hodine nájdete jeho obsah v krvi. Celkovo ľudské tkanivá a orgány obsahujú asi 1 gram rubídia.

Nedostatok chemického prvku v tele

Nedostatok makroživín a jeho účinky na ľudský organizmus sú prakticky neprebádané. Pokusy sa uskutočnili iba na zvieratách a ich reakcia bola nasledovná:

• strata chuti do jedla a dokonca úplné odmietnutie jedla;
• spomalenie rastu, pomalý vývoj, skrátená dĺžka života;
• predčasný pôrod, potraty;
• abnormality vo vývoji plodu a znížená plodnosť.

Prebytok rubídia

Nadbytok makroprvku môže spôsobiť nebezpečné komplikácie, pretože rubídium patrí do rovnakej kategórie jedovatých a toxických prvkov ako arzén a kyselina sírová. Predávkovanie môže spôsobiť veľké poškodenie zdravia a dokonca smrť.

Dôvodom takýchto veľkých dávok môže byť práca v podnikoch, kde sa používajú látky, ktoré prenikajú do tela parami a prachom. Teoreticky by jedným z dôvodov mohol byť nadmerný príjem prvku z potravy a vody.

Mierne zvýšenie hladiny makronutrientu môže viesť k migréne, nespavosti, ochoreniam a zápalom pľúc a dýchacích orgánov, zrýchlenému tepu (arytmiám), kožným alergiám a zvýšeným hladinám bielkovín v moči. Ak je otrava spôsobená nahromadením kritických množstiev prvku, následky sú podobné tým, ktoré spôsobuje nedostatok prvku: pomalší rast a vývoj, skrátená dĺžka života.

Opäť jedinečnosť? Výhodou je, že musíte užívať viac ako 1 000 mg denne, aby sa tieto príznaky objavili, čo je už veľmi ťažké.

Liečba otravy sa vykonáva látkami, ktoré pri reakcii s toxínmi tvoria zlúčeniny, ktoré sa ľahko rozpúšťajú vo vode a vylučujú sa obličkami. V podstate ide o komplexotvorné činidlo na báze draslíka alebo sodíka. Na zmiernenie charakteristických symptómov sa používajú aj lieky.

Aké sú zdroje prvku?

Zoznam potravín obsahujúcich rubídium pozostáva hlavne z rastlinných potravín. Tu sú najzákladnejšie z nich: baklažány, zázvor, zemiaky, cvikla, paradajky, cesnak, cibuľa, huby (šampiňóny a hríby), veľa ovocia a sušeného ovocia, orechy (mandle, vlašské orechy a borovica, lieskové orechy, pistácie), slnečnica semená, obilniny, strukoviny. Najväčšie množstvo naše telo prijíma z čaju a kávy (asi 40 % z celkového množstva) a minerálnej vody v závislosti od pôvodu.

Tento prvok sa môže hromadiť v živých tkanivách, najmä v morských organizmoch. Preto vám konzumácia morských plodov pomôže získať potrebné množstvo rubídia.

Indikácie na použitie

Indikácie na predpisovanie makroživiny sú založené na povahe účinku na ľudské telo. Jeho hlavným liečebným účelom je liečba porúch nervového systému. Ešte pred 100 rokmi sa aktívne používal na zbavenie sa epilepsie. Dnes sa používa ako neurotropný liek na posilnenie nervového systému.

Môže byť tiež potrebný pri liečbe alergických ochorení, svalovej slabosti a anémie.

Obsah článku

RUBIDIUM(Rubídium) Rb, chemický prvok 1. (Ia) skupiny periodickej tabuľky. Alkalický prvok. Atómové číslo 37, relatívna atómová hmotnosť 85,4678. V prírode sa vyskytuje ako zmes stabilného izotopu 85 Rb (72,15 %) a rádioaktívneho izotopu 87 Rb (27,86 %) s polčasom rozpadu 4,8. 10 10 rokov. Ďalších 26 rádioaktívnych izotopov rubídia s hmotnostnými číslami od 75 do 102 a polčasmi od 37 ms (rubídium-102) do 86 dní (rubídium-83) bolo získaných umelo.

Oxidačný stav +1.

Rubídium objavili v roku 1861 nemeckí vedci Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff a bolo jedným z prvých prvkov objavených spektroskopiou, ktorú vynašli Bunsen a Kirchhoff v roku 1859. Názov prvku odráža farbu najjasnejšej čiary v jeho spektre ( z latinského rubidus tmavočervený) .

