Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


РУБИДИЙ

РУБИДИЙ (от лат. rubidus-красный; rubidium) Rb, хим. элемент I гр. периодич. системы, ат. н. 37, ат. м. 85,4678; относится к щелочным металлам. В природе встречается в виде смеси стаб. изотопа 85Rb (72,15%) и радиоактивного 87Rb (27,85%; Т1/2 4,8·1010лет, b-излучатель). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси 0,73·10-28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 5s1; степень ркисления +1; энергии ионизации Rb0 : Rb+ : Rb2+ 4,17719 эВ, 27,5 эВ; сродство к электрону 0,49 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,8; работа выхода электрона 2,16 эВ; металлич. радиус 0,248 нм, ко-валентный радиус 0,216 нм, ионный радиус Rb+ 0,166 нм (координац. число 6), 0,186 нм (12).

Содержание рубидия в земной коре 1,5·10-2% по массе. Собств. минералов не образует, в природе находится в рассеянном состоянии. Встречается в виде примеси в минералах К (карналлите и сильвине) и в богатых К алюмосиликатах-лепидолите, циннвальдите, биотите, амазоните, петалите и др., а также в трифилине; присутствует в минералах Cs-поллу-ците и редком авогадрите; находится в минер. источниках, озерной, морской и подземных водах. Осн. пром. запасы рубидия сконцентрированы в лепидолите (0,09-3% по массе в расчете на Rb2O), циннвальдите (0,16-1,7%), поллуците (0,3-1,2%), карналлите (0,015-0,040% по массе в расчете на RbCl). Перспективные сырьевые источники рубидия-нефелиновые руды (0,02-0,03% по массе Rb2O), биотит (0,06-0,4%), флогопит (0,04-0,2%) и нек-рые др. слюды и слюдяные хвосты, получаемые на обогатит. фабриках при разработке берилловых и флюоритовых месторождений, а также прир. высокоминерализов. воды.

Свойства. Рубидий-мягкий серебристо-белый металл, при обычной т-ре имеет почти пастообразную консистенцию, пары окрашены в зеленовато-синий цвет. Кристаллизуется в объемноцентрир. кубич. решетке, а — 0,570 нм, z = 2, пространств. группа Iт3т. Т.пл. 39,32 °С, т. кип. 687,2 °С; плотн. 1,532 г/см3 (0°С), 1,4718 г/см3 (687,2 °С); 4057-19.jpg 31,1 Дж/(моль·К);4057-20.jpg 2,19 кДж/моль, 4057-21.jpg70 кДж/моль, 80,9 4057-22.jpg кДж/моль; 4057-23.jpg 76,8 Дж/(моль·К); ур-ния температурной зависимости давления пара: lgp (ммрт.ст.) = — 4296/Т+ 6,619 — - 0,8541g Т+ 2863Т (100-312 К), lgp (ммрт.ст.) = = -4006/Т+ 6,154 - 0,309 lgT(312-955 К); теплопроводность [Вт/(м·К)] 35,6 (293 К), 31,41 (323 К), 34,35 (493 К); температурный коэф. линейного расширения 9·10-5K-1 (273-303 К); r (мкОм·м) 0,1125 (273 К), 0,1351 (312 К, твердый), 0,2153 (312 К, жидкий), 0,2906 (400 К), 0,4762 (600 К), температурный коэф. r 4,7·10-3 К-1 (273-293 К) при плавлении возрастает в 1,6 раза; уд. магн. восприимчивость + 0,198·10-9 (303-373 К); g 92,63 мН/м (313 К); давление истечения 0,78 МПа (295 К); h (мПа·с) 6,43 (312,47 K), 4,37 (400 К), 1,69 (900 К). Твердость по Моосу 0,3; модуль упругости 2,35 ГПа; сжимаемость 40,5·10-11 Па-1.

Рубидий обладает высокой реакц. способностью. Стандартный электродный потенциал —2,925 В. В О2 и на воздухе мгновенно окисляется с воспламенением, образуя надпероксид RbO2 с примесью пероксида Rb2O2. При ограниченном доступе О2 окисляется до оксида Rb2O. С водой реагирует обычно со взрывом с образованием гидроксида RbOH и выделением Н2. Взаимод. с сухим Н2 при нагр. под давлением 5-10 МПа в присут. катализатора с образованием гидрида RbH. Непосредственно соединяется с галогенами, давая рубидия галогениды. Образование сульфида Rb2S при растирании рубидия с порошком S сопровождается взрывом. При сплавлении рубидия в вакууме с Se и Те получают соотв. селенид Rb2Se и теллурид Rb2Te. С N2 в обычных условиях не взаимод., с жидким N2 в электрич. разряде между электродами, изготовленными из рубидия, образует нитрид Rb3N. Рубидий раств. в жидком NH3, алкиламинах и нек-рых полиэфирах, давая синие р-ры, содержащие сольватир. электроны и обладающие электронной проводимостью. С сухим газообразным NH3 рубидий при 200-300 РС образует амид RbNH2, с красным P при 400-430 °С-фосфид Rb2P5, с порошком графита при 200-350 °С- карбид C8Rb, а при более высоких T-pax-C24Rb, с ацетиленом - ацетиленид Rb2C2, с Si и Ge в атмосфере Аг при 600 °С-соотв. силицид RbSi и германид RbGe. Рубидий взаимод. с СО2, ССl4 и СНСl3 со взрывом, выше 300 °С разрушает стекло, восстанавливая SiO2 и силикаты до Si. Рубидий реагирует со всеми к-тами, в т. ч. с орг., с образованием соответствующих солей, со спиртами дает алкоголяты. Св-ва соединений рубидия представлены в таблице.

