Руби́дий(лат. Rubidium), Rb, химический элемент I группы короткой формы (1-й группы длинной формы) периодической системы ; атомный номер 37; атомная масса 85,4678; относится к щелочным металлам . В природе встречается в виде смеси изотопов : стабильного 85 Rb (72,165 %) и радиоактивного 87 Rb (27,85 %, период полураспада Т1/24,75·10 10 лет; β-излучатель, превращается в 87 Sr – на этом основан рубидий-стронциевый метод геохронологии ); искусственно получены изотопы с массовыми числами 72–102.
Историческая справка
Открыт в 1861 г. Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом при спектральном исследовании солей, выделенных из минеральных вод; назван по цвету характерных линий в спектре (лат. rubidus – тёмно-красный).
Распространённость в природе
Содержание рубидия в земной коре 7,8·10 –3 % по массе. Собственных минералов не образует, в природе находится в рассеянном состоянии. Встречается в виде примеси в минералах калия ( карналлит , сильвин ) и в алюмосиликатах ( лепидолит , циннвальдит и др.); присутствует в минералах цезия ( поллуцит ); находится в озёрной и морской воде, входит в состав вод многих минеральных источников.
Калий и вода
Образец рубидия. Образец рубидия.
Свойства
Конфигурация внешней электронной оболочки атома рубидия 5s 1 ; в соединениях проявляет степень окисления +1; энергия ионизации Rb 0 →Rb + 403,0 кДж/моль; сродство к электрону 46,88 кДж/моль, электроотрицательность по Полингу 0,8; атомный радиус 248 пм, ионный радиус 152 пм (координационное число 6).
В свободном состоянии рубидий – мягкий, легкоплавкий серебристо-белый металл (кристаллическая решётка кубическая объёмноцентрированная), при комнатной температуре имеет почти пастообразную консистенцию; tпл39,32 °C, tкип687,2 °C, пары́ окрашены в зеленовато-синий цвет; плотность 1532 кг/м 3 (твёрдый, при 0 °C), 1471,8 кг/м 3 (жидкий, при температуре плавления).
Рубидий обладает высокой реакционной способностью. На воздухе мгновенно окисляется с воспламенением, образуя надпероксид RbO2с примесью пероксида Rb2O2. При ограниченном доступе кислорода окисляется до оксида Rb2O. С водой реагирует со взрывом (продукты – гидроксид RbOH и Н2).
Реагирует с сухим Н2, образуя гидрид RbH, и с галогенами (образуются галогениды ). Взаимодействие рубидия с серой сопровождается взрывом (продукт – Rb2S). С жидким N2в электрическом разряде образует нитрид Rb3N. Известны амид, фосфид, силицид и германид, а также карбиды разного состава.
Рубидий взаимодействует с СО2, ССl4и СНСl3со взрывом, выше 300 °C разрушает стекло, восстанавливая SiO2до Si. Растворяется в жидком аммиаке (раствор имеет синий цвет, содержит сольватированные электроны и обладает электронной проводимостью). Рубидий образует сплавы со щелочными металлами , а также интерметаллиды (Аu, Hg, Cd, Ga, In, Sn, Pb, Bi и др.). Опасен в обращении, хранят рубидий в ампулах из стекла пирекс в атмосфере Аr или в стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного вазелинового или парафинового масла.
12 ВЕЩЕСТВ ЛОМАЮТ ЗАКОНЫ ФИЗИКИ
Получение и применение
Рубидий извлекают при комплексной переработке минерального сырья (например, при получении лития из лепидолита, цезия из поллуцита); объём производства рубидия и его соединений 2–4 т/год (2015). Металлический рубидий – компонент материала катодов для фотоэлементов и фотоэлектрических умножителей, геттер в вакуумных лампах, входит в состав смазочных композиций , используемых в реактивной и космической технике, применяется в гидридных топливных элементах, катализатор. Пары́ рубидия используют в разрядных электрических трубках, лампах низкого давления – источниках резонансного излучения, в чувствительных магнитометрах , стандартах частоты и времени (рубидиевый стандарт частоты). Соединения рубидия – компоненты специальных стёкол и керамики.
Аликберова Людмила Юрьевна . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2015.
