(Rubidis) Rb, periodinės sistemos 1-osios (Ia) grupės cheminis elementas. Šarminis elementas. Atominis skaičius 37 santykinis atominė masė 85.4678. Jis natūraliai randamas kaip stabilaus izotopo 85 Rb (72,15 %) ir radioaktyvaus izotopo 87 Rb (27,86 %) mišinys, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 4,8 . 10 10 metų. Dar 26 radioaktyvūs rubidžio izotopai, kurių masės skaičius nuo 75 iki 102 ir pusinės eliminacijos laikas nuo 37 ms (rubidžio-102) iki 86 dienų (rubidžio-83).
+1 oksidacijos būsena.
Rubidį 1861 m. atrado vokiečių mokslininkai Robertas Bunsenas ir Gustavas Kirchhoffas. Jis buvo vienas pirmųjų elementų, atrastų spektroskopijos būdu, kurią 1859 m. išrado Bunsenas ir Kirchhoffas. Elemento pavadinimas atspindi ryškiausios spektro linijos spalvą. (iš lotynų rubidus giliai raudonas) .
Spektroskopu tyrinėdami įvairius mineralus, Bunsenas ir Kirchhoffas pastebėjo, kad vienas iš lepidolito mėginių, atsiųstas iš Rozeno (Saksonija), duoda linijas raudonojoje spektro srityje. (Lepidolitas yra kalio ir ličio mineralas, kurio apytikslė sudėtis yra K 2 Li 3 Al 4 Si 7 O 21 (OH,F) 3 .) Šios linijos nebuvo aptiktos nė vienos žinomos medžiagos spektruose. Netrukus panašios tamsiai raudonos linijos buvo aptiktos nuosėdų spektre, gautame išgaravus vandenį iš mėginių, paimtų iš Švarcvaldo mineralinių šaltinių. Tačiau naujojo elemento kiekis tirtuose mėginiuose buvo nereikšmingas, o norint išgauti daugiau ar mažiau apčiuopiamus kiekius, Bunsenas turėjo išgarinti per 40 m 3 mineralinio vandens. Iš pašalinto tirpalo jis nusodino kalio, rubidžio ir cezio chloroplatinatų mišinį. Norėdamas atskirti rubidį nuo artimiausių giminaičių (ir ypač nuo didelio kalio pertekliaus), Bunsenas atliko daugkartinę nuosėdų kristalizaciją ir gavo rubidžio bei cezio chloridus iš mažiausiai tirpios frakcijos, o vėliau pavertė juos karbonatais ir tartratais (vyno rūgšties druskomis). ), kuris leido toliau išvalyti rubidį ir išlaisvinti jį iš pagrindinės cezio masės. Bunsenui pavyko gauti ne tik atskiras rubidžio druskas, bet ir patį metalą. Metalas rubidis pirmą kartą buvo gautas redukuojant rūgštinę rubidžio hidrotartrato druską suodžiais.
Po ketvirčio amžiaus rusų chemikas Nikolajus Nikolajevičius Beketovas pasiūlė kitą metalinio rubidžio gavimo būdą redukuojant jį iš hidroksido aliuminio milteliais. Šį procesą jis atliko geležiniame cilindre su ventiliacijos vamzdžiu, kuris buvo prijungtas prie stiklinio šaldytuvo bako. Balionas buvo kaitinamas ant dujų degiklio, ir jame prasidėjo smarki reakcija, lydima vandenilio išsiskyrimo ir rubidžio sublimacijos į šaldytuvą. Kaip rašė pats Beketovas, „rubidis varomas palaipsniui, teka žemyn kaip gyvsidabris ir net išlaiko savo metalinį blizgesį dėl to, kad operacijos metu sviedinys užpildomas vandeniliu“.
Rubidžio paplitimas gamtoje ir pramoninė jo gavyba. Rubidžio kiekis žemės plutoje yra 7,8·10 3%. Tai yra maždaug tas pats, kas nikelio, vario ir cinko atveju. Pagal paplitimą žemės plutoje rubidis yra maždaug 20 vietoje, tačiau gamtoje jis yra išsklaidytas, rubidis yra tipiškas išsklaidytas elementas. Rubidžio mineralai nežinomi. Rubidis randamas kartu su kitais šarminiais elementais, jis visada lydi kalį. Jis randamas įvairiose uolienose ir mineraluose, aptinkamuose Šiaurės Amerikoje, Pietų Afrikoje ir Rusijoje, be kita ko, tačiau jo koncentracija ten yra labai maža. Tik lepidolituose rubidžio yra šiek tiek daugiau, kartais 0,2%, o kartais iki 13% (pagal Rb 2 O).
Rubidžio druskos yra ištirpusios jūrų, vandenynų ir ežerų vandenyje. Jų koncentracija čia taip pat labai maža, vidutiniškai apie 100 µg/l. Kai kuriais atvejais rubidžio kiekis vandenyje yra didesnis: Odesos žiotyse pasirodė 670 μg/l, o Kaspijos jūroje – 5700 μg/l. Padidėjęs rubidžio kiekis taip pat buvo nustatytas kai kuriuose Brazilijos mineraliniuose šaltiniuose.
Iš jūros vandens rubidis pateko į kalio druskos nuosėdas, daugiausia į karnalitus. Strassfurto ir Solikamsko karnalituose rubidžio kiekis svyruoja nuo 0,037 iki 0,15%. Mineralinis karnalitas yra sudėtingas cheminis junginys, sudarytas iš kalio ir magnio chloridų su vandeniu; jo formulė yra KCl·MgCl 2 ·6H 2 O. Rubidis duoda panašios sudėties druską RbCl·MgCl 2 ·6H 2 O, tiek kalio, tiek rubidžio druskos turi tą pačią struktūrą ir sudaro nuolatinę kietų tirpalų seriją, kurios kartu kristalizuojasi. Karnalitas puikiai tirpsta vandenyje, todėl mineralą atidaryti nėra sunku. Šiuo metu yra sukurti ir literatūroje aprašyti racionalūs ir ekonomiški rubidžio iš karnalito išgavimo būdai kartu su kitais elementais.
Nepaisant to, dauguma iškastas rubidis gaunamas kaip šalutinis produktas gaminant ličio iš lepidolito. Išskyrus litį karbonato arba hidroksido pavidalu, rubidis nusodinamas iš motininių tirpalų aliuminio oksido rubidžio, kalio aliuminio oksido ir aliuminio cezio MAl(SO 4) 2 · 12H 2 O mišinio pavidalu (M = Rb, K, Cs). Mišinys atskiriamas pakartotinai perkristalinant. Rubidis taip pat išskiriamas iš panaudoto elektrolito, kuris gaunamas, kai magnis gaunamas iš karnalito. Rubidis iš jo išskiriamas sorbcijos būdu nusodinant geležies arba nikelio ferocianidus. Tada ferocianidai kalcinuojami ir gaunamas rubidžio karbonatas su kalio ir cezio priemaišomis. Gavus cezio iš pollucito, po Cs 3 nusodinimo iš motininių tirpalų ekstrahuojamas rubidis. Taip pat galima išgauti rubidį iš technologinių tirpalų, susidarančių gaminant aliuminio oksidą iš nefelino.
Rubidžiui išgauti naudojami ekstrahavimo metodai ir jonų mainų chromatografija. Didelio grynumo rubidžio junginiai gaunami naudojant polihalogenidus.
Didelė dalis pagaminto rubidžio yra išskiriama gaminant litį, todėl šeštajame dešimtmetyje atsiradus didžiuliam susidomėjimui ličiu, naudojamu termobranduoliniuose procesuose, išaugo ličio, taigi ir rubidžio, taigi ir rubidžio, gamyba. junginiai tapo prieinamesni.
Rubidis yra vienas iš nedaugelio cheminių elementų, kurių ištekliai ir gavybos galimybės yra didesnės nei dabartinė jo paklausa. Oficialios statistikos apie rubidžio ir jo junginių gamybą ir naudojimą nėra. Manoma, kad per metus pagaminama apie 5 tonas rubidžio.
Rubidžio rinka labai maža. Metalu nėra aktyviai prekiaujama, o rinkos kainos jam nėra. Rubidiu ir jo junginiais prekiaujančių įmonių nustatytos kainos skiriasi dešimteriopai.
Paprastos medžiagos apibūdinimas, metalinio rubidžio pramoninė gamyba ir naudojimas. Rubidis yra minkštas, sidabriškai baltas metalas. Esant įprastoms temperatūroms, jis yra beveik pastos konsistencijos. Rubidis lydosi 39,32 ° C temperatūroje, verda 687,2 ° C. Rubidžio garai yra žalsvai mėlynos spalvos.
Rubidis yra labai reaktyvus. Ore jis akimirksniu oksiduojasi ir užsidega, sudarydamas RbO 2 superoksidą (su Rb 2 O 2 peroksido mišiniu):
Rb + O 2 \u003d RbO 2, 2Rb + O 2 \u003d Rb 2 O 2
Rubidis reaguoja su vandeniu sprogimu, susidaro RbOH hidroksidas ir išsiskiria vandenilis: 2Rb + 2H 2 O = 2RbOH + H 2.
Rubidis tiesiogiai derinamas su dauguma nemetalų. Tačiau normaliomis sąlygomis jis nesąveikauja su azotu. Rubidžio nitridas Rb 3 N susidaro praleidžiant elektros iškrovą skystame azote tarp elektrodų, pagamintų iš rubidžio.
Rubidis oksidus redukuoja iki paprastų medžiagų. Jis reaguoja su visomis rūgštimis, sudarydamas atitinkamas druskas, o su alkoholiais sudaro alkoholatus:
2Rb + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ORb + H 2
Rubidis ištirpsta skystame amoniake, todėl susidaro mėlyni tirpalai, kuriuose yra solvatuotų elektronų ir kurių elektroninis laidumas.
Rubidis sudaro lydinius ir intermetalinius junginius su daugeliu metalų. RbAu junginys, kuriame ryšys tarp metalų yra iš dalies joninis, yra puslaidininkis.
Metalas rubidis daugiausia gaunamas redukuojant rubidžio junginius (dažniausiai halogenidus), kalcį arba magnį:
2RbCl + 2Ca = 2Rb + CaCl 2
Rb 2 CO 3 + 3Mg = 2Rb + 3MgO + C
Rubidžio halogenido reakcija su magniu arba kalciu vykdoma 600 800 ° C temperatūroje ir 0,1 Pa. Produktas išvalomas nuo priemaišų distiliavimo ir vakuuminio distiliavimo būdu.
Rubidis gali būti gaunamas elektrocheminiu būdu iš rubidžio halogenido lydalo ant skysto švino katodo. Iš gauto švino-rubidžio lydinio rubidis išskiriamas vakuuminiu distiliavimu.
Rubidis yra gaunamas nedideliais kiekiais redukuojant rubidžio chromatą Rb 2 CrO 4 cirkonio arba silicio milteliais, o didelio grynumo rubidis - lėtai termiškai skaidant rubidžio azidą RbN 3 vakuume 390 395 ° C temperatūroje.
Metalas rubidis yra fotovoltinių elementų ir fotodaugintuvų katodinės medžiagos komponentas, nors rubidžio fotokatodai jautrumu ir veikimo diapazonu yra prastesni už kai kuriuos kitus, ypač cezio. Tai dalis tepalų kompozicijų, naudojamų reaktyvinėse ir kosminėse technologijose. Rubidžio garai naudojami išlydžio elektros vamzdeliuose.
Metalas rubidis yra katalizatorių komponentas (taikomas ant aktyvaus aliuminio oksido, silikagelio, metalurgijos šlako) papildomam organinių priemaišų oksidavimui gaminant ftalio anhidridą, taip pat cikloheksano gavimo iš benzeno procese. Esant jai, reakcija vyksta esant žemesnei temperatūrai ir slėgiui nei tada, kai katalizatoriai aktyvuojami natriu ar kaliu, ir jos beveik netrukdo įprastiems katalizatoriams mirtini nuodai – sieros turinčios medžiagos.
Rubidis yra pavojingas tvarkyti. Jis laikomas specialiose stiklinėse ampulėse argono atmosferoje arba sandariuose plieniniuose induose po dehidratuotos mineralinės alyvos sluoksniu.
rubidžio junginiai. Rubidis sudaro junginius su visais įprastais anijonais. Beveik visos rubidžio druskos gerai tirpsta vandenyje. Kaip ir kalis, druskos Rb 2 SiF 6, Rb 2 PtCl 6 yra mažai tirpios.
Populiari cheminių elementų biblioteka. M., Nauka, 1977 m
Greenwood N.N., Earnshaw A. Elementų chemija, Oksfordas: Butterworthas, 1997 m
Raskite „RUBIDIUM“.
rubidžio elementas yra baltas šarminis metalas su metaliniu blizgesiu (žr. nuotrauką). Lengvai lydosi, šis procesas vyksta tik 39°C temperatūroje. Visomis savo savybėmis elementas panašus į kalį ir natrį. Rubidium pavadinimas yra lat. tamsiai raudona jam nebuvo priskirta dėl natūralios spalvos. Vokiečių mokslininkai Bunsenas ir Kirchhoffas ištyrė naują medžiagą spektrografu ir pastebėjo raudonas linijas.