Pri štúdiu rôznych minerálov pomocou spektroskopu si Bunsen a Kirchhoff všimli, že jedna zo vzoriek lepidolitu odoslaných z Rosen (Sasko) vytvorila čiary v červenej oblasti spektra. (Lepidolit je minerál draslíka a lítia, ktorý má približné zloženie K 2 Li 3 Al 4 Si 7 O 21 (OH,F) 3.) Tieto čiary sa nenašli v spektrách žiadnej známej látky. Čoskoro boli podobné tmavočervené čiary objavené v spektre sedimentu získaného po odparení vody zo vzoriek odobratých z minerálnych prameňov v Čiernom lese. Obsah nového prvku v testovaných vzorkách bol však zanedbateľný a na extrakciu viac či menej nápadných množstiev musel Bunsen odpariť cez 40 m 3 minerálnych vôd. Z odpareného roztoku vyzrážal zmes chlórplatičitanov draselných, rubídiových a céznych. Aby sa rubídium oddelilo od jeho najbližších príbuzných (a najmä od veľkého nadbytku draslíka), Bunsen podrobil zrazeninu opakovanej frakčnej kryštalizácii a z najmenej rozpustnej frakcie získal chloridy rubídia a cézia a následne ich premenil na uhličitany a vínany (soli kyseliny vínnej) , čo umožnilo ešte lepšie vyčistiť rubídium a zbaviť ho veľkého množstva cézia. Bunsenovi sa podarilo získať nielen jednotlivé soli rubídia, ale aj samotný kov. Kovové rubídium sa najskôr získalo redukciou kyslej soli hydrogéntartrátu rubídia sadzami.

O štvrťstoročie neskôr ruský chemik Nikolaj Nikolajevič Beketov navrhol ďalší spôsob získania kovového rubídia – jeho redukciou z hydroxidu hliníkovým práškom. Tento proces vykonával v železnom valci s trubicou na výstup plynu, ktorá bola pripojená k sklenenej nádrži chladničky. Valec sa zahrieval na plynovom horáku a začala sa v ňom búrlivá reakcia sprevádzaná uvoľňovaním vodíka a sublimáciou rubídia v chladničke. Ako sám Beketov napísal, „rubídium je hnané postupne, steká ako ortuť a dokonca si zachováva svoj kovový lesk vďaka skutočnosti, že projektil je počas operácie naplnený vodíkom“.

Distribúcia rubídia v prírode a jeho priemyselná ťažba. Obsah rubídia v zemskej kôre je 7,8·10 3 %. To je približne rovnaké ako pre nikel, meď a zinok. Z hľadiska abundancie v zemskej kôre je rubídium približne na 20. mieste, v prírode je však v rozptýlenom stave, rubídium je typickým stopovým prvkom. Vnútorné minerály rubídia nie sú známe. Rubídium sa nachádza spolu s inými alkalickými prvkami a vždy sprevádza draslík. Nachádza sa v mnohých horninách a mineráloch, najmä v Severnej Amerike, Južnej Afrike a Rusku, ale jeho koncentrácia je tam extrémne nízka. Len lepidolity obsahujú o niečo viac rubídia, niekedy 0,2 %, ojedinele až 13 % (v prepočte na Rb 2 O).

Soli rubídia sa rozpúšťajú vo vode morí, oceánov a jazier. Ich koncentrácia je tu veľmi nízka, v priemere okolo 100 µg/l. V niektorých prípadoch je obsah rubídia vo vode vyšší: v ústiach Odesy to bolo 670 µg/l a v Kaspickom mori 5700 µg/l. Zvýšený obsah rubídia bol zistený aj v niektorých minerálnych prameňoch v Brazílii.

Z morskej vody prešlo rubídium do ložísk draselnej soli, hlavne do karnalitov. V karnalitoch Strassfurt a Solikamsk sa obsah rubídia pohybuje od 0,037 do 0,15 %. Minerál karnalit je zložitá chemická zlúčenina tvorená chloridmi draselnými a horečnatými s vodou; jeho vzorec je KCl MgCl 2 6H 2 O. Rubídium poskytuje soľ podobného zloženia RbCl MgCl 2 6H 2 O a obe soli draslíka a rubídia majú rovnakú štruktúru a tvoria súvislý rad tuhých roztokov, ktoré spolu kryštalizujú. Karnalit je vysoko rozpustný vo vode, takže otvorenie minerálu nie je ťažké. Teraz boli vyvinuté a v literatúre opísané racionálne a ekonomické metódy extrakcie rubídia z karnalitu spolu s ďalšími prvkami.

