รูบิเดียมองค์ประกอบทางเคมี: ลักษณะสมบัติสารประกอบ ทำไมองค์ประกอบทางเคมีรูบิเดียมจึงจำเป็นในร่างกายมนุษย์ (มีลักษณะตามรูปถ่าย)? รูบิเดียมทำไมถึงเรียกอย่างนั้นและพบที่ไหน
รูบิเดียม- โลหะอัลคาไล เบาและนุ่ม สีขาวเงิน แม้ว่าชื่อจะพูดด้วยสีที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง: ในภาษาละติน "rubidus" หมายถึง "สีแดง" หรือแม้แต่ "สีแดงเข้ม" - นั่นคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ Gustav Robert Kirchhoff และ Robert Wilhelm Bunsen เรียกว่า ในปี พ.ศ. 2404 นักวิทยาศาสตร์คนแรกคือนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ และคนที่สองเป็นนักเคมีเชิงทดลอง พวกเขาตรวจสอบแร่ธาตุโดยใช้สเปกโตรสโคปซึ่งเป็นเครื่องมือที่ Kirchoff คิดค้นขึ้น พวกเขาสังเกตเห็นเส้นสีแดงพิเศษในตัวอย่างแร่ชนิด Concentrator และตัดสินใจว่านี่เป็นองค์ประกอบที่ไม่รู้จัก ดังนั้นมันกลับกลายเป็น แต่มันกลับกลายเป็นว่ายากที่จะแยกแร่ใหม่: บุนเซ่นต้องทำงานมาก - นักเคมีทำงานอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยเป็นเวลา 2 ปี - ก่อนที่รูบิเดียมจะถูกทำให้บริสุทธิ์และแยกออกจากองค์ประกอบอื่น ๆ - เกลือโพแทสเซียม, ซีเซียม, เป็นต้น
ทุกวันนี้ นักเคมีเรียกรูบิเดียมว่าเป็นธาตุทั่วไป เนื่องจากมีธาตุนี้อยู่มากในเปลือกโลก แต่เกือบจะเป็นส่วนผสมของแร่ธาตุอื่นๆ มักพบในหินภูเขาไฟ เกลือรูบิเดียมมักพบในน้ำแร่จากแหล่งต่าง ๆ ในน้ำของทะเลและทะเลสาบ (รวมถึงน้ำใต้ดิน) และในแร่ธาตุที่มีความเข้มข้น - พวกเขามีองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลายมากกว่าแร่ธรรมดาหลายสิบเท่า
รูบิเดียมบริสุทธิ์เป็นองค์ประกอบที่ไม่เหมือนใครในหลาย ๆ ด้าน สามารถเก็บไว้ในสุญญากาศเท่านั้นในหลอดแก้วปิดผนึกพิเศษ - ในที่โล่งจะจุดไฟทันทีและทำปฏิกิริยากับออกซิเจนทันที กิจกรรมทางเคมีของรูบิเดียมโดยทั่วไปจะสูงมาก: ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จักเกือบทั้งหมด - กับโลหะและอโลหะ และบางครั้งถึงกับระเบิดในเวลาเดียวกัน
เอกลักษณ์ของรูบิเดียมยังสามารถตัดสินได้จากอุณหภูมิหลอมเหลวของมัน - มันละลายแล้วที่อุณหภูมิ 39 ° C ดังนั้นหากคุณถือหลอดแก้วที่มีโลหะนี้อยู่ในมือของคุณครู่หนึ่ง มันจะกลายเป็นกึ่งของเหลวทันที” ต่อหน้าต่อตาคุณ” - โลหะอื่น ๆ ไม่แตกต่างกันในสิ่งนี้ ยกเว้นปรอท - ทุกคนรู้ดีว่าคุณสมบัตินี้ใช้ในเทอร์โมมิเตอร์ทางการแพทย์ได้อย่างแม่นยำเพราะคุณสมบัตินี้
แน่นอนว่าเรามีความสนใจในบทบาทของรูบิเดียมในสิ่งมีชีวิตมากขึ้นรวมถึงในร่างกายมนุษย์อย่างไรก็ตามแม้ที่นี่องค์ประกอบนี้อาจถือว่าผิดปกติ - บทบาทในเรื่องนี้ยังไม่ได้รับการชี้แจงและมักจะพิจารณาร่วมกับ ซีเซียมในขณะเดียวกันก็ศึกษาผลกระทบต่อร่างกาย
แหล่งที่มาของรูบิเดียม
มีรูบิเดียมอยู่ในเนื้อเยื่อของพืชและสัตว์ แต่มีน้อยมาก ตัวอย่างเช่น ในใบยาสูบ พืชถือว่าเป็นหนึ่งในแหล่งที่มาของมัน รูบิเดียมน้อยกว่าโพแทสเซียม 1,000 เท่า ในพืชทะเล - สาหร่ายนั้นยิ่งน้อยลง แต่ในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตมันสามารถสะสม: โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันถูกพบในดอกไม้ทะเล, หนอนทะเล, กุ้ง, หอย, อิไคโนเดิร์มและปลาบางชนิด ในพืชบกบางชนิด รูบิเดียมยังสะสมอยู่ เช่น บีทรูทและองุ่นบางชนิด
การแลกเปลี่ยนรูบิเดียมในร่างกายก็มีการศึกษาไม่ดีเช่นกัน แต่เราได้รับมันด้วยอาหารทุกวันมากถึง 1.5-4 มก. และส่วนใหญ่มีชาดำและกาแฟรวมถึงน้ำดื่ม ในร่างกายมนุษย์ โดยปกติควรมีรูบิเดียมประมาณ 1 กรัม
บทบาทของรูบิเดียมในร่างกาย
รูบิเดียมเข้าสู่กระแสเลือดอย่างรวดเร็ว 1-1.5 ชั่วโมงหลังจากที่เข้าสู่กระเพาะอาหาร รูบิเดียมสะสมอยู่ในสมองและกล้ามเนื้อโครงร่าง กระดูก ปอด และเนื้อเยื่ออ่อน
รูบิเดียมมีคุณสมบัติต่อต้านฮีสตามีนและในสมัยก่อนในศตวรรษที่ 19 มันถูกใช้เพื่อรักษาโรคบางอย่างของระบบประสาท - โดยเฉพาะโรคลมชัก มิฉะนั้น บทบาททางสรีรวิทยาของรูบิเดียมยังได้รับการศึกษาเพียงเล็กน้อย
รูบิเดียมเป็นองค์ประกอบที่เป็นพิษของระดับอันตรายที่ 2 - สารในกลุ่มนี้ถูกกำหนดให้เป็นอันตรายอย่างสูงสำหรับมนุษย์: ตัวอย่างเช่น กรดซัลฟิวริกและสารหนูอยู่ในกลุ่มเดียวกัน
แพทย์ยังรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับอาการของการขาดรูบิเดียมเช่นเดียวกับสาเหตุของอาการเหล่านี้ - ทำการทดลองกับสัตว์บางชนิด หากพวกมันมีรูบิเดียมไม่เพียงพอในอาหาร สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในความสามารถในการสืบพันธุ์: ตัวอ่อนพัฒนาได้ไม่ดี การแท้งบุตรและการคลอดก่อนกำหนด นอกจากนี้ ในสัตว์ การเจริญเติบโตและพัฒนาการโดยรวมช้าลง ความอยากอาหารลดลง และอายุขัยลดลง
ด้วยเนื้อหาที่เพิ่มขึ้นของรูบิเดียมจะมีอาการเดียวกัน - การเจริญเติบโตและการพัฒนาที่ช้าลงและชีวิตที่สั้นลง แต่สำหรับสิ่งนี้คุณต้องทานมาก - ประมาณ 1,000 มก. ต่อวัน ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของรูบิเดียมถือว่าเป็นอันตรายต่อสุขภาพ แต่จากมุมมองของวิทยาศาสตร์พิเศษ - รังสีชีววิทยาเคมีรังสี ฯลฯ - องค์ประกอบนี้ถือได้ว่าเป็นกัมมันตภาพรังสีที่อ่อนแอหรือมีเสถียรภาพเนื่องจากครึ่งชีวิตของมันมีขนาดใหญ่เกินจินตนาการเมื่อเทียบกับ เวลาของชีวิตมนุษย์ - มันคือ 4.923 × 1,010 ปี หากเราพยายามแปลสิ่งนี้เป็นภาษาที่เราเข้าใจได้ ก็จะกลายเป็นประมาณ 50-60 พันล้านปี - แม้แต่โลกของเราก็ยังไม่มีอยู่นานขนาดนั้น
อย่างไรก็ตาม การทำงานอย่างต่อเนื่องในบางอุตสาหกรรมถือเป็นความเสี่ยงต่อสุขภาพ: ในอุตสาหกรรมแก้ว เคมีและอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ รูบิเดียมสามารถกินเข้าไปในปริมาณมากด้วยอาหารและน้ำ ขึ้นอยู่กับลักษณะทางธรณีวิทยาของพื้นที่ ด้วยรูบิเดียมที่มากเกินไป, ปวดหัวและนอนไม่หลับ, เต้นผิดปกติ, โรคอักเสบเรื้อรังของระบบทางเดินหายใจ, การระคายเคืองในท้องถิ่นของเยื่อเมือกและผิวหนัง, เช่นเดียวกับโปรตีนในปัสสาวะ, ปริมาณโปรตีนที่เพิ่มขึ้นในปัสสาวะ, สามารถเกิดขึ้นได้
ในกรณีของพิษจากรูบิเดียม มักจะกำหนดการรักษาตามอาการ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำจัดอาการของแต่ละบุคคล เช่นเดียวกับการบำบัดด้วยสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อน (โดยปกติคือการเตรียมโซเดียมและโพแทสเซียม) ซึ่งก่อตัวเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีสารพิษและสารกัมมันตภาพรังสี ขับออกทางไต
อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าทั้งการแพทย์แผนปัจจุบันและชีววิทยายังคงศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้รูบิเดียมในการรักษาโรคต่างๆ
ตามกฎแล้วรูบิเดียมได้รับการศึกษาควบคู่ไปกับซีเซียม: วันนี้ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าสามารถกระตุ้นการไหลเวียนโลหิตและมีผลทำให้หลอดเลือดหดตัวและความดันโลหิตสูง เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ พวกเขาถูกใช้ในศตวรรษที่ 19 โดยนักวิทยาศาสตร์และแพทย์ชาวรัสเซียที่มีชื่อเสียง S.S. Botkin: เขาพิสูจน์แล้วว่าเกลือซีเซียมและรูบิเดียมเพิ่มแรงกดดันและคงไว้เป็นเวลานาน
ในความสัมพันธ์กับระบบภูมิคุ้มกัน องค์ประกอบเหล่านี้ยังใช้งานได้: พวกมันเพิ่มความต้านทานของร่างกายต่อโรค เนื่องจากพวกมันเพิ่มการทำงานของเม็ดเลือดขาวและไลโซไซม์ ซึ่งเป็นสารต้านแบคทีเรียที่ทำลายผนังเซลล์ของแบคทีเรียก่อโรคและทำให้พวกมันตายอย่างรวดเร็ว
เกลือของรูบิเดียมและซีเซียมยังช่วยให้ร่างกายทนต่อภาวะขาดออกซิเจนได้ง่ายขึ้น - การขาดออกซิเจน และรูบิเดียมยังใช้ในยาแผนปัจจุบันด้วย: เกลือไอโอดีน โบรมีน และคลอไรด์ทำให้สงบและระงับปวดได้
การใช้รูบิเดียม
รูบิเดียมถูกนำมาใช้ในด้านต่าง ๆ แต่ไม่สามารถพูดได้ว่ามีการใช้งานอย่างแข็งขัน: มีการผลิตเพียงเล็กน้อยในโลก - บิลเป็นสิบไม่ใช่หลายร้อยกิโลกรัมต่อปีและค่อนข้างแพง สารประกอบรูบิเดียมใช้ในเคมีวิเคราะห์ ในการผลิตเลนส์พิเศษ เครื่องมือวัด ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และนิวเคลียร์
รูบิเดียมเป็นส่วนหนึ่งของสารหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพพิเศษที่ใช้ในเทคโนโลยีจรวดและอวกาศเมื่อทำงานในสภาวะสุญญากาศ
ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าใช้หลอดส่องสว่างในการผลิตซึ่งใช้รูบิเดียม สารประกอบรูบิเดียมใช้ในการผลิตแว่นตาพิเศษและในเทคโนโลยีเอ็กซ์เรย์ เช่นเดียวกับในเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกและเครื่องยนต์ไอออน
ใน geochronology เมื่อกำหนดอายุทางธรณีวิทยาของหินและแร่ธาตุจะใช้วิธีที่เรียกว่าสตรอนเทียมซึ่งทำให้สามารถกำหนดอายุนี้ได้อย่างแม่นยำมาก - ผู้เชี่ยวชาญจะกำหนดเนื้อหาของรูบิเดียมและ 87Sr ในหินเหล่านี้ ด้วยความช่วยเหลือของวิธีนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดอายุของหินที่เก่าแก่ที่สุดในทวีปอเมริกาได้ - มีอายุ 2 พันล้าน 100 ล้านปี
Gataulina Galina
สำหรับเว็บไซต์นิตยสารผู้หญิง
เมื่อใช้และพิมพ์ซ้ำเนื้อหา จำเป็นต้องมีลิงก์ที่ใช้งานอยู่ไปยังนิตยสารออนไลน์ของผู้หญิง
คำนิยาม
รูบิเดียมตั้งอยู่ในช่วงที่ห้าของกลุ่ม I ของกลุ่มย่อยหลัก (A) ของตารางธาตุ การกำหนด - Rb. รูบิเดียมในรูปของสารธรรมดาคือโลหะสีเงิน-ขาวที่มีโครงตาข่ายคริสตัลที่ตัวบอดี้เป็นศูนย์กลาง
ความหนาแน่น - 1.5 g / cm 3 จุดหลอมเหลว 39.5 o C จุดเดือด - 750 o C นุ่ม ตัดง่ายด้วยมีด ติดไฟได้เองในอากาศ
สถานะออกซิเดชันของรูบิเดียมในสารประกอบ
รูบิเดียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่ม IA ของตารางธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ. มันเป็นของกลุ่มโลหะอัลคาไลซึ่งในสารประกอบของพวกเขามีค่าคงที่และเป็นบวกสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้เท่านั้นที่เท่ากับ (+1) ตัวอย่างเช่น Rb +1 Cl -1, Rb +1 H -1, Rb +1 2 O -2, Rb +1 O -2 H +1, Rb +1 N +5 O -2 3 เป็นต้น
รูบิเดียมยังมีอยู่ในรูปของสารธรรมดา - โลหะและสถานะออกซิเดชันของโลหะในสถานะธาตุคือ ศูนย์เนื่องจากการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในนั้นมีความสม่ำเสมอ
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
ตัวอย่าง 1
| ออกกำลังกาย | ในอนุกรมใดองค์ประกอบทั้งหมดสามารถแสดงสถานะออกซิเดชัน (-1) และ (+5):
|
| วิธีการแก้ | เพื่อค้นหาคำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามที่โพสต์ เราจะตรวจสอบแต่ละตัวเลือกที่เสนอตามลำดับ ก) องค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดนี้มีสถานะออกซิเดชันเพียงสถานะเดียว ซึ่งเท่ากับหมายเลขกลุ่มของตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งตั้งอยู่โดยมีเครื่องหมาย "+" เหล่านั้น. สถานะออกซิเดชันของรูบิเดียมและลิเธียมคือ (+1) และแคลเซียม - (+2) คำตอบไม่ถูกต้อง b) สำหรับฟลูออรีน จะมีค่าสถานะออกซิเดชันเพียงค่าเดียวเท่านั้น เท่ากับ (-1) ดังนั้น คำตอบนี้จึงไม่ถูกต้อง และไม่สมเหตุสมผลที่จะตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีที่เหลืออยู่ c) ธาตุเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในกลุ่มของฮาโลเจน และมีลักษณะเฉพาะโดยสถานะออกซิเดชัน (-1), 0, (+1), (+3), (+5) และ (+7) เช่น นี่คือคำตอบที่ถูกต้อง |
| ตอบ | ตัวเลือกที่ 3 |
เนื้อหาของบทความ
รูบิเดียม(รูบิเดียม) Rb ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มที่ 1 (Ia) ของระบบธาตุ องค์ประกอบอัลคาไลน์ เลขอะตอม 37 มวลอะตอมสัมพัทธ์ 85.4678 มันเกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไอโซโทปเสถียร 85 Rb (72.15%) และไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี 87 Rb (27.86%) ที่มีครึ่งชีวิต 4.8 10 10 ปี ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอีก 26 ตัวของรูบิเดียมที่มีเลขมวลตั้งแต่ 75 ถึง 102 และครึ่งชีวิตจาก 37 มิลลิวินาที (รูบิเดียม-102) ถึง 86 วัน (รูบิเดียม-83) ได้มาจากการปลอมแปลง
สถานะออกซิเดชัน +1
Rubidium ถูกค้นพบในปี 1861 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Robert Bunsen และ Gustav Kirchhoff และเป็นหนึ่งในองค์ประกอบแรกที่ค้นพบโดยสเปกโทรสโกปีซึ่งถูกคิดค้นโดย Bunsen และ Kirchhoff ในปี 1859 ชื่อขององค์ประกอบนั้นสะท้อนสีของเส้นที่สว่างที่สุดในสเปกตรัม (จากภาษาละติน rubidus สีแดงเข้ม) .
ขณะที่ศึกษาแร่ธาตุต่างๆ ด้วยสเปกโตรสโคป Bunsen และ Kirchhoff สังเกตว่าตัวอย่าง lepidolite ตัวหนึ่งที่ส่งมาจาก Rosen (Saxony) ทำให้เกิดเส้นในบริเวณสีแดงของสเปกตรัม (Lepidolite เป็นแร่โพแทสเซียมและลิเธียมที่มีองค์ประกอบโดยประมาณของ K 2 Li 3 Al 4 Si 7 O 21 (OH,F) 3 .) เส้นเหล่านี้ไม่พบในสเปกตรัมของสารที่รู้จักใดๆ ในไม่ช้าก็พบเส้นสีแดงเข้มที่คล้ายกันในสเปกตรัมของตะกอนที่ได้รับหลังจากการระเหยของน้ำจากตัวอย่างที่นำมาจากน้ำพุแร่ของป่าดำ อย่างไรก็ตาม เนื้อหาขององค์ประกอบใหม่ในตัวอย่างที่ทดสอบมีเพียงเล็กน้อย และเพื่อที่จะสกัดปริมาณที่จับต้องได้มากหรือน้อย Bunsen ต้องระเหยน้ำแร่มากกว่า 40 ม. 3 จากสารละลายที่ลอกออก เขาได้ตกตะกอนส่วนผสมของโพแทสเซียม รูบิเดียม และซีเซียมคลอโรพลาติเนต ในการแยกรูบิเดียมออกจากญาติที่ใกล้ที่สุด (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากโพแทสเซียมที่มากเกินไป) บุนเซ่นจึงทำการตกตะกอนด้วยการตกผลึกแบบแยกส่วนหลายส่วน และรับรูบิเดียมและซีเซียมคลอไรด์จากส่วนที่ละลายได้น้อยที่สุดแล้วแปลงเป็นคาร์บอเนตและทาร์เทรต (เกลือของกรดทาร์ทาริก ) ซึ่งทำให้สามารถชำระรูบิเดียมให้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นและปลอดจากมวลหลักของซีเซียม บุนเซ่นได้รับเกลือรูบิเดียมแต่ละชนิดไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลหะด้วย ขั้นแรกได้โลหะรูบิเดียมโดยการลดเกลือกรดของรูบิเดียมไฮโดรทาร์เทรตด้วยคาร์บอนแบล็ค
อีกหนึ่งในสี่ของศตวรรษต่อมา นักเคมีชาวรัสเซีย Nikolai Nikolaevich Beketov ได้เสนอวิธีการอื่นในการรับรูบิเดียมที่เป็นโลหะโดยการลดจากไฮดรอกไซด์ด้วยผงอลูมิเนียม เขาดำเนินการขั้นตอนนี้ในกระบอกสูบเหล็กที่มีท่อระบายอากาศซึ่งเชื่อมต่อกับถังเก็บความเย็นแบบแก้ว กระบอกสูบถูกทำให้ร้อนบนเตาแก๊ส และเกิดปฏิกิริยารุนแรงขึ้น พร้อมกับวิวัฒนาการของไฮโดรเจนและการระเหิดของรูบิเดียมเข้าไปในตู้เย็น ดังที่ Beketov เองเขียนว่า "รูบิเดียมค่อยๆ ไล่ตาม ไหลลงมาเหมือนปรอท และยังคงความแวววาวของโลหะไว้ เนื่องจากกระสุนปืนเต็มไปด้วยไฮโดรเจนระหว่างการดำเนินการ"
การกระจายของรูบิเดียมในธรรมชาติและการสกัดทางอุตสาหกรรม เนื้อหาของรูบิเดียมในเปลือกโลกคือ 7.8·10 3% นี่เป็นเรื่องเดียวกับนิกเกิลทองแดงและสังกะสี ในแง่ของความชุกในเปลือกโลก รูบิเดียมอยู่ในอันดับที่ 20 โดยประมาณ อย่างไรก็ตาม โดยธรรมชาติจะอยู่ในสถานะกระจัดกระจาย รูบิเดียมเป็นธาตุที่กระจายตัวโดยทั่วไป แร่ธาตุของรูบิเดียมไม่เป็นที่รู้จัก พบรูบิเดียมร่วมกับธาตุอัลคาไลน์อื่น ๆ ซึ่งมักมาพร้อมกับโพแทสเซียม พบในหินและแร่ธาตุหลากหลายชนิดที่พบในอเมริกาเหนือ แอฟริกาใต้ และรัสเซีย และอื่นๆ แต่มีความเข้มข้นต่ำมาก มีเพียงเลพิโดไลต์เท่านั้นที่มีรูบิเดียมมากกว่า บางครั้ง 0.2% และบางครั้งสูงถึง 13% (ในแง่ของ Rb 2 O)
เกลือรูบิเดียมละลายในน้ำของทะเล มหาสมุทร และทะเลสาบ ความเข้มข้นของพวกมันที่นี่ยังต่ำมาก โดยเฉลี่ยประมาณ 100 ไมโครกรัม/ลิตร ในบางกรณี เนื้อหาของรูบิเดียมในน้ำจะสูงขึ้น ในบริเวณปากแม่น้ำโอเดสซา พบว่ามีค่าเท่ากับ 670 ไมโครกรัม/ลิตร และในทะเลแคสเปียน 5700 ไมโครกรัม/ลิตร นอกจากนี้ยังพบปริมาณรูบิเดียมที่เพิ่มขึ้นในแหล่งแร่บางแห่งในบราซิล
จากน้ำทะเล รูบิเดียมส่งผ่านไปยังตะกอนเกลือโปแตช ส่วนใหญ่เป็นคาร์นัลไลต์ ใน Strassfurt และ Solikamsk carnallites เนื้อหาของ rubidium อยู่ในช่วง 0.037 ถึง 0.15% แร่คาร์นัลไลต์เป็นสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนที่เกิดจากโพแทสเซียมและแมกนีเซียมคลอไรด์กับน้ำ สูตรของมันคือ KCl·MgCl 2 ·6H 2 O รูบิเดียมให้เกลือที่มีองค์ประกอบคล้ายกัน RbCl·MgCl 2 ·6H 2 O ทั้งเกลือโพแทสเซียมและรูบิเดียมมีโครงสร้างเหมือนกันและก่อตัวเป็นชุดต่อเนื่องของสารละลายที่เป็นของแข็งตกผลึกด้วยกัน คาร์นัลไลต์ละลายได้ดีในน้ำ การเปิดแร่จึงไม่ใช่เรื่องยาก วิธีการที่มีเหตุผลและประหยัดในการสกัดรูบิเดียมจากคาร์นัลไลต์ ร่วมกับองค์ประกอบอื่นๆ ได้รับการพัฒนาและอธิบายไว้ในวรรณกรรม
อย่างไรก็ตาม รูบิเดียมที่ขุดได้ส่วนใหญ่ได้มาจากผลพลอยได้จากการผลิตลิเทียมจากเลพิโดไลต์ หลังจากที่ลิเธียมถูกแยกออกมาในรูปของคาร์บอเนตหรือไฮดรอกไซด์ รูบิเดียมจะถูกตกตะกอนจากสุราของแม่ในรูปของส่วนผสมของอลูมินา รูบิเดียม โพแทสเซียมอะลูมินา และสารส้ม ซีเซียม MAl(SO 4) 2 12H 2 O (M = Rb, K, ค.) ของผสมจะถูกแยกออกจากกันโดยการตกผลึกซ้ำ รูบิเดียมยังถูกแยกออกจากอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้แล้ว ซึ่งได้มาจากแมกนีเซียมที่ได้จากคาร์นัลไลต์ รูบิเดียมถูกแยกออกจากมันโดยการดูดซึมจากการตกตะกอนของเหล็กหรือนิกเกิลเฟอร์โรไซยาไนด์ จากนั้นเฟอร์โรไซยาไนด์จะถูกเผาและได้รูบิเดียมคาร์บอเนตที่มีโพแทสเซียมและซีเซียมเจือปน เมื่อได้รับซีเซียมจากโพลลูไซต์ รูบิเดียมจะถูกสกัดจากสุราแม่หลังจากการตกตะกอนของ Cs 3 นอกจากนี้ยังสามารถสกัดรูบิเดียมจากโซลูชั่นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตอลูมินาจากเนฟีลีน
ในการสกัดรูบิเดียม จะใช้วิธีการสกัดและโครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออน สารประกอบรูบิเดียมที่มีความบริสุทธิ์สูงได้มาจากโพลีเฮไลด์
ส่วนสำคัญของรูบิเดียมที่ผลิตออกมาจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการผลิตลิเธียม ดังนั้นการเกิดขึ้นของความสนใจอย่างมากในลิเธียมสำหรับใช้ในกระบวนการทางความร้อนนิวเคลียร์ในปี 1950 นำไปสู่การผลิตลิเธียมเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ รูบิเดียม และดังนั้น รูบิเดียม สารประกอบสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น
รูบิเดียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางเคมีไม่กี่ชนิดที่มีทรัพยากรและความเป็นไปได้ในการสกัดมากกว่าความต้องการในปัจจุบัน ไม่มีสถิติอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับการผลิตและการใช้รูบิเดียมและสารประกอบ เชื่อกันว่าการผลิตรูบิเดียมปีละประมาณ 5 ตัน
ตลาดรูบิเดียมมีขนาดเล็กมาก โลหะไม่มีการซื้อขายอย่างแข็งขันและไม่มีราคาตลาดสำหรับมัน ราคาที่กำหนดโดยบริษัทที่ซื้อขายรูบิเดียมและสารประกอบต่างกันสิบเท่า
การหาคุณลักษณะของสารอย่างง่าย การผลิตทางอุตสาหกรรม และการใช้โลหะรูบิเดียม รูบิเดียมเป็นโลหะเนื้อนุ่มสีเงินสีขาว ที่อุณหภูมิปกติจะมีความสม่ำเสมอเกือบเหมือนแป้งเปียก รูบิเดียมละลายที่อุณหภูมิ 39.32°C เดือดที่ 687.2°C ไอระเหยของรูบิเดียมมีสีเขียวแกมน้ำเงิน
รูบิเดียมมีปฏิกิริยาสูง ในอากาศ มันจะออกซิไดซ์และจุดไฟทันที ก่อตัวเป็นซูเปอร์ออกไซด์ RbO 2 (ด้วยส่วนผสมของเปอร์ออกไซด์ Rb 2 O 2):
Rb + O 2 \u003d RbO 2, 2Rb + O 2 \u003d Rb 2 O 2
รูบิเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำด้วยการระเบิดด้วยการก่อตัวของ RbOH ไฮดรอกไซด์และการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน: 2Rb + 2H 2 O = 2RbOH + H 2
รูบิเดียมรวมโดยตรงกับอโลหะส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามมันไม่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนภายใต้สภาวะปกติ รูบิเดียมไนไตรด์ Rb 3 N เกิดขึ้นจากการปล่อยประจุไฟฟ้าในไนโตรเจนเหลวระหว่างอิเล็กโทรดที่ทำจากรูบิเดียม
รูบิเดียมช่วยลดออกไซด์ให้เป็นสารธรรมดา ทำปฏิกิริยากับกรดทั้งหมดเพื่อสร้างเกลือที่สอดคล้องกันและแอลกอฮอล์จะให้แอลกอฮอล์:
2Rb + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ORb + H 2
รูบิเดียมละลายในแอมโมเนียเหลว ส่งผลให้สารละลายสีน้ำเงินประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ละลายน้ำและมีค่าการนำไฟฟ้า
รูบิเดียมสร้างโลหะผสมและสารประกอบระหว่างโลหะกับโลหะหลายชนิด สารประกอบ RbAu ซึ่งพันธะระหว่างโลหะเป็นไอออนิกบางส่วน เป็นสารกึ่งตัวนำ
โลหะรูบิเดียมได้มาจากการลดสารประกอบรูบิเดียม (โดยปกติคือเฮไลด์) แคลเซียมหรือแมกนีเซียม:
2RbCl + 2Ca = 2Rb + CaCl 2
Rb 2 CO 3 + 3Mg = 2Rb + 3MgO + C
ปฏิกิริยาของรูบิเดียมเฮไลด์กับแมกนีเซียมหรือแคลเซียมจะดำเนินการที่ 600800 ° C และ 0.1 Pa ผลิตภัณฑ์ถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนโดยการกลั่นและการกลั่นแบบสุญญากาศ
สามารถรับรูบิเดียมได้ทางไฟฟ้าเคมีจากรูบิเดียมเฮไลด์ที่หลอมละลายบนตะกั่วแคโทดที่เป็นของเหลว จากผลลัพท์ของโลหะผสมตะกั่ว-รูบิเดียม รูบิเดียมจะถูกแยกออกโดยการกลั่นด้วยสุญญากาศ
รูบิเดียมได้ในปริมาณเล็กน้อยโดยการลดรูบิเดียมโครเมต Rb 2 CrO 4 ด้วยเซอร์โคเนียมหรือผงซิลิกอน และรูบิเดียมที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยการสลายตัวทางความร้อนช้าของรูบิเดียมเอไซด์ RbN 3 ในสุญญากาศที่ 390395 ° C
โลหะรูบิเดียมเป็นส่วนประกอบของวัสดุแคโทดสำหรับเซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และโฟโตมัลติพลายเออร์ แม้ว่าโฟโตแคโทดรูบิเดียมจะด้อยกว่าบางประเภท โดยเฉพาะซีเซียมในแง่ของความไวและช่วงของการกระทำ เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในเทคโนโลยีเจ็ทและอวกาศ ไอของรูบิเดียมถูกใช้ในท่อไฟฟ้าปล่อย
โลหะรูบิเดียมเป็นส่วนประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยา (มันถูกนำไปใช้กับอลูมินาที่ใช้งาน, ซิลิกาเจล, ตะกรันโลหะ) สำหรับการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมของสิ่งสกปรกอินทรีย์ในระหว่างการผลิต phthalic anhydride เช่นเดียวกับกระบวนการรับไซโคลเฮกเซนจากเบนซิน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิและความดันต่ำกว่าเมื่อตัวเร่งปฏิกิริยาถูกกระตุ้นด้วยโซเดียมหรือโพแทสเซียม และแทบไม่ถูกรบกวนโดยสารพิษที่เป็นอันตรายต่อตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไป - สารที่มีกำมะถัน
รูบิเดียมเป็นอันตรายต่อการจัดการ มันถูกเก็บไว้ในหลอดแก้วพิเศษในบรรยากาศอาร์กอนหรือในภาชนะเหล็กที่ปิดสนิทภายใต้ชั้นของน้ำมันแร่อบแห้ง
สารประกอบรูบิเดียม รูบิเดียมสร้างสารประกอบที่มีแอนไอออนทั่วไปทั้งหมด เกลือรูบิเดียมเกือบทั้งหมดสามารถละลายได้ดีในน้ำ เช่นเดียวกับโพแทสเซียม เกลือ Rb 2 SiF 6 , Rb 2 PtCl 6 จะละลายได้เล็กน้อย
สารประกอบรูบิเดียมกับออกซิเจน
รูบิเดียมสร้างสารประกอบออกซิเจนจำนวนมาก รวมถึง Rb 2 O ออกไซด์, Rb 2 O 2 เปอร์ออกไซด์, RbO 2 ซูเปอร์ออกไซด์ และ RbO 3 โอโซน ทั้งหมดเป็นสี ตัวอย่างเช่น Rb 2 O เป็นสีเหลืองสดใส และ RbO 2 เป็นสีน้ำตาลเข้ม รูบิเดียมซูเปอร์ออกไซด์เกิดขึ้นเมื่อรูบิเดียมถูกเผาในอากาศ รูบิเดียมเปอร์ออกไซด์ได้มาจากการออกซิเดชันของรูบิเดียมที่ละลายในแอมโมเนียปราศจากน้ำที่มีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ปราศจากน้ำ และรูบิเดียมออกไซด์โดยการให้ความร้อนกับส่วนผสมของโลหะรูบิเดียมและเปอร์ออกไซด์ ออกไซด์ เปอร์ออกไซด์ และซูเปอร์ออกไซด์มีความคงตัวทางความร้อน โดยจะละลายที่อุณหภูมิประมาณ 500 องศาเซลเซียส
แสดงโดยการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ว่าสารประกอบขององค์ประกอบ Rb 4 O 6 ที่ได้รับในสถานะของแข็งโดยปฏิกิริยาของ Rb 2 O 2 กับ RbO 2 ในอัตราส่วน 1:2 มีองค์ประกอบ ในเวลาเดียวกัน ไอออนออกซิเจนไดอะตอมมิกประเภทต่างๆ (เปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์) ในเซลล์ลูกบาศก์หน่วยจะแยกไม่ออกแม้ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส สารประกอบนี้ละลายที่ 461 องศาเซลเซียส
Rubidium ozonide RbO 3 เกิดขึ้นจากการกระทำของโอโซนต่อผง RbOH ที่ปราศจากน้ำที่อุณหภูมิต่ำ:
4RbOH + 4O 3 \u003d 4RbO 3 + 2H 2 O + O 2
การเกิดออกซิเดชันบางส่วนของรูบิเดียมที่อุณหภูมิต่ำทำให้สารประกอบขององค์ประกอบ Rb 6 O ซึ่งสลายตัวเหนือ 7.3 ° C ด้วยการก่อตัวของผลึกสีทองแดงสุกใสที่มีองค์ประกอบ Rb 9 O 2 . ภายใต้การกระทำของน้ำ สารประกอบ Rb 9 O 2 จะติดไฟ ที่ 40.2 ° C จะละลายด้วยการสลายตัวและเกิด Rb 2 O และ Rb ในอัตราส่วน 2:5
รูบิเดียมคาร์บอเนต Rb 2 CO 3 ละลายที่ 873 ° C ละลายได้ดีในน้ำ: ที่ 20 ° C รูบิเดียมคาร์บอเนต 450 กรัมละลายในน้ำ 100 กรัม
ในปี 1921 นักเคมีชาวเยอรมัน Franz Fischer Franz (18771947) และ Hans Tropsch (Tropsch Hans) (18891935) พบว่า rubidium carbonate เป็นส่วนประกอบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตน้ำมันสังเคราะห์ซินทอล (ส่วนผสมของแอลกอฮอล์ aldehydes และ ketones ที่เกิดขึ้นจากน้ำ ก๊าซที่อุณหภูมิ 410 องศาเซลเซียส และความดัน 140150 atm ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาพิเศษ)
รูบิเดียมคาร์บอเนตมีผลในเชิงบวกต่อกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของกรดอะมิโนด้วยความช่วยเหลือของมันทำให้ได้โพลีเปปไทด์สังเคราะห์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงถึง 40,000 และปฏิกิริยาดำเนินไปอย่างรวดเร็ว
รูบิเดียมไฮไดรด์ RbH ได้มาจากปฏิกิริยาของสารธรรมดาเมื่อถูกความร้อนภายใต้ความดัน 510 MPa ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา:
2Rb + H 2 = 2RbH
สารประกอบนี้ละลายที่ 585 ° C; สลายตัวภายใต้อิทธิพลของน้ำ
รูบิเดียมเฮไลด์ RbF, RbCl, RbBr, RbI ได้มาจากการทำปฏิกิริยากับรูบิเดียมไฮดรอกไซด์หรือคาร์บอเนตกับกรดไฮโดรฮาลิกที่สอดคล้องกัน โดยทำปฏิกิริยารูบิเดียมซัลเฟตกับแบเรียมเฮไลด์ที่ละลายน้ำได้ และโดยผ่านรูบิเดียมซัลเฟตหรือไนเตรตผ่านเรซินแลกเปลี่ยนไอออน
รูบิเดียมเฮไลด์สามารถละลายได้ดีในน้ำ แย่กว่าในตัวทำละลายอินทรีย์ พวกมันละลายในสารละลายที่เป็นน้ำของกรดไฮโดรฮาลิก ก่อตัวเป็นไฮโดรเฮไลด์ในสารละลาย ความคงตัวซึ่งลดลงจาก RbHF 2 ไฮโดรไดฟลูออไรด์เป็น RbHI 2 ไฮโดรไดไอโอไดด์
รูบิเดียมฟลูออไรด์เป็นส่วนประกอบของแก้วพิเศษและองค์ประกอบสำหรับเก็บความร้อน เป็นวัสดุออปติคัลที่โปร่งใสในช่วง 916 µm รูบิเดียมคลอไรด์ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง มันถูกเพิ่มเข้าไปในการหล่อเหล็กหล่อพิเศษเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล และเป็นส่วนประกอบของวัสดุแคโทดในหลอดรังสีแคโทด
ในส่วนผสมของรูบิเดียมคลอไรด์กับคลอไรด์ของทองแดง เงิน หรือลิเธียม ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจนกลายเป็นเทอร์มิสเตอร์ที่มีประโยชน์มากในการติดตั้งระบบไฟฟ้าต่างๆ ที่ทำงานที่อุณหภูมิ 150290 ° C
รูบิเดียมไอโอไดด์ใช้เป็นส่วนประกอบของวัสดุเรืองแสงสำหรับหน้าจอเรืองแสง อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งในแหล่งกระแสเคมี การเชื่อมต่อ RbAg 4 I 5 มีการนำไฟฟ้าสูงสุดของผลึกไอออนิกที่รู้จักทั้งหมด สามารถใช้กับแบตเตอรี่แบบฟิล์มบางได้
สารประกอบเชิงซ้อน. รูบิเดียมไม่ได้มีลักษณะเฉพาะโดยการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ ที่เสถียรที่สุดคือสารเชิงซ้อนที่มีลิแกนด์โพลีเดนเทต เช่น มงกุฎอีเทอร์ ซึ่งมักจะแสดงหมายเลขประสานงานเท่ากับ 6
ลิแกนด์ที่มีประสิทธิภาพมากอีกกลุ่มหนึ่งที่เพิ่งถูกนำมาใช้เพื่อประสานไอออนบวกที่เป็นด่างคือ macrocyclic polydentate ligands ซึ่งนักเคมีอินทรีย์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Jean Marie Lehn เรียกว่า cryptands (รูปที่ 1)
รูบิเดียมก่อให้เกิดคอมเพล็กซ์ CNS H 2 O ซึ่งการเข้ารหัสลับ N((CH 2 CH 2 O) 2 CH 2 CH 2 ) 3 N (crypt) ล้อมรอบไอออนบวกในรูปหลายเหลี่ยมประสานงานที่มีรูปร่างเหมือนปริซึมตรีโกณมิติสองฝา (รูปที่ 2)
Rubidium ozonide สร้างสารละลายที่เสถียรในตัวทำละลายอินทรีย์ (เช่น CH 2 Cl 2 , tetrahydrofuran หรือ CH 3 CN) ถ้าไอออนบวกประสานกันโดย crown ethers หรือ cryptands การระเหยของสารละลายแอมโมเนียอย่างช้าๆ ของสารเชิงซ้อนดังกล่าวจะนำไปสู่การก่อตัวของผลึกสีแดง การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของสารประกอบในองค์ประกอบพบว่าหมายเลขประสานงานของอะตอมรูบิเดียมคือ 9 ทำให้เกิดพันธะหกพันธะกับมงกุฎอีเทอร์ สองพันธะที่มีไอออน O 3 และอีกหนึ่งพันธะกับโมเลกุลแอมโมเนีย
การใช้ไอโซโทปรูบิเดียม
รูบิเดียม-87 ปล่อยอิเล็กตรอนออกมาเอง (รังสีบี) และกลายเป็นไอโซโทปของสตรอนเทียม ด้วยวิธีนี้ประมาณ 1% ของสตรอนเทียมก่อตัวขึ้นบนโลก และหากเรากำหนดอัตราส่วนของไอโซโทปของสตรอนเทียมและรูบิเดียมด้วยจำนวนมวล 87 ในหินใดๆ เราก็จะสามารถคำนวณอายุของมันได้อย่างแม่นยำมาก วิธีนี้เหมาะสำหรับหินและแร่ธาตุที่เก่าแก่ที่สุด ด้วยความช่วยเหลือของมัน ได้มีการก่อตั้งตัวอย่างเช่นหินที่เก่าแก่ที่สุดในทวีปอเมริกาเกิดขึ้นเมื่อ 2100 ล้านปีก่อน
radionuclide rubidium-82 ที่มีครึ่งชีวิต 76 วินาทีใช้ในการวินิจฉัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยความช่วยเหลือในการประเมินสถานะของกล้ามเนื้อหัวใจ ไอโซโทปถูกฉีดเข้าไปในระบบไหลเวียนโลหิตของผู้ป่วย และวิเคราะห์การไหลเวียนของเลือดโดยการตรวจเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET)
Elena Savinkina
(รูบิเดียม; จาก lat. rubidus - แดง, แดงเข้ม), Rb - เคมี องค์ประกอบของกลุ่ม I ของระบบธาตุเป็นระยะ] ที่. น.37 ณ. ม. 85.47. โลหะสีขาวเงิน. ในสารประกอบ แสดงสถานะออกซิเดชันที่ + 1 Natural R ประกอบด้วยไอโซโทปที่เสถียร 85Rb (72.15%) และไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี 87Rb (27.85%) โดยมีครึ่งชีวิต 5 10 10 ปี ได้รับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมากกว่า 20 ชนิด ซึ่งไอโซโทป 86Rb ที่มีครึ่งชีวิต 18.66 วันพบว่ามีการประยุกต์ใช้มากที่สุด อาร์ค้นพบ (1861) เยอรมัน. นักเคมี R.V. Bunsen และชาวเยอรมัน นักฟิสิกส์ G. R. Kirchhoff ขณะศึกษาสเปกตรัมของโลหะอัลคาไล hexachloroplatinates จากสุราแม่หลังจากการสลายตัวของหนึ่งในตัวอย่าง lepidolite
รูบิเดียมโลหะได้รับครั้งแรก (1863) โดย R. V. Bunsen โดยการลดรูบิเดียมไฮโดรทาร์เทรตด้วยคาร์บอน ร.เป็นหนึ่งในธาตุหายากและกระจัดกระจายอย่างมาก เนื้อหาในเปลือกโลกคือ 1.5 10 -2% ในสภาวะอิสระจะไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติเนื่องจากสารเคมีที่มีขนาดใหญ่ กิจกรรม. มันเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุ 97 ซึ่ง zinnwaldite ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งของ R.. มีอยู่ในหินอัคนี อัลคาไลน์ และหินตะกอน ในหินแกรนิตเพกมาไทต์ ดิน และอื่นๆ อีกมากมาย เกลือ ในน้ำทะเล สิ่งมีชีวิตและพืช ในถ่านหิน คริสตัลแลตทิซของ R. เป็นลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง โดยมีคาบเวลา a 5.70 A (t-ra 0R C) รัศมีอะตอมคือ 2.48 A รัศมีไอออนิกของ Rb+ คือ 1.49 AU ความหนาแน่น (t-ra 0 ° C) 1.5348 g / cm3; mp 38.7°C; tbp 703°C; เปรียบเทียบ ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อน การขยายตัวเชิงเส้นในช่วง t-r 0-38 ° C เท่ากับ 9.0 10 -5 องศา-1 ความจุความร้อนที่อุณหภูมิ 0 และ 25 ° C คือ 7.05 และ 7.43 cal / g-atom deg ตามลำดับ ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะที่ t-re 0 ° C คือ 11.25 microhm cm. Metallic R. เป็นพาราแมกเนติก ร. เป็นโลหะอ่อนและเหนียว ความแข็งของโมห์ - 0.3; HB = 0.022; โมดูลัสของบรรทัดฐาน ความยืดหยุ่น 240 kgf/mm2; แรงดันทางออก pr และ t-re 22 ° C คือ 0.08 kgf / mm2; แรงอัดที่อุณหภูมิห้อง 5.20 10 -3 kgf/mm2 คู่อาร์ทาสีส้ม
สารประกอบระเหยง่ายของรูบิเดียมจะทำให้เปลวไฟของเตาแก๊สเป็นสีแดงอมน้ำเงิน (สีม่วง) รูบิเดียมมีปฏิกิริยาสูง เกินปฏิกิริยาของโพแทสเซียม โซเดียม และลิเธียม ในอากาศ โลหะจะเกิดออกซิไดซ์ทันทีด้วยการจุดไฟ ทำให้เกิดเปอร์ออกไซด์ Rb202 และซูเปอร์ออกไซด์ Rb02 ให้ออกซิเจน Rb20 เปอร์ออกไซด์ Rb202 ซูเปอร์ออกไซด์ Rb02 Rb03 โอโซนและ RbOH ไฮดรอกไซด์สำหรับออกซิเจน ขึ้นอยู่กับสภาวะการเกิดออกซิเดชัน เมื่อทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน RbH hydride จะเกิดขึ้น - สารผลึกสีขาวซึ่งมีลักษณะเป็นสารเคมีขนาดใหญ่ กิจกรรม. R. รวมโดยตรง (ด้วยการจุดไฟ) กับฮาโลเจน ก่อตัวเป็น RbF, RbCl, RbBr และ Rbl - ผลึกไม่มีสี ละลายได้ง่ายในน้ำและอื่น ๆ อีกมากมาย ตัวทำละลายอินทรีย์ ในไนโตรเจนเหลวที่กระแสไฟฟ้า การคายประจุระหว่างอิเล็กโทรดที่ทำจาก P จะทำให้เกิด Rb3N nitride ซึ่งเป็นผงดูดความชื้นสีเขียวหรือสีน้ำเงินที่ไม่เสถียร RbN3 azide ได้มาจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่าง barium azide และ R. sulfate โดยอันตรกิริยาของ R. amide กับไนตรัสออกไซด์ สารประกอบรูบิเดียมที่มีกำมะถันซีลีเนียมและเทลลูเรียมเป็นที่รู้จัก - chalcoenides ซัลไฟด์ Rb2S 4H20 - ผงผลึกสีขาวละเอียด มีกลิ่นเหลวในอากาศ ปราศจาก Rb2S เป็นผงผลึกสีแดงเข้ม ผงผลึกสีขาวของซีลีไนด์ Rb2Se และผงสีเหลืองอ่อนของ Rb2Te ide สลายตัวในอากาศ ด้วยคาร์บอนอาร์จะเกิด acetylide Rb2C2 สารประกอบ C8Rb, C24Rb เป็นต้น ด้วยฟอสฟอรัส - Rb2P5, RbPHa พร้อมซิลิกอน - RbSi ซิลิไซด์ เมื่อแทนที่ไฮโดรเจนด้วยกรดอนินทรีย์ คุณจะได้เกลือที่สอดคล้องกัน เช่น ซัลเฟต คาร์บอเนต ไนเตรต ฯลฯ ร่วมกับสารอื่นๆ อีกมากมาย โลหะรวมทั้งอัลคาไลน์รูปแบบอาร์
ในปฏิกิริยากับสารประกอบอนินทรีย์ จะทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ ในอุตสาหกรรม รูบิเดียมที่เป็นโลหะได้มาจากการลดความร้อนด้วยสุญญากาศเป็นหลัก เช่น ปฏิกิริยากับเกลือ R. กับสารประกอบฮาโลเจน แมกนีเซียม หรือแคลเซียมที่อุณหภูมิสูงในสุญญากาศ สำหรับการผลิตอาร์ พวกเขายังใช้วิธีไฟฟ้าเคมี ในระหว่างการอิเล็กโทรลิซิส ตัวอย่างเช่น การหลอมของ RbCl คลอไรด์และตะกั่วแคโทดที่เป็นของเหลว จะได้โลหะผสมตะกั่ว-รูบิเดียม ซึ่งโลหะจะถูกแยกออกได้โดยการกลั่นในสุญญากาศ โลหะบริสุทธิ์จำนวนเล็กน้อยได้มาจากการให้ความร้อน R. azide ถึง t-ry 390-395 ° C ในสุญญากาศ ซึ่งจำเป็นสำหรับการสำรวจอวกาศ การสำรวจธรณีฟิสิกส์สำหรับน้ำมัน และอื่นๆ หลอดไฟแรงดันต่ำที่มีไอ R. ถูกใช้เป็นแหล่งของรังสีเรโซแนนซ์ รังสีของโลหะใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงไฮไดรด์ เป็นส่วนประกอบของสารหล่อเย็นโลหะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ใช้เพื่อสร้างโฟโตมัลติเพลเยอร์ประสิทธิภาพสูง ใช้ในหลอดวิทยุสุญญากาศเป็นตัวดึงและสร้างไอออนบวกบนเส้นใย นอกจากนี้ รูบิเดียมยังใช้ในไจโรสโคปนิวเคลียร์ด้วยความช่วยเหลือซึ่งจะกำหนดการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งเชิงมุมหรือความเร็วเชิงมุมในมาตรฐานความถี่สูงพิเศษ เป็นส่วนหนึ่งของน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ในเทคโนโลยีเจ็ทและอวกาศ RbaO ออกไซด์ใช้ในโฟโตแคโทดที่ซับซ้อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแก้วอิเล็กโทรดและเครื่องวัดค่า pH ส่วนผสมของคลอไรด์ของอาร์และทองแดงใช้ในการผลิตเทอร์มิสเตอร์สำหรับอุณหภูมิสูง (สูงถึง 290 ° C)