Rubidis yra labai aktyvus elementas, tačiau jam būdinga tai, kad dauguma reakcijų vyksta su sprogimu, o degimą lydi ryški violetinė liepsna. Panašiai vyksta sąveika su visais žinomais elementais, neatsižvelgiant į jų prigimtį (metalas-ne metalas). Laikykite induose su sausu žibalu arba vakuume. Be to, kad rubidis yra aktyvus, jis taip pat yra radioaktyvus elementas, kuris palaipsniui virsta stronciu.
Ši medžiaga savo prigimtimi yra labai unikali. Šviesos įtakoje jis tampa šaltiniu elektros srovė. Šis reiškinys vadinamas fotoelektriniu efektu ir leidžia naudoti elementą fotoelementų, naudojamų kine, televizijoje, gamybai. nuotolinio valdymo pultas automatizavimas. Rubidis vertinamas labai aukštai, todėl sunaudojama gana mažai (kelios dešimtys kilogramų per metus).
Jis taip pat naudojamas matavimo prietaisų gamyboje, kaip vakuume veikiančių raketų ir kosmoso technologijų tepalų komponentai, rentgeno įrangoje. Dėl rubidžio ir stroncio kiekio uolienose geologai gali nustatyti jų amžių.
Gamtoje rubidis yra gana dažnas, tačiau tik priemaišų pavidalu. Jo druskos dažnai randamos mineraliniuose šaltiniuose ir vulkaninėse uolienose.
Rubidžio veikimas ir jo biologinis vaidmuo
Makroelemento poveikis biologiniam organizmui yra susijęs su jo koncentracija tam tikruose organuose: kauliniai audiniai, plaučiai, smegenys, kiaušidės. Iš maisto jis pasisavinamas virškinimo trakte, pašalinamas su natūraliomis išskyromis.
Mokslininkai dar nepakankamai ištyrė elemento poveikį žmonėms, tačiau, be jokios abejonės, jis vaidina svarbų vaidmenį organizme ir turi tokį poveikį:
- gali tam tikru mastu pakeisti kalį ir atlikti savo vaidmenį aktyvinant fermentus;
- turi antihistamininį poveikį (kovoja su alergenų poveikiu);
- silpnina uždegiminius procesus ląstelėse ir visame kūne;
- atkuria centrinės pusiausvyrą nervų sistema, turi raminamąjį poveikį.
Šiandien mokslininkai tiria elemento poveikį kraujotakos stimuliavimui ir šių savybių panaudojimą hipotenzijai gydyti. Kitas žinomas gydytojas S. Botkinas 1898 metais pastebėjo, kad rubidžio chloridas gali padidinti spaudimą arterijose ir susiejo tai su kraujagyslių susiaurėjimo ir širdies ir kraujagyslių sistemos aktyvinimo procesu.
Taip pat pastebėta, kad elemento mikrodozės gali sukelti eritrocitų atsparumą žalingam poveikiui, padidinti juose esančio hemoglobino masę. Tai savo ruožtu padidina imunitetą.
Dažniausiai rubidžio tyrimas atliekamas kartu su ceziu. Šių elementų druskos padeda ištverti hipoksiją – deguonies trūkumą.
Tikimės, kad šis elementas medicinos ir mokslo pasauliui atskleis daug daugiau savo unikalių gebėjimų.
Dienos norma
Makroelemento paros norma suaugusiam žmogui yra maždaug 1-2 mg. Jį organizmas greitai pasisavina – po 1-1,5 valandos galite rasti jo kiekį kraujyje. Iš viso žmogaus audiniuose ir organuose yra apie 1 gramą rubidžio.
Cheminio elemento trūkumas organizme
Makroelemento trūkumas ir jo poveikis žmogaus organizmui praktiškai nėra tiriamas. Eksperimentai buvo atlikti tik su gyvūnais ir jų reakcija buvo tokia:
- apetito praradimas ir net visiškas atsisakymas valgyti;
- augimo sulėtėjimas, lėtas vystymasis, sutrumpėjusi gyvenimo trukmė;
- priešlaikinis gimdymas, persileidimas;
- vaisiaus vystymosi nukrypimai ir vaisingumo sumažėjimas.
Rubidžio perteklius
Makroelemento perteklius gali sukelti pavojingų komplikacijų, nes rubidis priklauso tai pačiai nuodingų ir toksiškų elementų kategorijai kaip arsenas ir sieros rūgštis. Perdozavimas gali sukelti rimtą žalą sveikatai ir net mirtį.
Tokių didelių dozių priežastis gali būti darbas įmonėse, kuriose naudojami medžiagų junginiai, kurie prasiskverbia į kūną su garais ir dulkėmis. Teoriškai viena iš priežasčių galėtų būti per didelis elemento suvartojimas iš maisto ir vandens.
Nežymiai padidėjus makroelemento kiekiui, gali pasireikšti migrena, nemiga, plaučių ir kvėpavimo organų ligos ir uždegimai, padažnėti širdies plakimas (aritmija), atsirasti alerginių odos ligų, padidėti baltymų kiekis šlapime. Jei apsinuodijimą sukelia elemento kritinių masių susikaupimas, tai pasekmės yra panašios į tas, kurias sukelia elemento trūkumas: augimo ir vystymosi sulėtėjimas, gyvenimo trukmės trumpėjimas.
Kitas išskirtinumas? Geros naujienos yra tai, kad jums reikia vartoti daugiau nei 1000 mg per dieną, kad atsirastų šie simptomai, o tai jau yra labai sunku.
Apsinuodijimo gydymas atliekamas medžiagomis, kurios, reaguodamos su toksinais, sudaro junginius, kurie lengvai tirpsta vandenyje ir išsiskiria per inkstus. Iš esmės tai yra kompleksinis agentas, kurio pagrindą sudaro kalis arba natris. Taip pat naudojami vaistai, padedantys palengvinti būdingus simptomus.
Kokie yra elemento šaltiniai?
Maisto produktų, kurių sudėtyje yra rubidžio, sąrašą daugiausia sudaro augaliniai maisto produktai. Štai patys pagrindiniai iš jų: baklažanai, imbieras, bulvės, burokėliai, pomidorai, česnakai, svogūnai, grybai (pievagrybiai ir kiaulienos grybai), daug vaisių ir džiovintų vaisių, riešutai (migdolai, graikiniai riešutai ir kedras, lazdyno riešutai, pistacijos), saulėgrąžos sėklos, grūdai, ankštiniai augalai. Didžiausią kiekį mūsų organizmas gauna su arbata ir kava (apie 40% viso kiekio) bei mineraliniu vandeniu, priklausomai nuo kilmės.
Šis elementas gali kauptis gyvuose audiniuose, ypač jūrų organizmuose. Todėl jūros gėrybių naudojimas padės gauti reikiamą rubidžio kiekį.
Indikacijos paskyrimui
Makroelemento paskyrimo indikacijos kyla dėl poveikio žmogaus organizmui pobūdžio. Jo pagrindinė medicininė paskirtis yra nervų sistemos sutrikimų gydymas. Dar prieš 100 metų jis buvo aktyviai naudojamas epilepsijai atsikratyti. Šiandien jis naudojamas kaip neurotropinis vaistas nervų sistemai stiprinti.
Taip pat gali prireikti gydant alergines ligas, raumenų silpnumą, anemiją.
APIBRĖŽIMAS
Rubidis yra trisdešimt septintas periodinės lentelės elementas. Pavadinimas – Rb iš lotyniško „rubidium“. Įsikūręs penktajame periode, IA grupė. Nurodo metalus. Branduolinis krūvis yra 37.
Paprastos medžiagos pavidalu tai baltas (1 pav.), minkštas, labai žemo lydymosi (lydymosi temperatūra 39,3 °C) metalas. Rubidžio garai yra žalsvai mėlynos spalvos. Jis ištirpsta skystame amoniake ir susidaro tamsiai mėlynas tirpalas. Itin reaktyvus; stipriausias reduktorius. Energingai reaguoja su oro deguonimi ir vandeniu (uždega metalas ir išsiskiria vandenilis), atskiestomis rūgštimis, nemetalais, amoniaku, sieros vandeniliu. Nereaguoja su azotu. Jis gerai išsilaiko tik po parafino ar vazelino aliejaus sluoksniu. Sudaro amalgamą su gyvsidabriu. Dujinio degiklio liepsną nuspalvina violetine spalva.