Рубидий образует сплавы со щелочными металлами, состоящие из твердых р-ров (с К и Cs), расслаивающихся компонентов (с Li) или содержащие эвтектич. смеси (с Na). Интерметаллиды существуют в системах рубидия со мн. металлами-Аu, Hg, Cd, Ga, In, Sn, Pb, Bi и др., исключая тугоплавкие металлы.

Получение. Рубидий извлекают при переработке минер. сырья на др. ценные компоненты. Получаемые концентраты рубидия содержат также соед. К (в превосходящем кол-ве) и Cs. Далее проводят хим. обогащение концентрата с получением техн. соединений рубидия и очистку последних от примесей соед. К и Cs.

Большую часть рубидия получают при переработке лепидолита на соед. Li. Рубидий осаждают из маточных р-ров (после выделения Li2CO3 или LiOH) в виде смеси алюморубидиевых, алюмокалиевых и алюмоцезиевых квасцов общей ф-лы MAl(SO4)2· 12H2O. Смесь разделяют методом фракционир. кристаллизации. Др. источник рубидия-отработанный электролит, получающийся при переработке карналлита на Mg. Из него рубидий выделяют сорбцией на осадках ферроцианидов Fe или Ni; далее ферроцианиды прокаливают и получают Rb2CO3 с примесями К и Cs. Более эффективна сорбция на гранулир. ферроцианидах в хроматографич. колонках с послед. элюированием водным р-ром NH4C1. При переработке поллуцита на соед. цезия рубидий извлекают из маточных р-ров после осаждения Cs3[Sb2Cl9]. Возможно извлечение рубидия из технол. р-ров переработки нефелина на глинозем.

4057-24.jpg


Перспективен метод извлечения рубидия ионообменной хроматографией на синтетич. смолах и неорг. ионитах (кли-ноптилолит, глауконит, фосфаты Zr), а также экстракцией производными фенола [4-втор-бутил-2-(a-метилбензил)фе-нол, алкилфенолы С7—С9 и др.]. Для получения соединений рубидия высокой чистоты используют его полигалогениды.

Металлический рубидий получают в осн. восстановлением RbHal магнием или кальцием (600-800 °С, ~ 0,1 Па) с послед, очисткой от примесей ректификацией и вакуумной дистилляцией. Можно получить рубидий электрохим. способом из расплава RbHal на жидком свинцовом катоде, из образовавшегося свинцово-рубидиевого сплава рубидий выделяют дистилляцией в вакууме. В небольших кол-вах рубидий получают восстановлением Rb2CrO4 порошком Zr или Si, а рубидий высокой чистоты-путем медленного термич. разложения RbN3 в вакууме (менее 0,1 Па) при 390-395 °С.

Определение. Качественно рубидий обнаруживают по очень яркой спектральной линии 780,023 нм, в отсутствие К и Cs-также по образованию RbClO4, Rb2[PtCl6], Rb2[SnI6], RbOC6H2(NO2)3. Количественно рубидий определяют в осн. методами фотометрии пламени или атомно-абсорбц. спектроскопии по резонансным линиям 780,023 и 794,760 нм. Применяют также радиохим. метод изотопного разбавления и нейтронно-активационный. Хим. методы количеств. определения рубидия требуют предварит. удаления К и Cs. В отсутствие К и Cs рубидий определяют гравиметрически в форме RbCl04, Rb2[PtCl6], Rb[B(C6H5)4], а также титриметри-чески.

Применение. Металлический рубидий-компонент материала катодов для фотоэлементов и фотоэлектрич. умножителей, геттер в вакуумных лампах, входит в состав смазочных композиций, используемых в реактивной и космич. технике, применяется в гидридных топливных элементах, катализатор. Пары рубидия используют в разрядных электрич. трубках, лампах низкого давления - источниках резонансного излучения, в чувствит. магнитометрах, стандартах частоты и времени. Перспективно использование рубидия в качестве ме-таллич. теплоносителя и рабочей среды в ядерных реакторах и турбоэлектрич. генераторных установках. Соединения рубидия-компоненты спец. стекол и керамики, Rb2O входит в состав сложных фотокатодов.

Мировое произ-во рубидия и его соед. (без СНГ) ок. 450 кг/год (1979).

Рубидий опасен в обращении, хранят его в ампулах из стекла пирекс в атмосфере Аr или в стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного масла (вазелинового, парафинового). Утилизируют рубидий обработкой остатков металла пентанолом.

Рубидий открыли в 1861 Р. Бунзен и Г. Кирхгоф.

Лит.: Коган Б. И., Названова В. А., Солодов H. А., Рубидий и цезий, М., 1971; Плющев В. Е., Степин Б. Д., Аналитическая химия рубидия и цезия, М., 1975. См. также лит. при ст. Литий. Л. И. Покровская.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн