Рубидий – польза, особенности металла и меры предосторожности

По характеристикам этот металл сходен с цезием. Но на планете его много, радиоактивность символическая. Поэтому рубидий используют как заменитель элитного, но токсичного металла.

Содержание

  1. Что представляет собой
  2. Как был открыт
  3. Как представлен в природе
  4. Физико-химические характеристики
  5. Технология производства
  6. Где используется
  7. Стоимость
  8. Что представляет собой

    • Рубидий – это элемент таблицы Д. Менделеева №37.
    • Изначально это мягкое вещество белого с серебристостью цвета, относится к группе щелочных металлов.
    • Структура кристаллической решетки – центрированный по объему куб.

    По составу это два природных изотопа: стабильный и радиоактивный – 85 и 87. Плюс три десятка синтезированных единиц.

    Международное обозначение-символ – Rb (Rubidium).

    Как был открыт

    История открытия элемента типична:

    • Рубидий выявлен при спектральном анализе благодаря уникальной конфигурации линий.
    • Это заслуга Вильгельма Бунзена и Роберта Кирхгофа. Изучая в 1861 году алюмосиликаты, немецкие химики обнаружили в их спектре неизвестный науке элемент.
    • Через два года Бунзен получил рубидий как металл.
    • На заре ХХ века обнаружилась радиоактивность металла.

    Латинизированное название рубидия отражает цвет красных (rubidus – насыщенно-красный, пурпурный) линий, доминирующих по интенсивности в спектре.

    Как представлен в природе

    Вещество не относится к редким:

    • Рубидия в литосфере столько же, сколько цинка, меди, никеля вместе взятых.
    • В шкале распространенности элемент занимает 23-ю строчку.

    Тонна земной коры содержит до 8 г рубидия, литр морской воды – 0,1 мг.

    • Кратное превышение средней нормы зафиксировано в Каспийском, Черном морях, подземных источниках Бразилии.
    • Собственных месторождений, даже минералов, не образует, рассеявшись по литосфере.
    • Это примесь в минералах щелочных металлов, всегда «сопровождает» калий.
    • Рубидием богаты лепидолит, поллуцит, амазонит, биотит, другие минералы.
    • Им насыщенны пегматитовые жилы. Промышленные запасы концентрируют карналлиты, слюды, природные минеральные воды.

    Рубидий обнаружен в Европе, России, Азии, на юге Африки.

    А также в Космосе: его содержание зашкаливает в звездных системах «красный гигант/сверхгигант плюс нейтронная звезда внутри».

    Физико-химические характеристики

    Физические, химические свойства рубидия типичны для элементов щелочной группы:

    • Взаимодействует с неорганическими кислотами.
    • Во влажном воздухе воспламеняется.
    • Реакция с кислородом протекает бурно.
    • Большинство соединений без проблем растворяются водой.

    Образец рубидия

    Но взаимодействие активного металла с водой оканчивается взрывом. Образующийся гидроксид агрессивен: разрушает стекло, металлы (включая платину и золото).

    Для нейтрализации этого недостатка создают особые условия хранения, транспортировки, утилизации рубидия:

    • Герметичные стальные емкости (под сухим вазелином либо парафином).
    • Ампулы из специального стекла, заполненные аргоном.

    Для утилизации остатки металла обезвреживают пентанолом.

    Свойства атома Название, символ, номер Атомная масса
    (молярная масса) Электронная конфигурация Радиус атома Химические свойства Ковалентный радиус Радиус иона Электроотрицательность Электродный потенциал Степени окисления Энергия ионизации
    (первый электрон) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) Температура плавления Температура кипения Уд. теплота плавления Уд. теплота испарения Молярная теплоёмкость Молярный объём Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки Параметры решётки Температура Дебая Прочие характеристики Теплопроводность Номер CAS
    Руби́дий / Rubidium (Rb), 37
    85,4678(3) а. е. м. (г/моль)
    [Kr] 5s1
    248 пм
    216 пм
    (+1e)147 пм
    0,82 (шкала Полинга)
    −2,925
    -1; 0; +1
     402,8 (4,17) кДж/моль (эВ)
    1,532 г/см³
    39,05 °C
    688 °C
    2,20 кДж/моль
    75,8 кДж/моль
    31,1 Дж/(K·моль)
    55,9 см³/моль
    кубическая объёмноцентрированая
    5,710 Å
    56 K
    (300 K) 58,2 Вт/(м·К)
    7440-17-7

    Рубидий – единственный из щелочных металлов – тонет в воде. По этой характеристике его легко отличить от других элементов щелочной группы.

    Технология производства

    Конечный продукт переработки материала – металл.

    Способ получения стандартен:

    • Вначале извлекают соли – попутно при производстве литиевых, калиевых, магниевых солей.
    • До металла их восстанавливают термически, используя металлический кальций.
    • Для получения особо чистого продукта удаляют примеси, задействуя дистилляцию в вакууме либо ректификацию.

    Основное сырье – карналлит. Это соединение сложного состава, что отражает формула – KCl·MgCl2·6H2O. Но металл извлекается легко, поэтому производство рентабельно.

    Где используется

    Материал востребован промышленностью, другими сферами:

    • Атомный сегмент.
    • Электроника.
    • Оптика специального назначения.
    • Катализатор в процессе синтеза (переработка нефти).
    • Медицина.

    Применение нашлось чистому веществу, сплавам, соединениям рубидия:

    • Хлорид и гидроксид – электролиты топливных механизмов.
    • Без ацетата невозможно производство синтетического бензина, других видов жидкого топлива.
    • В сплавах применяется как смазка для техники, работающей в космосе, другом вакууме.
    • Медно-рубидиевый хлорид – наполнитель приборов для измерения высоких температур.
    • Пары вещества – основа атомных часов, лазеров.

    Изотоп-86 востребован онкологами (гамма-дефектоскопия), как компонент измерительных приборов, стерилизатор пищевых и аптечных продуктов.

    Ученые высчитали время полураспада изотопа-87 – 49 млрд. 230 млн. лет. Благодаря этому он, на пару со стронцием-87, используется как геохронометр (маркер возраста пород, «летописи» природных процессов).

    Стоимость

    На практике рубидий конкурирует с цезием. Победу обеспечивают главные достоинства: природная доступность и обусловленная этим стоимость.

    На рынке за кг рубидия дают 20-60 тыс. руб. (по виду продукции). То есть цена на три порядка меньше цезиевой.

    Источник: jgems.ru

    Читайте также  Самые ожидаемые гаджеты в 2022 году
Mila Vitsa