Ryžiai. 1. Rubidis. Išvaizda.
Rubidžio atominė ir molekulinė masė
Santykinė medžiagos molekulinė masė (M r) yra skaičius, parodantis, kiek kartų tam tikros molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės, ir santykinė elemento atominė masė (Ar r) yra kiek kartų vidutinė cheminio elemento atomų masė yra didesnė už 1/12 anglies atomo masės.
Kadangi rubidis egzistuoja laisvoje būsenoje monoatominių Rb molekulių pavidalu, jo atominės ir molekulinės masės reikšmės sutampa. Jie lygūs 85,4678.
Rubidžio izotopai
Yra žinoma, kad rubidis gamtoje gali atsirasti dviejų stabilių izotopų 85Rb (72,2%) ir 87Rb (27,8%) pavidalu. Jų masės skaičiai yra atitinkamai 85 ir 87. Rubidžio izotopo 85 Rb atomo branduolyje yra trisdešimt septyni protonai ir keturiasdešimt aštuoni neutronai, o izotopas 85 Rb – tiek pat protonų ir penkiasdešimt neutronų.
Yra dirbtinių nestabilių rubidžio izotopų, kurių masės skaičius yra nuo 71 iki 102, taip pat šešiolika izomerinių branduolių būsenų, tarp kurių 86 Rb izotopas, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 18 642 dienos, yra ilgiausias.
Rubidžio jonai
Išoriniame rubidžio atomo energijos lygyje yra vienas elektronas, kuris yra valentingumas:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 1.
Dėl cheminės sąveikos rubidis atsisako savo valentinio elektrono, t.y. yra jo donoras ir virsta teigiamai įkrautu jonu:
Rb 0 -1e → Rb + .
Rubidžio molekulė ir atomas
Laisvoje būsenoje rubidis egzistuoja monoatominių Rb molekulių pavidalu. Štai keletas rubidžio atomo ir molekulės savybių:
Problemų sprendimo pavyzdžiai
1 PAVYZDYS
| Pratimas | Lydinys susideda iš rubidžio ir kito šarminio metalo. Sąveikaujant 4,6 g lydinio su vandeniu, buvo gauta 2,241 litro vandenilio (n.o.). Koks metalas yra antrasis lydinio komponentas? Kokios yra lydinio komponentų masės dalys (%)? |
| Sprendimas | Šarminiams metalams priskiriamas litis, natris, kalis, rubidis ir cezis. Visi šarminiai metalai sąveikauja su vandeniu taip: 2Me + 2H 2O \u003d 2MeOH + H2 -. Raskite bendrą medžiagos išskiriamo vandenilio kiekį: n (H 2) \u003d V (H 2) / V m; n (H 2) \u003d 2,241 / 22,4 \u003d 0,1 mol. Pagal reakcijos lygtį n (H 2) : n (Me) = 1: 2, tada n (Me) \u003d 2 × n (H 2) = 2 × 0,1 \u003d 0,2 mol. Vidutinė medžiagos molinė masė apskaičiuojama taip: M = 4,6 / 0,2 = 23 g/mol, kuri atitinka santykinę natrio atominę masę. Todėl antrasis mišinio komponentas turi būti šarminis metalas su Ar< 23. Это литий. Сплав состоит из рубидия и лития. Yra žinoma, kad n(Li) + n(Rb) = 0,2 mol; ir m (Li) + m (Rb) \u003d 4,6 g. Paimkime ličio molių skaičių kaip „x“, tada rubidžio molių skaičius bus lygus (0,2-x). Išspręskime lygtį: xx7 + (0,2-x)x85 = 4,6; 7x + 17 - 85x = 4,6; Tai reiškia, kad ličio kiekis yra 0,16 molio, o rubidžio - 0,04 molio. Tada kiekvieno elemento masė lygi 0,16 × 7 = 1,12 g - ličio ir 0,04 × 85 = 3,4 g. O elementų masės dalys lydinyje yra tokios: w(Li) = m(Li) / m lydinio × 100% = 1,12 / 4,6 × 100% = 24%. w(Rb) = m(Rb) / m lydinys × 100% = 3,4 / 4,6 × 100% = 76%. |
| Atsakymas | Masės dalis ličio yra 24%, rubidžio – 76%. |
Rubidis(lot. Rubidium), Rb, Mendelejevo periodinės lentelės I grupės cheminis elementas; atominis skaičius 37, atominė masė 85,4678; sidabriškai baltas metalas, priklauso šarminiams metalams. Natūralus rubidis yra dviejų izotopų mišinys: stabilus 85 Rb (72,15%) ir silpnai radioaktyvus 87 Rb (pusėjimo laikas T ½ 4,8 10 10 metų). 87 Rb β skilimas sukuria stabilų 87 Sr. 87 Sr ir Rubidžio kiekio nustatymas uolienose ir mineraluose (stroncio metodas) leidžia patikimai nustatyti jų geologinį amžių. Dirbtinai buvo gauta apie 20 radioaktyvių rubidžio izotopų. Rubidį 1861 metais atrado R. Bunsenas ir G. Kirchhoffas, atlikdami spektrinį druskų, išskirtų iš mineralinių vandenų, tyrimą. Elemento pavadinimą suteikia būdingiausių raudonų spektro linijų spalva (iš lot. rubidus – raudona, tamsiai raudona). Pirmą kartą metalinį rubidį 1863 m. gavo Bunsenas.