в 11:53 (GMT+3) Обратная связь
Информация
Области знаний: Общие вопросы химии Символ: Rb Атомный номер: 37 Группа элементов: Щелочные металлы Относительная атомная масса: 85,4678 а. е. м. Радиус атома: 248 пм Электроотрицательность: 0,82 ед. по шкале Полинга Агрегатное состояние: Твёрдое Плотность при н. у.: 1,532 г/см³ Температура плавления: 39,32 °C Температура кипения: 687,2 °C
Источник: bigenc.ru
Рубидий металл. Свойства рубидия. Применение рубидия
Рубидий– металл, имя которого напоминает название драгоценного камня рубин . Минерал красный. Это оправдывает его имя, переводимое как «алый».
Рубидий же серебристо-серый. В чем подвох? В истории обнаружения металла. Его выделили из минерала лепидолита .
Разложив камень по составным, химики «потеряли» 2,5% массы. Сначала, списали на испарившуюся при реакциях воду.
Потом, решили провести спектральный анализ. Обнаружилась линия темно-красного цвета.
Известные науки элементы такой не обладали. Так, в 1863-ем году и был открыт металл рубидий. Что человечеству удалось узнать о нем за полтора минувших столетия, расскажем далее.
Химические и физические свойства рубидия
Рубидий металлическийобразует кристаллы. Они напоминают кубы. Характерный для металлов блеск просматривается лишь на срезе агрегатов.
Разрезать их не проблема, — материал мягкий, словно сыр. Это особенность большинства щелочных металлов, к коим относится и рубидий. Формулаего характеризуется одним электроном на внешнем уровне.
Всего их 5. Неудивительно, что элемент является мощным восстановителем, активен в химическом плане. Отдаленный от ядра электрон легко замещается.
Так образуются все виды солей, к примеру, хлорид рубидия. Как и остальные соединения, он легко растворим в воде.
В природе выявлено два изотопа 37-го элемента таблицы Менделеева . 85-ый атом рубидиястабилен, а вот 87-ой – радиоактивен, хоть и слабо.
После полного распада 87-ой изотоп преобразуется в стабильную разновидность стронция . В искусственных условиях элемент рубидийдал 20 изотопов.
Все радиоактивные. Номера изотопов равны их атомной массе. Если она меньше 85-ти, испускаются лучи бета + .
Такой рубидий, зачастую, распадается за несколько минут, а порой, и секунд. Наиболее устойчив 81-ый изотоп.
Его полураспад составляет 4 часа. После, выделяется криптон. Это газ, тоже радиоактивный.
Если металл входит в соединения с другими, то всегда одновалентен, то есть образует лишь одну химическую связь с другим атомом.
Степень окисления при этом равна +1. Оксид рубидияобразуется лишь в условиях нехватки кислорода.
Если же его достаточно, идет бурная реакция, итогом которой становится пероксид и надпероксид 37-го элемента.
В кислородной среде щелочной металл рубидийзагорается. В этом и заключается буйство реакции.
Еще опаснее сочетание с водой. Происходит взрыв. Осторожничать приходится и с карбидом рубидия.
Химический элементв веществе способен самовоспламениться в углекислой среде. В воде соединение, как и чистый металл, взрывается.
Рубидий, при этом, сгорает. Остается лишь углерод. Он выделяется в виде угля. Так что, это один из способов добычи топлива.
Применение рубидия
Первое применение элементу нашла природа. Она заложила 1 миллиграмм металла в организм каждого человека.
Рубидий есть в костях, легких, головном мозге, женских яичниках, крови . 37-ой элемент выполняет роль антиаллергена, оказывает противовоспалительное действие, слегка затормаживает, успокаивая нервы .
В крови рубидий, цветспектральной черты которого сливается с тоном эритроцитов, борется со свободными радикалами.
Металл снижает и действие окислителей. Благодаря этому, клетки крови живут дольше и лучше функционируют. Повышается иммунитет, уровень гемоглобина.
Медики прописывают препараты рубидияв качестве болеутоляющих и снотворных.
Кроме этого, 37-ой элемент получают эпилептики. Врачи рассчитывают на тормозящее нервные импульсы действие препарата.
Рубидий выводится из организма вместе с мочой. Поэтому, требуется восполнение. Суточная норма потребления элемента – 1-2 миллиграмма.