Väčšina vyťaženého rubídia sa však získava ako vedľajší produkt pri výrobe lítia z lepidolitu. Po izolácii lítia vo forme uhličitanu alebo hydroxidu sa rubídium vyzráža z matečných lúhov vo forme zmesi hliníka rubídia, hliníka, draslíka a alumínia cézneho MAl(SO 4) 2 12H 2 O (M = Rb, K, Cs). Zmes sa oddelí opakovanou rekryštalizáciou. Rubídium sa izoluje aj z odpadového elektrolytu získaného pri výrobe horčíka z karnalitu. Rubídium sa z neho izoluje sorpciou na zrazeniny ferokyanidov železa alebo niklu. Potom sa ferokyanidy kalcinujú a získa sa uhličitan rubídia s nečistotami draslíka a cézia. Pri získavaní cézia z pollucitu sa rubídium extrahuje z matečných lúhov po vyzrážaní Cs 3 . Rubídium je možné extrahovať aj z technologických roztokov vzniknutých pri výrobe oxidu hlinitého z nefelínu.

Na extrakciu rubídia sa používajú metódy extrakcie a iónomeničovej chromatografie. Vysoko čisté zlúčeniny rubídia sa pripravujú pomocou polyhalogenidov.

Veľká časť vyrobeného rubídia sa získava pri výrobe lítia, takže vznik veľkého záujmu o lítium na použitie vo fúznych procesoch v 50. rokoch 20. storočia viedol k zvýšeniu produkcie lítia, a teda aj rubídia, a preto sa zlúčeniny rubídia stali dostupnejšími. .

Rubídium je jedným z mála chemických prvkov, ktorých zdroje a výrobné možnosti sú väčšie, než sú súčasné potreby. Neexistujú žiadne oficiálne štatistiky o výrobe a použití rubídia a jeho zlúčenín. Predpokladá sa, že ročná produkcia rubídia je asi 5 ton.

Trh s rubídiom je veľmi malý. Neexistuje žiadny aktívny obchod s kovom a neexistuje preň žiadna trhová cena. Ceny stanovené spoločnosťami predávajúcimi rubídium a jeho zlúčeniny sa desaťnásobne líšia.

Charakteristika jednoduchej látky, priemyselná výroba a použitie kovového rubídia. Rubídium je mäkký, strieborno-biely kov. Pri bežných teplotách má takmer pastovitú konzistenciu. Rubídium sa topí pri 39,32° C, vrie pri 687,2° C. Para rubídia je sfarbená do zelenomodra.

Rubídium je vysoko reaktívne. Na vzduchu sa okamžite oxiduje a vznieti za vzniku superoxidu RbO 2 (s prímesou peroxidu Rb 2 O 2):

Rb + O2 = Rb02, 2Rb + O2 = Rb202

Rubídium explozívne reaguje s vodou za vzniku hydroxidu RbOH a uvoľnenia vodíka: 2Rb + 2H20 = 2RbOH + H2.

Rubídium sa priamo kombinuje s väčšinou nekovov. Za normálnych podmienok však neinteraguje s dusíkom. Nitrid rubídia Rb 3 N vzniká prechodom elektrického výboja v tekutom dusíku medzi elektródami vyrobenými z rubídia.

Rubídium redukuje oxidy na jednoduché látky. Reaguje so všetkými kyselinami za vzniku zodpovedajúcich solí a s alkoholmi poskytuje alkoholáty:

2Rb + 2C2H5OH = 2C2H5ORb + H2

Rubídium sa rozpúšťa v kvapalnom amoniaku a vytvára modré roztoky obsahujúce solvatované elektróny a vykazujúce elektrónovú vodivosť.

Rubídium tvorí zliatiny a intermetalické zlúčeniny s mnohými kovmi. Zlúčenina RbAu, v ktorej je väzba medzi kovmi čiastočne iónová, je polovodič.