Rubidžio paplitimas gamtoje. Rubidis yra tipiškas mikroelementas. Nepaisant santykinai didelio kiekio žemės plutoje (klarkoje) – 1,5–10–2 % masės, ty daugiau nei Cu, Pb, Zn ir daugelio kitų metalų, rubidis nesudaro savo mineralų ir daugiausia yra įtrauktas į izomorfinė priemaiša kalio ir cezio mineraluose (silvinas, karnalitas, mikroklinas, Rb-muskovitas ir kt.). Rubidžio, kaip ir kalio, yra rūgščiose magminėse uolienose (granitoiduose) ir ypač pegmatituose (iki 1-3 % rubidžio). Ultrabazinėse ir bazinėse uolienose rubidžio yra mažai (atitinkamai 2·10 -4 ir 4,5·10 -3%). Jūrų ir vandenynų vandenyse yra nuo 1,0 · 10 -5 iki 2,1 · 10 -5% rubidžio. Rubidžio druskos yra daugelio mineralinių šaltinių vandens dalis.
Rubidžio turtingiausi yra vadinamieji koncentratoriai: lepidolitas, cinvalditas, pollucitas. SSRS, Čekoslovakijoje, Vokietijoje, Namibijoje, Zimbabvėje ir kitose šalyse yra ličio ir kalio mineralų telkinių, kuriuose yra rubidžio. Kosminė rubidžio gausa yra 6,5 atomo 10 6 silicio atomuose.
Fizinės rubidžio savybės. Rubidis sudaro sidabriškai baltus minkštus kristalus, kurie ant šviežio pjūvio turi metalinį blizgesį. Brinelio kietumas 0,2 MN / m 2 (0,02 kgf / mm 2). Rubidžio kristalinė gardelė yra kubinė, kūno centre, a = 5,70Å (0 °C). Atomo spindulys 2,48 Å, jonų spindulys Rb + 1,49 Å. Tankis 1,525 g / cm 3 (0 ° С), t pl 38,9 ° С, t bp 703 ° С. Savitoji šiluma 335,2 j / (kg K), šiluminis tiesinio plėtimosi koeficientas 9,0 10 -5 laipsniai -1 (0-38 ° C), tamprumo modulis 2,4 Gn / m 2 (240 kgf / mm 2 ), savitasis tūris elektrinė varža 11,29 10 -6 omų cm (20 ° C); Rubidis yra paramagnetinis.
Rubidžio cheminės savybės. Rb atomas lengvai atiduoda vienintelį išorinio apvalkalo elektroną (jo konfigūracija yra 5s 1). Elektronegatyvumas Rubidis 0,89, pirmasis jonizacijos potencialas 4,176 eV. Iš viso cheminiai junginiai Rubidis yra monovalentinis (oksidacijos laipsnis +1). Rubidžio cheminis aktyvumas yra labai didelis. Jis stipriai jungiasi su deguonimi, sudarydamas peroksidą Rb 2 O 2 ir superoksidą RbO 2 (esant deguonies trūkumui susidaro oksidas Rb 2 O). Rubidis sprogstamai reaguoja su vandeniu, išskirdamas vandenilį ir sudarydamas rubidžio hidroksido tirpalą RbOH. RbOH savybės labai primena kalio hidroksidą KOH. Rubidis tiesiogiai derinamas su daugeliu nemetalų; smarkiai reaguoja su dauguma rūgščių. Beveik visos rubidžio druskos gerai tirpsta vandenyje. Šiek tiek tirpus perchloratas RbClO 4, chloroplatinatas Rb 2 ir kai kurie kiti; jie naudojami analitiniam Rb nustatymui kartu su liepsnos fotometrijos metodu, pagrįstu Rb garų ir jo junginių savybe nuspalvinti liepsną ryškiai raudonai.