Получить их можно, употребляя бобовые, злаки, орехи, белые грибы, почти все фрукты и ягоды, особенно, черную смородину.
Вне организма рубидий присутствует в телевизионных трубках, устройствах, воспроизводящих оптические фонограммы и в фотокатодах.
Причина – фотоэффект. На него 37-ой элемент способен благодаря быстрой потере электронов под действием света.
Аналогично поведение цезия. Рубидийсоперничает с ним за место на рынке фотоэлементов.
Фторид рубидия, как и прочие соли элемента, закладывают в топливные элементы. Соединения 37-го металла служит в них электролитом.
Электролитом является, так же, гидроксид рубидия. Он рекомендован для низкотемпературных химически источников тока.
Убыстрить его течение 37-ой элемент способен в качестве добавки к раствору гидроксида калия .
В роли катализатора выступает уже карбонат рубидия. Его закупают для производства синтетической нефти. Ее называют синтолом.
Специальные катализаторы с рубидием запатентованы для синтеза высших спиртов, стирола и бутадеина.
Нитрат рубидияпризнан средством для калибровки калориметров. Это приборы, замеряющие количество теплоты.
Техника засекает и ее выделение, и поглощение при различных химических, физических, биологических процессах.
Не обходится без рубидияи атомная промышленность. 37-ой элемент числится в составе металлических теплоносителей.
Они заключены в ядерных реакторах. Есть рубидий и в вакуумных радиолампах. Металл формирует положительные ионы на их нитях накаливания.
В космической отрасли металлический рубидийвходит в состав смесей для смазки. Обнаружить 37-ой элемент можно даже в термометрах.
Речь не о ртутных образцах, а о моделях для измерения повышенных температур до 400-от градусов Цельсия. В таких термометрах находится смесь хлоридов меди и рубидия.
Электроннаяотрасль использует пары щелочного металла. С ними, в частности, связано изготовление высокочувствительных магнитометров. Ими пользуются при космических исследованиях и геофизических изыскания.
Добыча рубидия
Рубидий – рассеянный элемент. Это усложняет разработку солидных запасов. По распространенности в земной коре металл занимает 20-е место.
Однако, у него нет собственных минералов и руд, то есть пород, в которых рубидий является основой.
В том же лепидолите, из которого элемент когда-то выделили, он присутствует лишь в качестве примеси.
Искать рубидий приходится попутно с другими щелочными металлами. Можно использовать и морскую воду. В ней растворены соли 37-го элемента. Но, пока, этот ресурс не разрабатывается.
Промышленное получение рубидия– это выделение из электролита, оставшегося после производства магния. Его добывают из карналлита.
Остается осадок из ферроцианидов, железа и никеля . Рубидий скрыт в первых. Ферроцианиды прокаливают, получая карбонат 37-го металла. Он загрязнен цезием и калием. Остается провести очистку.
Немало рубидия извлекают на производстве лития. После его выделения, 37-ой элемент осаждают из маточных растворов.
Итог операции – алюморубидиевые квасцы. После их многократной перекристаллизации удается разделить составляющие.
Поскольку с 50-ых годов прошлого века производство лития резко увеличилось, увеличилось и предложение на рубидий.
Он перестал быть дорогостоящим дефицитом. Узнаем, во сколько оценивают металл современники.
Цена рубидия
В России рубидий производят на Заводе редких металлов. Предприятие находится в Новосибирской области, реализует упаковки по 30 граммов и 1-му килограмму.
За последний объем придется выложить около 400 000 рублей. Частные продавцы предлагают рубидий, разделенный по граммам.
За один просят, как правило, 5-6 долларов США. Вот и посчитайте. При этом, раньше цены на 37-ой элемент были еще выше.
Но, рекордсменом рубидий, все же, не являлся. Передовик – калифорний. Это самый редкий и самый дорогой металл.
Стоимость грамма превышает 6 000 000 долларов. В сравнении с этим ценником, запросы поставщиков за рубидий кажутся незначительными.
Кстати, кроме Новосибирского завода 37-ым элементом торгует и Сервермед из Мурманской области.
Источник: tvoi-uvelirr.ru
Рубидий — что это?
