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

Что представляет собой
Как был открыт
Как представлен в природе
Физико-химические характеристики
Технология производства
Где используется
Стоимость

Содержание

Что представляет собой
Как был открыт
Как представлен в природе
Физико-химические характеристики
Технология производства
Где используется
Стоимость

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.

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).