Kovové rubídium sa získava hlavne redukciou zlúčenín rubídia (zvyčajne halogenidov) vápnikom alebo horčíkom:

2RbCl + 2Ca = 2Rb + CaCl2

Rb2C03 + 3Mg = 2Rb + 3MgO + C

Reakcia halogenidu rubídia s horčíkom alebo vápnikom sa uskutočňuje pri 600 - 800 ° C a 0,1 Pa. Produkt sa čistí od nečistôt rektifikáciou a vákuovou destiláciou.

Rubídium možno získať elektrochemicky z taveniny halogenidu rubídia na tekutej olovenej katóde. Z výslednej zliatiny olova a rubídia sa rubídium izoluje destiláciou vo vákuu.

V malých množstvách sa rubídium získava redukciou chrómanu rubídia Rb 2 CrO 4 zirkóniovým alebo kremíkovým práškom a vysoko čisté rubídium sa získava pomalým tepelným rozkladom azidu rubídia RbN 3 vo vákuu pri 390 – 395 °C.

Kovové rubídium je zložkou katódového materiálu pre fotočlánky a fotoelektrické multiplikátory, hoci rubídiové fotokatódy sú horšie ako niektoré iné, najmä cézium, pokiaľ ide o citlivosť a rozsah pôsobenia. Je súčasťou lubrikačných kompozícií používaných v prúdovej a vesmírnej technike. Para rubídia sa používa v elektrických výbojkách.

Kovové rubídium je zložkou katalyzátorov (aplikuje sa na aktívny oxid hlinitý, silikagél, metalurgickú trosku) na oxidáciu organických nečistôt pri výrobe anhydridu kyseliny ftalovej, ako aj pri procese výroby cyklohexánu z benzénu. V jeho prítomnosti prebieha reakcia pri nižších teplotách a tlakoch, ako keď sú katalyzátory aktivované sodíkom alebo draslíkom, a takmer ju neprerušujú jedy, ktoré sú pre konvenčné katalyzátory „smrteľné“ – látky obsahujúce síru.

Manipulácia s rubídiom je nebezpečná. Skladuje sa v špeciálnych sklenených ampulkách v argónovej atmosfére alebo v uzavretých oceľových nádobách pod vrstvou dehydrovaného minerálneho oleja.

zlúčeniny rubídia. Rubídium tvorí zlúčeniny so všetkými bežnými aniónmi. Takmer všetky soli rubídia sú vysoko rozpustné vo vode. Soli Rb2SiF6 a Rb2PtCl6 sú podobne ako draslík málo rozpustné.

Zlúčeniny rubídia s kyslíkom.

Rubídium tvorí množstvo kyslíkových zlúčenín, vrátane oxidu Rb20, peroxidu Rb202, superoxidu Rb02 a ozonidu Rb03. Všetky sú sfarbené, napríklad Rb 2 O je jasne žltá a RbO 2 je tmavo hnedá. Pri spaľovaní rubídia na vzduchu vzniká superoxid rubídia. Peroxid rubídia sa získava oxidáciou rubídia rozpusteného v bezvodom amoniaku bezvodým peroxidom vodíka a oxidu rubídia zahrievaním zmesi kovového rubídia a jeho peroxidu. Oxid, peroxid a superoxid sú tepelne stabilné, topia sa pri teplote okolo 500 °C.

Pomocou rôntgenovej difrakčnej analýzy sa ukázalo, že zlúčenina zloženia Rb406, získaná v pevnom stave reakciou Rb202 s Rb02 v pomere 1:2, má zloženie. Súčasne sú diatomické anióny kyslíka rôznych typov (peroxid a superoxid) v kubickej jednotkovej bunke nerozoznateľné už pri 60 °C. Táto zlúčenina sa topí pri 461 °C.

Rubídium ozonid RbO 3 vzniká pôsobením ozónu na bezvodý RbOH prášok pri nízkej teplote:

4RbOH + 403 = 4Rb03 + 2H20 + O2

Čiastočnou oxidáciou rubídia pri nízkych teplotách vzniká zlúčenina so zložením Rb 6 O, ktorá sa nad 7,3 °C rozkladá za vzniku lesklých medených kryštálov so zložením Rb 9 O 2. Pri vystavení vode sa zlúčenina Rb 9 O 2 vznieti. Pri 40,2°C sa topí za rozkladu a tvorby Rb 2 O a Rb v pomere 2:5.