Услышав про рубидий, человек, мало знакомый с химией, скорее всего представит твердое вещество темно-красного цвета, наподобие рубина. Несмотря на то, что эти два названия созвучны друг другу, rubidium получил свое наименование только благодаря происхождению.
Общая характеристика Rb
Атомный номер этого элемента 37, он находится в 1-ой группе 5-ого периода системы Д.Менделеева. Это мягкий, пластичный щелочной металл, цвет вещества – серебристо-белый.
По внешнему виду, мягкости и пластичности этот химический элемент очень похож на металлический калий и цезий. Вещество не может храниться в открытом виде на воздухе. Это активный металл, который быстро вступает в реакцию с кислородом, выделяя при этом большое количество тепла, вплоть до воспламенения.
В своей группе этот элемент является лидером, плотность Rb выше, чем у воды, в отличие от данного показателя у Li, Na и К.
История открытия
Своими корнями она уходит в далекий 1861 год, когда два немецких ученых Бунзен и Кирхгоф создали спектроскопический метод изучения химического состава веществ.
При помощи этого способа был открыт цезий, а спустя год в процессе изучения природных алюмосиликатов они обнаружили еще один, ранее никому не известный элемент.
Полезная информация
Свое название он получил благодаря цвету самой яркой линии в спектре, так как на латыни «rubidus» означает «темно-багровый».
Физические свойства рубидия
Это легкий металл с плотностью 1,53 г/см3. Он способен образовывать кристаллы, структура которых представляет собой объемно-центрированную кубическую решетку. Температура плавления вещества достаточно низкая, всего 39 °C.
Это значит, что в комнатных условиях по консистенции он будет похож на густую жидкость. При 687 °C рубидий закипает, в процессе кипения выделяются сине-зеленые пары.
Рубидий является парамагнетическим элементов. Его проводимость в 8 раз выше, чем у ртути и примерно в той же пропорции ниже, чем у серебра. По аналогии с остальными щелочными металлами Rb имеет заниженный порог фотоэффекта.
Чтобы возбудить в нем фотопоток, достаточно применить длинноволновую энергию, выделяемую красными световыми лучами. По чувствительности этот металл находится на втором месте после цезия.
Рубидий имеет два природных изотопа: стабильный Rb 85 и бета-радиоактивный Rb 87, период полураспада которого составляет более 49 млрд лет. Кроме того существует еще 26 изотопов, которые получены искусственным способом.
Химические свойства
Это щелочной металл, молекула которого состоит из одного атома. Валентность Rb равна 1.
Химически активен, для него характерны следующие свойства:
- щелочные качества рубидия более проявлены, нежели у других элементов 1-ой группы;
- участвует в кислотных реакциях, образуя соли;
- большинство соединений этого металла хорошо растворяются в воде. Кроме хлоратов и перхлоратов, которые отличаются малой растворимостью;
- в открытом воздухе быстро окисляется, бурно реагирует с кислородом, легко воспламеняется, выделяя большое количество тепла;
- взаимодействие Rb с H2O взрывоопасно. Полученный в ходе реакции гидроксид имеет разрушительную силу;
- способен взаимодействовать с неметаллами и галогенами;
- галогениды этого щелочного металла хорошо растворяются в водной среде, органических растворителях (этаноле и муравьиной кислоте);
- взаимодействие с серой приводит к взрыву, в результате чего образуется сульфид рубидия.
Нахождение Rb в природе
Этот элемент не относится к редким металлам. Он довольно часто встречается в природе. Небольшой процент рубидиевых отложений можно обнаружить в составе минералов, океанских глубин, подземных вод, в горных породах.
Большое количество этого химического элемента содержится в земной коре. Суммарно его объем в недрах равен общей величине добываемых из-под земли таких ископаемых, как медь, никель и цинк.
Еще одно интересное свойство рубидия – это вещество не обладает способностью к образованию собственных минералов. Его принято считать рассеянным элементом, концентрация которого в породах очень мала.
В химическом составе земных ископаемых этот элемент можно встретить рядом с местами скопления другого щелочного металла – калия. Наибольшее процентное соотношение рубидия наблюдается в лепидолитах.
Важная информация
Наряду с Rb в этих минералах содержатся также литий и цезий. Отсюда вывод, рубидий всегда присутствует в тех ископаемых, где есть и другие металлы его группы.