ลักษณะองค์ประกอบ
ในปี 1861 Robert Bunzei ค้นพบองค์ประกอบใหม่ในขณะที่ศึกษาเกลือของน้ำพุแร่โดยการวิเคราะห์ด้วยสเปกตรัม การปรากฏตัวของมันถูกพิสูจน์โดยเส้นสีแดงเข้มในสเปกตรัมซึ่งองค์ประกอบอื่นไม่ได้ให้ ตามสีของเส้นเหล่านี้ องค์ประกอบนี้มีชื่อว่า รูบิเดียม (รูบิดัส - สีแดงเข้ม) ในปี 1863 R. Bunsen ได้โลหะนี้มาในรูปแบบบริสุทธิ์โดยการลด rubidium tartrate (tartar salt) ด้วยเขม่า
คุณสมบัติขององค์ประกอบคือความตื่นเต้นง่ายของอะตอม การปล่อยอิเล็กตรอนจากมันปรากฏขึ้นภายใต้การกระทำของรังสีสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ นี่เป็นเพราะความแตกต่างเล็กน้อยในพลังงานของอะตอม 4dและ 5 ส -ออร์บิทัล จากองค์ประกอบอัลคาไลน์ทั้งหมดที่มีความเสถียร รูบิเดียม (เช่น ซีเซียม) มีรัศมีอะตอมที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งและมีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนขนาดเล็ก พารามิเตอร์ดังกล่าวกำหนดลักษณะขององค์ประกอบ: อิเล็กโตรโพซิทีฟสูง, กิจกรรมทางเคมีที่รุนแรง, จุดหลอมเหลวต่ำ (39 ° C) และความต้านทานต่ำต่ออิทธิพลภายนอก
คุณสมบัติของสารและสารประกอบอย่างง่าย
รูบิเดียมที่มีขนาดกะทัดรัดภายนอกเป็นโลหะสีเงินขาววาววับ ที่อุณหภูมิปกติสถานะของมันจะคล้ายกับแปะ น้ำหนักเบาเนื่องจากมีความหนาแน่นเพียง 1.5 ก./ซม.³ , นำไฟฟ้าได้ไม่ดี, ไอระเหยของมันมีสีเขียวแกมน้ำเงิน ในสารประกอบ มันเป็นเพียงไอออนบวกที่มีสถานะออกซิเดชันเป็น +1 พันธะนี้เกือบจะเป็นไอออนิกเกือบ 100% เนื่องจากอะตอมของรูบิเดียมมีลักษณะเป็นโพลาไรซ์ได้สูงและไม่มีผลโพลาไรซ์ในอะตอมและไอออนส่วนใหญ่ กิจกรรมที่สูงของมันนำไปสู่ความจริงที่ว่ามันติดไฟในอากาศทันที และทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำแข็งแม้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า -100 ° C ผลของการเกิดออกซิเดชันของโลหะนี้คือเปอร์ออกไซด์ Rb 2 O 2 และซูเปอร์ออกไซด์ Rb 2 O 4 . ออกไซด์ Rb2 O เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขพิเศษ ไฮดรอกไซด์ RbOH - ผลึกไม่มีสีด้วยtกรุณา = 301°ซ. RbOH ถูกปลดปล่อยออกจากสารละลายในรูปของผลึกไฮเดรต H 2 O และ RbOH 2H 2 O
มีฮาโลเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัส , คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) และคาร์บอนเตตระคลอไรด์ โลหะทำปฏิกิริยากับการระเบิด ในประจุไฟฟ้าที่เงียบด้วยไนโตรเจน จะเกิด Rb nitride 3 น. ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ° C โลหะสามารถทำลายและฟื้นฟูจาก SiO 2 :
2Rb + SiO 2 = Rb 2 O 2 + Si
เมื่อได้รับความร้อนรูบิเดียมหลอมเหลวในบรรยากาศไฮโดรเจน เกิดไฮไดรด์ RbH ที่เสถียรต่ำซึ่งออกซิไดซ์ด้วยการจุดไฟภายใต้การกระทำของความชื้นในบรรยากาศ
การรับและใช้รูบิเดียม
รูบิเดียมมีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ: เนื้อหาในเปลือกโลกคือ3.1 10ˉ² %. อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้สร้างแร่ธาตุของตัวเองและเกิดขึ้นพร้อมกับโลหะอัลคาไลอื่น ๆ (มักมาพร้อมกับโพแทสเซียม) มันถูกสกัดไปพร้อมกันในระหว่างการแปรรูปวัตถุดิบแร่ โดยเฉพาะ lepidolite และ carnallite เพื่อสกัดสารประกอบโพแทสเซียมและแมกนีเซียม ยารูบิเดียมบางครั้งใช้เป็นยานอนหลับและยาแก้ปวด และในการรักษาโรคลมบ้าหมูบางรูปแบบ ในเคมีวิเคราะห์ สารประกอบรูบิเดียมถูกใช้เป็นรีเอเจนต์เฉพาะสำหรับ
รูบิเดียมถูกค้นพบในปี 1861 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Robert Bunsen และ Gustav Kirchhoff และกลายเป็นหนึ่งในองค์ประกอบแรกที่ค้นพบโดยสเปกโทรสโกปีซึ่งถูกคิดค้นโดย Bunsen และ Kirchhoff ในปี 1859 Robert Bunsen และ Gustav Kirchhoff ขุด lepidolite 150 กก. และได้รับเกลือรูบิเดียมหลายกรัม สำหรับการวิเคราะห์ดังกล่าว ดังนั้นพวกเขาจึงค้นพบองค์ประกอบใหม่ ชื่อขององค์ประกอบสะท้อนสีของเส้นที่สว่างที่สุดในสเปกตรัม
ทรัพยากรโลกของรูบิเดียม
เนื้อหาของรูบิเดียมในเปลือกโลกคือ 7.8·10−3% ซึ่งเท่ากับปริมาณนิกเกิล ทองแดง และสังกะสีโดยประมาณ ในแง่ของความชุกในเปลือกโลก รูบิเดียมอยู่ในอันดับที่ 20 โดยประมาณ แต่โดยธรรมชาติแล้วจะอยู่ในสถานะกระจัดกระจาย รูบิเดียมเป็นธาตุที่กระจายตัวโดยทั่วไป แร่ธาตุของรูบิเดียมไม่เป็นที่รู้จัก พบรูบิเดียมร่วมกับธาตุอัลคาไลน์อื่น ๆ ซึ่งมักมาพร้อมกับโพแทสเซียม พบในหินและแร่ธาตุหลากหลายชนิดที่พบในอเมริกาเหนือ แอฟริกาใต้ และรัสเซีย และอื่นๆ แต่มีความเข้มข้นต่ำมาก มีเพียงเลพิโดไลต์เท่านั้นที่มีรูบิเดียมมากกว่า บางครั้ง 0.2% และบางครั้งสูงถึง 1-3% (ในแง่ของ Rb2O)
เกลือรูบิเดียมละลายในน้ำของทะเล มหาสมุทร และทะเลสาบ ความเข้มข้นของพวกมันที่นี่ยังต่ำมาก โดยเฉลี่ยประมาณ 100 ไมโครกรัม/ลิตร ในบางกรณีเนื้อหาของรูบิเดียมในน้ำจะสูงกว่า: ในช่องแม่น้ำโอเดสซาพบว่าเป็น 670 ไมโครกรัมต่อลิตรและในทะเลแคสเปียน - 5700 ไมโครกรัมต่อลิตร นอกจากนี้ยังพบปริมาณรูบิเดียมที่เพิ่มขึ้นในแหล่งแร่บางแห่งในบราซิล
จากน้ำทะเล รูบิเดียมส่งผ่านไปยังตะกอนเกลือโปแตช ส่วนใหญ่เป็นคาร์นัลไลต์ ใน Strassfurt และ Solikamsk carnallites เนื้อหาของ rubidium แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.037 ถึง 0.15% แร่คาร์นัลไลต์เป็นสารประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนที่เกิดจากโพแทสเซียมและแมกนีเซียมคลอไรด์กับน้ำ สูตรของมันคือ KCl MgCl2 6H2O รูบิเดียมให้เกลือที่มีองค์ประกอบคล้ายคลึงกัน RbCl MgCl2 6H2O และเกลือทั้งสอง - โพแทสเซียมและรูบิเดียม - มีโครงสร้างเดียวกันและสร้างชุดของสารละลายที่เป็นของแข็งอย่างต่อเนื่องและตกผลึกด้วยกัน คาร์นัลไลต์ละลายได้ดีในน้ำ การเปิดแร่จึงไม่ใช่เรื่องยาก วิธีการที่มีเหตุผลและประหยัดในการสกัดรูบิเดียมจากคาร์นัลไลต์ ร่วมกับองค์ประกอบอื่นๆ ได้รับการพัฒนาและอธิบายไว้ในวรรณกรรม