Uhličitan rubídium Rb 2 CO 3 sa topí pri 873 ° C, je vysoko rozpustný vo vode: pri 20 ° C sa 450 g uhličitanu rubídia rozpustí v 100 g vody.

V roku 1921 nemeckí chemici Fischer Franz (1877 – 1947) a Hans Tropsch (1889 – 1935) zistili, že uhličitan rubídium je vynikajúcou katalytickou zložkou na výrobu syntetického ropného syntetolu (zmes alkoholov, aldehydov a ketónov vznikajúcich z vodného plynu. pri 410 °C a tlaku 140 150 atm v prítomnosti špeciálneho katalyzátora).

Uhličitan rubínatý priaznivo pôsobí na polymerizáciu aminokyselín, s jeho pomocou sa získavajú syntetické polypeptidy s molekulovou hmotnosťou až 40 000, pričom reakcia prebieha veľmi rýchlo.

Hydrid rubídia RbH sa získava interakciou jednoduchých látok pri zahrievaní pod tlakom 510 MPa v prítomnosti katalyzátora:

2Rb + H2 = 2RbH

Táto zlúčenina sa topí pri 585 °C; pri pôsobení vody sa rozkladá.

Halogenidy rubídia RbF, RbCl, RbBr, RbI sa pripravujú reakciou hydroxidu alebo uhličitanu rubínatého so zodpovedajúcimi halogenovodíkovými kyselinami, reakciou síranu rubídneho s rozpustnými halogenidmi bárnatého a prechodom síranu alebo dusičnanu rubínatého cez iónomeničovú živicu.

Halogenidy rubídia sú vysoko rozpustné vo vode, ale menej rozpustné v organických rozpúšťadlách. Rozpúšťajú sa vo vodných roztokoch halogenovodíkových kyselín, pričom v roztoku vytvárajú hydrohalogenidy, ktorých stabilita klesá z hydrodifluoridu RbHF 2 na hydrodijodid RbHI 2.

Fluorid rubídium je súčasťou špeciálnych skiel a kompozícií na akumuláciu tepla. Ide o optický materiál, priehľadný v rozsahu 916 mikrónov. Chlorid rubídium slúži ako elektrolyt v palivových článkoch. Pridáva sa do špeciálnych železných odliatkov na zlepšenie ich mechanických vlastností a je súčasťou katódového materiálu katódových trubíc.

Pre zmesi chloridov rubídia s chloridmi medi, striebra alebo lítia elektrický odpor so zvyšujúcou sa teplotou tak prudko klesá, že sa môžu stať veľmi vhodnými termistormi v rôznych elektrických inštaláciách pracujúcich pri teplotách 150-290 °C.

Jodid rubídium sa používa ako zložka luminiscenčných materiálov pre fluorescenčné obrazovky, pevné elektrolyty v zdrojoch chemického prúdu. Zlúčenina RbAg 4 I 5 má najvyššiu elektrickú vodivosť zo všetkých známych iónových kryštálov. Môže byť použitý v tenkovrstvových batériách.

Komplexné spojenia. Rubídium nie je charakterizované tvorbou kovalentných väzieb. Jeho najstabilnejšie komplexy sú s polydentátnymi ligandami, ako sú korunové étery, kde zvyčajne vykazuje koordinačné číslo 6.

Ďalšou skupinou veľmi účinných ligandov, ktoré sa v poslednom čase používajú na koordináciu katiónov alkalických prvkov, sú makrocyklické polydentátne ligandy, ktoré francúzsky organický chemik Jean Marie Lehn nazval kryptandy (obr. 1).

Rubídium tvorí CNS komplex. H 2 O, v ktorej kryptand N((CH 2 CH 2 O) 2 CH 2 CH 2 ) 3 N (krypta) uzatvára katión v koordinačnom mnohostene v tvare dvojitého trigonálneho hranolu (obr. 2).

Ozonid rubídia tvorí stabilné roztoky v organických rozpúšťadlách (ako je CH2CI2, tetrahydrofurán alebo CH3CN), ak je katión koordinovaný korunovými étermi alebo kryptandmi. Pomalé odparovanie roztokov amoniaku takýchto komplexov vedie k tvorbe červených kryštálov. Rôntgenová difrakčná analýza zlúčeniny ukázala, že koordinačné číslo atómu rubídia je 9. Tvorí šesť väzieb s korunovým éterom, dve s iónom O3 a jednu s molekulou amoniaku.