Источниками этого элемента в естественной среде можно назвать:
- листья табака;
- морские водоросли;
- живые организмы, обитающие в соленой воде (актинии, ракообразные, моллюски, морские черви, иглокожие).
Для нормальной жизнедеятельности человеческого организма в нем должно быть не менее 1 г этого вещества. Несмотря на то, что физиологическая роль этого элемента еще недостаточно изучена, ученые доказали следующее.
При дефиците рубидия в организме человека отмечается снижение его способности к размножению. Кроме того, замедляется рост, снижается аппетит и уменьшается продолжительность жизни.
Добыча Rb
Разработка природных запасов рубидия осложняется тем, что это рассеянный элемент. Тем не менее, по уровню содержания в земной коре он находится на 20-ом месте.
Еще одно свойство этого вещества – в природе отсутствуют минералы и руды, где он является основным компонентом. Например, в лепидолитах, его можно встретить исключительно в качестве примеси.
По этой причине добыча рубидия осуществляется параллельно с другими металлами. Источником данного элемента являются не только полезные ископаемые, но и водные ресурсы.
Доказано, что этот элемент содержится даже в морской воде, однако, этот вариант для добычи рубидия еще не получил своего применения, так как здесь его концентрация довольно мала, всего 100 мкг/л.
Получение Rb
Существует несколько промышленных способов получения:
- Путем выделения элемента из электролитов, оставшихся в результате производства Mg, который добывают из карналлита.
- Рубидий содержится в ферроцианидах. Для его получения соли прокаливают и образуют карбонат Rb. Полученное вещество очищают от калийных и цезиевых примесей, в результате остается только рубидий.
- Данный металл извлекают как побочный продукт, получаемый в процессе обработки лепидолитов при производстве лития.
- Еще одна возможность получить рубидий промышленным путем – извлечь его из химического раствора, который образуется в ходе добычи глинозема из нефелина.
Где применяется Rb
Элемент под номером 37 таблицы Д. Менделеева нашел свое применение в следующих отраслях:
- производство фотоэлементов для лазерной и ракетной техники;
- в фармацевтической промышленности он используется в процессе стерилизации медикаментов и лекарственных растворов;
- в геохронологии рубидий-87 (изотоп щелочного металла) помогает определять возраст древних ископаемых, горных пород и залежей руды;
- в электронной и атомной промышленности он применяется как теплоноситель и оптимальная рабочая среда, в которой функционируют высокотемпературные турбоагрегаты;
- в нефтеперерабатывающей промышленности активно используется такое свойство рубидия, как каталитическая активность. Так, для синтеза метанола широко применяется ацетат рубидия;
- в ракетно-космической сфере Rb используется в составе компонентов для высокоэффективной смазки;
- металлический рубидий широко применяется для работы гидридных топливных элементов;
- плазма этого металла способствует возбуждению лазерного излучения. Данное свойство также активно используется в промышленных целях;
- без этого химического элемента также невозможна работа рентгеновской техники.
Цена рубидия
Сегодня это один из немногих металлов, ресурсы и возможности промышленной добычи превышают потребности. Несмотря на то, что точных официальных данных об объемах его производства и применения не опубликовано, есть мнение, что производственный оборот этого элемента составляет не менее 5 тонн в год.
Рынок рубидия развивается медленно, активная торговля этим металлом пока не ведется, поэтому назвать его рыночную цену довольно сложно. По этой причине стоимость, которую устанавливают компании, продающие этот металл и его химические соединения, сильно отличается. По некоторым подсчетам такая разница может составлять до нескольких десятков раз.
В России этот металл производится на предприятии, которое расположено в Новосибирской области. Здесь его реализуют в упаковках по 30 г и 1 кг. Цена килограмма составляет примерно 400 тысяч рублей.
У частников вещество можно приобрести в гораздо меньшей расфасовке (от 1 г). За нее просят не менее 5-6 американских долларов.
Владислав Суркин
В моём личном блоге я познакомлю вас с особенностями разных драгоценных камней, влиянием зодиакальных камней в отношении каждого знака зодиака, а также целебными свойствами некоторых из них.
Источник: 1kamni.ru