Rubidžio gavimas. Rb druskos gaunamos kaip šalutinis produktas gaminant Li, Mg ir K druskas. Metalas rubidis gaunamas redukuojant RbCl vakuume 700-800 °C kalciu. Dėl didelio reaktyvumo rubidis laikomas metaliniuose induose po parafino aliejaus sluoksniu arba sandariose stiklinėse ampulėse inertinėje atmosferoje.
Rubidžio taikymas. Rubidis daugiausia naudojamas fotoelementų katodų gamyboje; taip pat pridedama prie dujų išlydžio argono ir neoninių vamzdžių, kad padidintų švytėjimo intensyvumą. Kartais rubidis įvedamas į specialius lydinius (geterius). Rubidžio druskos naudojamos kaip katalizatoriai organinėje sintezėje.
Rubidis organizme. Rubidžio nuolat yra augalų ir gyvūnų audiniuose. Sausumos augaluose rubidžio yra apie 0,00064%, o vandens augaluose 2 kartus mažiau. Rubidis kaupiasi augaluose, taip pat jūros anemonų, kirmėlių, moliuskų, vėžiagyvių, dygiaodžių ir žuvų raumenyse ir minkštuosiuose audiniuose (akumuliacijos koeficientas 8-26). Didžiausias dirbtinio radioaktyvaus izotopo 86 Rb kaupimosi koeficientas (2600) yra ančiukų Lemna polyrrhiza, o tarp gėlavandenių bestuburių moliuskuose Galba palustris - 370. Paukščių krūtinės raumenų pelenuose yra 0,0112-0,0135 proc. Rubidžio metabolizmas organizme mažai ištirtas.
APIBRĖŽIMAS
Rubidis esančios periodinės lentelės pagrindinio (A) pogrupio I grupės penktajame periode. Pavadinimas - Rb. Paprastos medžiagos pavidalo rubidis yra sidabriškai baltas metalas su į kūną orientuota kristaline gardele.
Tankis - 1,5 g / cm3. Lydymosi temperatūra 39,5 o C, virimo temperatūra - 750 o C. Minkšta, lengvai pjaustoma peiliu. Savaime užsidega ore.
Rubidžio oksidacijos būsena junginiuose
Rubidis yra D.I periodinės lentelės IA grupės elementas. Mendelejevas. Jis priklauso šarminių metalų grupei, kurių junginiuose yra pastovi ir teigiama, vienintelė įmanoma oksidacijos būsena, lygi (+1) , pavyzdžiui, 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 ir kt.
Rubidis taip pat egzistuoja paprastos medžiagos - metalo pavidalu, o metalų oksidacijos būsena elementinėje būsenoje yra nulis, kadangi elektronų tankio pasiskirstymas juose yra vienodas.
Problemų sprendimo pavyzdžiai
1 PAVYZDYS
| Pratimas | Kurioje serijoje visi elementai gali rodyti oksidacijos būsenas (-1) ir (+5):
|
| Sprendimas | Siekdami rasti teisingą atsakymą į pateiktą klausimą, paeiliui patikrinsime kiekvieną siūlomą variantą. a) Visa tai, kas išdėstyta aukščiau cheminiai elementai turi tik vieną oksidacijos būseną, kuri yra lygi periodinės lentelės D.I grupės numeriui. Mendelejevas, kuriame jie yra, su „+“ ženklu. Tie. rubidžio ir ličio oksidacijos laipsnis yra (+1), o kalcio - (+2). Atsakymas neteisingas. b) Fluorui būdinga tik viena oksidacijos laipsnio reikšmė, lygi (-1), todėl šis atsakymas yra neteisingas ir nėra prasmės tikrinti likusių cheminių elementų. c) Visi šie elementai priklauso halogenų grupei, jiems būdingos oksidacijos laipsniai (-1), 0, (+1), (+3), (+5) ir (+7), t.y. tai teisingas atsakymas. |
| Atsakymas | 3 variantas. |