Aplikácia izotopov rubídia.

Rubídium-87 spontánne emituje elektróny (b-žiarenie) a mení sa na izotop stroncia. Asi 1% stroncia vzniklo na Zemi práve týmto spôsobom a ak v akejkoľvek hornine určíte pomer izotopov stroncia a rubídia s hmotnostným číslom 87, viete s veľkou presnosťou vypočítať jej vek. Táto metóda je vhodná pre najstaršie horniny a minerály. S jeho pomocou sa napríklad zistilo, že najstaršie horniny amerického kontinentu vznikli pred 2100 miliónmi rokov.

V diagnostike sa používa rádionuklid rubídium-82 s polčasom rozpadu 76 s. S jeho pomocou sa hodnotí najmä stav myokardu. Izotop sa vstrekne do krvného obehu pacienta a prietok krvi sa analyzuje pomocou pozitrónovej emisnej tomografie (PET).

Elena Savinkina

Rubídium objavili v roku 1861 R. Bunsen a G. Kirgoff na základe špeciálnych čiar v tmavočervenej oblasti spektra.

Potvrdenie:

Rubídium netvorí vlastné minerály, nachádza sa v apatito-nefelínových horninách, sľude a karnalite. Získava sa metalotermickými metódami (redukcia chloridu rubídia kovovým vápnikom) a tepelným rozkladom zlúčenín s následným čistením od nečistôt vákuovou destiláciou.
Svetová produkcia (1979) je cca 450 kg/rok (bez ZSSR).

Fyzikálne vlastnosti:

Lesklý, strieborno-biely kov. Hustota rubídia je nízka d=1,5 g/cm3; tpl = 39°, tkip = 689°. Veľmi mäkké, ľahko sa krája nožom.

Chemické vlastnosti:

Rubídium sa okamžite zapáli na vzduchu, ako aj v atmosfére fluóru a chlóru a interakcia s tekutým brómom je sprevádzaná silnou explóziou.
Explozívne reaguje s vodou a zriedenými kyselinami.

Najdôležitejšie spojenia:

Oxid, Rb20- žltý, prudko reaguje s vodou za vzniku hydroxidu, chemicky aktívny.
Hydroxid, RbOH- bezfarebná, veľmi hygroskopická látka, silná zásada.
Peroxidy Pri spaľovaní rubídia vzniká superoxid RbO 2 . Nepriamo môžete získať aj Rb202, ktorý je menej stabilný ako Na202. Rb202 a Rb02 sú silné oxidačné činidlá. Ľahko sa rozkladajú vodou a ešte viac zriedenými kyselinami.
2Rb02 + 2H + = 2Rb + + H202 + O2
Ešte silnejším oxidačným činidlom je ozonid RbO 3:
4RbOH + 403 = 4Rb03 + 02 + 2H20
Soli. Takmer všetky soli rubídia sú ľahko rozpustné vo vode, tvoria kryštalické hydráty a sú bezfarebné.
Persulfidy rubídia (polysulfidy) sa získavajú varením sulfidov s prebytkom síry. Sú odolné.

Aplikácia:

Vďaka vysokej aktivite rubídia jeho atómy ľahko strácajú elektróny pod vplyvom svetla (fotoelektrický efekt), preto sa rubídium široko používa na výrobu fotokatód používaných v meracích obvodoch, zariadeniach na reprodukciu zvuku pre optické fonogramy, pri vysielaní televíznych trubíc, atď.
Rubídium sa používa na odstránenie stôp vzduchu z vákuových trubíc.
Zlúčeniny rubídia sa používajú v medicíne a v analytickej chémii ako katalyzátor v organickej syntéze. Soli sa používajú ako elektrolyty v palivových článkoch.

Rubidium- kov, ktorého názov pripomína názov drahého kameňa. Minerál je červený. To ospravedlňuje jeho meno, preložené ako „šarlát“.

Rubídium je strieborno-šedé. v čom je háčik? V histórii objavovania kovov. Bol izolovaný z minerálu.

Po rozložení kameňa na jeho zložky chemici „stratili“ 2,5% hmoty. Najprv to pripisovali odparovaniu vody počas reakcií.

Potom sme sa rozhodli vykonať spektrálnu analýzu. Odhalila sa tmavočervená čiara.

Prvky známe vede to nemali. V roku 1863 bol teda otvorený kovové rubídium. Čo sa o ňom ľudstvo za posledné storočie a pol podarilo naučiť, si povieme nižšie.

Chemické a fyzikálne vlastnosti rubídia

Rubídiový kov tvorí kryštály. Pripomínajú kocky. Charakteristika kovov je viditeľná len na priereze agregátov.

Ich rezanie nie je problém - materiál je mäkký, ako syr. Toto je vlastnosť väčšiny alkalických kovov, medzi ktoré patria rubídium. Vzorec je charakterizovaný jedným elektrónom vo vonkajšej úrovni.

Celkovo je ich 5. Nie je prekvapujúce, že prvok je silné redukčné činidlo a je chemicky aktívny. Elektrón odstránený z jadra sa dá ľahko nahradiť.

Takto vznikajú všetky druhy solí, napr. chlorid rubídia. Rovnako ako iné zlúčeniny je ľahko rozpustný vo vode.

V prírode boli identifikované dva izotopy prvku 37. 85 atóm rubídia je stabilný, ale 87 je rádioaktívny, aj keď slabo.

Po úplnom rozpade sa 87. izotop premení na stabilný druh. V umelých podmienkach prvok rubídia poskytlo 20 izotopov.

Všetky sú rádioaktívne. Izotopové čísla sa rovnajú ich atómovej hmotnosti. Ak je menej ako 85, vyžarujú sa lúče beta +.

Takéto rubídium sa často rozpadne v priebehu niekoľkých minút a niekedy dokonca sekúnd. 81. izotop je najstabilnejší.

Jeho polčas rozpadu je 4 hodiny. Potom sa uvoľní kryptón. Je to plyn, tiež rádioaktívny.

Ak kov vstupuje do zlúčenín s inými, je vždy monovalentný, to znamená, že tvorí iba jednu chemickú väzbu s iným atómom.

Oxidačný stav je +1. Oxid rubídium vzniká len v podmienkach nedostatku kyslíka.

Ak je ho dostatok, dochádza k prudkej reakcii, ktorej výsledkom je peroxid a superoxid 37. prvku.

V kyslíkovom prostredí rubídium alkalického kovu rozsvieti sa. V tom spočíva sila reakcie.

Ešte nebezpečnejšia je kombinácia s vodou. Dochádza k výbuchu. Pozor si treba dávať aj na karbid. rubídium

Chemický prvok v látke je schopný samovznietenia v prostredí oxidu uhličitého. Vo vode zlúčenina, podobne ako čistý kov, exploduje.

Rubídium v ​​tomto prípade horí. Zostáva len uhlík. Uvoľňuje sa vo forme uhlia. Takže toto je jeden zo spôsobov, ako získať palivo.

Aplikácie rubídia

Prvok bol prvýkrát použitý prírodou. Každému človeku dala do tela 1 miligram kovu.

Rubídium sa nachádza v kostiach, pľúcach, mozgu, ženských vaječníkoch,. 37. prvok pôsobí ako antialergén, pôsobí protizápalovo, mierne tlmí a upokojuje.

V krvi rubídium, farba ktorého spektrálna vlastnosť sa spája s tónom červených krviniek, bojuje proti voľným radikálom.

Kov tiež znižuje účinok oxidačných činidiel. Vďaka tomu krvinky žijú dlhšie a fungujú lepšie. Zvyšuje sa imunita a hladina hemoglobínu.

Lekári predpisujú rubídiové prípravky ako lieky proti bolesti a na spanie.

Okrem toho 37. element prijímajú epileptici. Lekári sa spoliehajú na inhibičný účinok lieku na nervové impulzy.

Rubídium sa vylučuje z tela močom. Preto je potrebné doplnenie. Denný príjem prvku je 1-2 miligramy.

Získate ich konzumáciou strukovín, obilnín, orechov, hríbov, takmer všetkého ovocia a lesných plodov, najmä čiernych ríbezlí.

Mimo tela je rubídium prítomné v televíznych trubiciach, zariadeniach, ktoré reprodukujú optické zvukové záznamy a vo fotokatódach.

Dôvodom je fotoelektrický efekt. Prvok 37 je toho schopný vďaka rýchlej strate elektrónov vplyvom svetla.

Podobné správanie cezeň. Rubidium súperí s ňou o miesto na trhu solárnych článkov.