รับรูบิเดียม
รูบิเดียมที่ขุดได้ส่วนใหญ่เป็นผลพลอยได้จากการผลิตลิเทียมจากเลพิโดไลต์ หลังจากที่ลิเธียมถูกแยกออกมาในรูปของคาร์บอเนตหรือไฮดรอกไซด์ รูบิเดียมจะถูกตกตะกอนจากสุราของแม่ในรูปของส่วนผสมของอะลูมิเนียมรูบิเดียม อะลูมิเนียมโพแทสเซียม และอะลูมิเนียมซีเซียมสารส้ม RbAl(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O, CsAl(SO4)2 12H2O. ของผสมจะถูกแยกออกจากกันโดยการตกผลึกซ้ำ
รูบิเดียมยังถูกแยกออกจากอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้แล้วซึ่งเป็นผลมาจากการผลิตแมกนีเซียมจากคาร์นัลไลต์ รูบิเดียมถูกแยกออกจากมันโดยการดูดซึมจากการตกตะกอนของเหล็กหรือนิกเกิลเฟอร์โรไซยาไนด์ จากนั้นเฟอร์โรไซยาไนด์จะถูกเผาและได้รูบิเดียมคาร์บอเนตที่มีโพแทสเซียมและซีเซียมเจือปน เมื่อได้รับซีเซียมจากมลพิษ รูบิเดียมจะถูกสกัดจากสุราแม่หลังจากการตกตะกอนของ Cs3 รูบิเดียมยังสามารถสกัดได้จากโซลูชั่นทางเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตอลูมินาจากเนฟีลีน
ในการสกัดรูบิเดียม จะใช้วิธีการสกัดและโครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออน สารประกอบรูบิเดียมที่มีความบริสุทธิ์สูงได้มาจากโพลีเฮไลด์
ส่วนสำคัญของรูบิเดียมที่ผลิตได้จะถูกแยกออกในระหว่างการผลิตลิเธียม ดังนั้นการเกิดขึ้นของความสนใจอย่างมากในลิเธียมสำหรับใช้ในกระบวนการทางความร้อนนิวเคลียร์ในปี 1950 นำไปสู่การผลิตลิเธียมที่เพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ รูบิเดียม นั่นคือเหตุผลที่สารประกอบรูบิเดียมสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น
การใช้รูบิเดียม
แม้ว่ารูบิเดียมจะด้อยกว่าซีเซียมในการใช้งานหลายอย่าง แต่โลหะอัลคาไลที่หายากนี้มีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีสมัยใหม่ การใช้งานหลักต่อไปนี้ของรูบิเดียมสามารถสังเกตได้: ตัวเร่งปฏิกิริยา, อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์, เลนส์พิเศษ, อุตสาหกรรมนิวเคลียร์, ยา (สารประกอบของมันมีคุณสมบัตินอร์โมไทมิก)
รูบิเดียมไม่เพียง แต่ใช้ในรูปแบบบริสุทธิ์เท่านั้น แต่ยังใช้ในรูปแบบของโลหะผสมและสารประกอบทางเคมีอีกด้วย รูบิเดียมมีฐานวัตถุดิบที่ดี ดีกว่าซีเซียม ขอบเขตของรูบิเดียมที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของความพร้อมกำลังขยายตัว
ไอโซโทปรูบิเดียม-86 ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับข้อบกพร่องของรังสีแกมมา เทคโนโลยีการวัด และในการฆ่าเชื้อยาและอาหาร รูบิเดียมและโลหะผสมที่มีซีเซียมเป็นสารหล่อเย็นและสื่อการทำงานที่มีแนวโน้มสูงสำหรับหน่วยเทอร์ไบน์ที่มีอุณหภูมิสูง (ในเรื่องนี้ รูบิเดียมและซีเซียมได้กลายเป็นสิ่งสำคัญในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และโลหะที่มีราคาสูงมากก็ตกไปในทางที่สัมพันธ์กับ ความเป็นไปได้ในการเพิ่มประสิทธิภาพของหน่วยกังหันอย่างมาก ซึ่งหมายถึงและลดการใช้เชื้อเพลิงและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม) ระบบที่ใช้รูบิเดียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในฐานะสารหล่อเย็นคือโลหะผสมที่ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ โซเดียม-โพแทสเซียม-รูบิเดียม และโซเดียม-รูบิเดียม-ซีเซียม
ในการเร่งปฏิกิริยา รูบิเดียมใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และอนินทรีย์ กิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของรูบิเดียมส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการกลั่นน้ำมันเป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญจำนวนหนึ่ง ยกตัวอย่างเช่น รูบิเดียมอะซิเตทใช้ในการสังเคราะห์เมทานอลและแอลกอฮอล์ที่สูงขึ้นจำนวนหนึ่งจากก๊าซน้ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินใต้ดินและในการผลิตเชื้อเพลิงเหลวเทียมสำหรับรถยนต์และเชื้อเพลิงเครื่องบิน โลหะผสมของรูบิเดียมที่มีเทลลูเรียมจำนวนหนึ่งมีความไวแสงที่สูงกว่าในบริเวณอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัมมากกว่าสารประกอบซีเซียม และในกรณีนี้ ก็สามารถแข่งขันกับซีเซียมเป็นวัสดุสำหรับโฟโตคอนเวอร์เตอร์ได้ รูบิเดียมถูกใช้เป็นสารหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพสูงในสุญญากาศ (เทคโนโลยีจรวดและอวกาศ) เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบการหล่อลื่นพิเศษ (โลหะผสม)
รูบิเดียมไฮดรอกไซด์ใช้เพื่อเตรียมอิเล็กโทรไลต์สำหรับแหล่งพลังงานเคมีที่อุณหภูมิต่ำ [ไม่ได้ระบุแหล่งที่มา 560 วัน] เช่นเดียวกับสารเติมแต่งในสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำและเพิ่มการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ รูบิเดียมเมทัลลิกใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงไฮไดรด์
รูบิเดียมคลอไรด์ในโลหะผสมที่มีคอปเปอร์คลอไรด์ใช้ในการวัดอุณหภูมิสูง (สูงถึง 400 °C)
ไอรูบิเดียมถูกใช้เป็นสารทำงานของเลเซอร์ โดยเฉพาะในนาฬิกาอะตอมรูบิเดียม
รูบิเดียมคลอไรด์ถูกใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิง และสามารถพูดได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับรูบิเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากในฐานะอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิงโดยใช้การออกซิเดชันของถ่านหินโดยตรง