Fluorid rubídium, rovnako ako iné soli prvku, sú umiestnené v palivových článkoch. Ako elektrolyt v nich slúži 37. zlúčenina kovu.

Elektrolyt je tiež hydroxidu rubídia. Odporúča sa pre nízkoteplotné chemické zdroje energie.

37. prvok môže urýchliť svoj tok ako prísada do roztoku hydroxidu.

Už pôsobí ako katalyzátor uhličitan rubídia. Kupuje sa na výrobu syntetického oleja. Nazýva sa syntol.

Špeciálne rubídiové katalyzátory boli patentované na syntézu vyšších alkoholov, styrénu a butadeínu.

Dusičnan rubídium uznávaný ako prostriedok na kalibráciu kalorimetrov. Ide o zariadenia, ktoré merajú množstvo tepla.

Technológia zisťuje jeho uvoľňovanie aj absorpciu počas rôznych chemických, fyzikálnych a biologických procesov.

Nedá sa obísť bez rubídia a jadrového priemyslu. 37. prvok je uvedený v zložení kovových chladív.

Sú uväznení v jadrových reaktoroch. Rubídium sa nachádza aj vo vákuových rádiových trubiciach. Kov tvorí kladné ióny na ich vláknach.

Vo vesmírnom priemysle rubídiový kov zahrnuté v zmesiach mazív. Prvok 37 možno nájsť dokonca aj v teplomeroch.

Nehovoríme o vzorkách ortuti, ale o modeloch na meranie zvýšených teplôt až do 400 stupňov Celzia. Tieto teplomery obsahujú zmes chloridov a rubídium

Elektronické priemysel používa pary alkalických kovov. Predovšetkým sú spojené s výrobou vysoko citlivých magnetometrov. Používajú sa pri prieskume vesmíru a geofyzikálnych prieskumoch.

Ťažba rubídia

Rubídium je stopový prvok. To sťažuje vytváranie značných rezerv. Kov je na 20. mieste v hojnosti v zemskej kôre.

Nemá však vlastné minerály a rudy, teda horniny, v ktorých je základom rubídium.

V tom istom lepidolite, z ktorého bol prvok kedysi izolovaný, je prítomný iba ako nečistota.

Rubídium je potrebné hľadať spolu s inými alkalickými kovmi. Môžete použiť aj morskú vodu. Sú v ňom rozpustené soli 37. prvku. Tento zdroj sa však zatiaľ nevyvíja.

Priemyselný získanie rubídia- Ide o uvoľnenie z elektrolytu zostávajúceho po výrobe horčíka. Ťaží sa z karnalitu.

Zostáva zrazenina ferrokyanidov, železa a.... Rubídium je skryté v prvom. Ferokyanidy sa kalcinujú za vzniku uhličitanu 37. kovu. Je kontaminovaný céziom a draslíkom. Ostáva už len upratať.

Pri výrobe lítia sa extrahuje veľa rubídia. Po jeho izolácii sa z matečných lúhov vyzráža 37. prvok.

Výsledkom operácie je hliník rubidium alum. Po ich opakovanej rekryštalizácii je možné zložky oddeliť.

Keďže od 50. rokov 20. storočia dramaticky vzrástla produkcia, zvýšila sa aj ponuka rubídia.

Už to nie je nákladný deficit. Poďme zistiť, koľko kovu si cenia súčasníci.

Cena rubídia

V Rusku sa rubídium vyrába v závode na výrobu vzácnych kovov. Spoločnosť sa nachádza v regióne Novosibirsk a predáva balenia s hmotnosťou 30 gramov a 1 kilogram.

Za posledný zväzok budete musieť zaplatiť asi 400 000 rubľov. Súkromní predajcovia ponúkajú rubídium rozdelené po gramoch.

Za jednu si zvyčajne pýtajú 5-6 amerických dolárov. Tak si to spočítajte. Zároveň boli predtým ceny za 37. prvok ešte vyššie.

Rubidium však nebolo držiteľom rekordov. Líder je Kalifornčan. Toto je najvzácnejší a najdrahší kov.

Cena jedného gramu presahuje 6 000 000 dolárov. V porovnaní s touto cenovkou sa požiadavky dodávateľov na rubídium zdajú zanedbateľné.

Mimochodom, okrem závodu v Novosibirsku predáva 37. prvok aj Servermed z Murmanskej oblasti.