(Rubīdijs) Rb, Periodiskās sistēmas 1. (Ia) grupas ķīmiskais elements. Sārma elements. Atomskaitlis 37 radinieks atomu masa 85.4678. Dabā tas sastopams kā stabilā izotopa 85 Rb (72,15%) un radioaktīvā izotopa 87 Rb (27,86%) maisījums ar pussabrukšanas periodu 4,8 . 10 10 gadi. Mākslīgi iegūti vēl 26 rubīdija radioaktīvie izotopi ar masas skaitu no 75 līdz 102 un pussabrukšanas periodu no 37 ms (rubidijs-102) līdz 86 dienām (rubīdijs-83).
+1 oksidācijas pakāpe.
Rubidiju 1861. gadā atklāja vācu zinātnieki Roberts Bunsens un Gustavs Kirhhofs, un tas bija viens no pirmajiem elementiem, ko atklāja ar spektroskopiju, ko 1859. gadā izgudroja Bunsens un Kirhhofs. Elementa nosaukums atspoguļo tā spektra spilgtākās līnijas krāsu. (no latīņu rubidus dziļi sarkans) .
Pētot dažādus minerālus ar spektroskopu, Bunsens un Kirhhofs pamanīja, ka viens no lepidolīta paraugiem, kas nosūtīts no Rozenas (Saksija), sniedz līnijas spektra sarkanajā apgabalā. (Lepidolīts ir kālija un litija minerāls, kura aptuvenais sastāvs ir K 2 Li 3 Al 4 Si 7 O 21 (OH,F) 3 .) Šīs līnijas netika atrastas nevienas zināmās vielas spektrā. Drīz vien līdzīgas tumši sarkanas līnijas tika konstatētas arī nogulumu spektrā, kas iegūts pēc ūdens iztvaikošanas no paraugiem, kas ņemti no Švarcvaldes minerālavotiem. Taču jaunā elementa saturs pārbaudītajos paraugos bija niecīgs, un, lai iegūtu vairāk vai mazāk taustāmus daudzumus, Bunsenam bija jāiztvaicē vairāk nekā 40 m 3 minerālūdens. No attīrītā šķīduma viņš izgulsnēja kālija, rubīdija un cēzija hlorplatināta maisījumu. Lai atdalītu rubīdiju no tā tuvākajiem radiniekiem (un jo īpaši no liela kālija pārpalikuma), Bunsens pakļāva nogulsnēm vairākkārtējai frakcionētai kristalizācijai un ieguva rubidija un cēzija hlorīdus no vismazāk šķīstošās frakcijas un pēc tam pārveidoja tos karbonātos un tartrātos (vīnskābes sāļos). ), kas ļāva tālāk attīrīt rubīdiju un atbrīvot to no galvenās cēzija masas. Bunsenam izdevās iegūt ne tikai atsevišķus rubīdija sāļus, bet arī pašu metālu. Rubīdija metāls vispirms tika iegūts, reducējot rubīdija hidrotartrāta skābo sāli ar melno ogli.
Pēc ceturtdaļgadsimta krievu ķīmiķis Nikolajs Nikolajevičs Beketovs ierosināja citu metodi metāliskā rubīdija iegūšanai, reducējot to no hidroksīda ar alumīnija pulveri. Viņš šo procesu veica dzelzs cilindrā ar ventilācijas cauruli, kas bija savienota ar stikla ledusskapja tvertni. Balons tika uzkarsēts uz gāzes degļa, un tajā sākās vardarbīga reakcija, ko pavadīja ūdeņraža izdalīšanās un rubīdija sublimācija ledusskapī. Kā rakstīja pats Beketovs, "rubīdijs tiek padzīts pakāpeniski, plūstot uz leju kā dzīvsudrabs un pat saglabājot savu metālisko spīdumu, jo šāviņš operācijas laikā ir piepildīts ar ūdeņradi."
Rubīdija izplatība dabā un rūpnieciskā ieguve. Rubīdija saturs zemes garozā ir 7,8·10 3%. Tas ir aptuveni tāds pats kā niķelim, varam un cinkam. Pēc izplatības zemes garozā rubīdijs ir aptuveni 20. vietā, tomēr dabā tas ir izkliedētā stāvoklī, rubīdijs ir tipisks izkliedēts elements. Paša rubidija minerāli nav zināmi. Rubidijs ir sastopams kopā ar citiem sārma elementiem, tas vienmēr pavada kāliju. Tas ir atrodams visdažādākajos akmeņos un minerālos, kas atrodami, cita starpā, Ziemeļamerikā, Dienvidāfrikā un Krievijā, taču tā koncentrācija tur ir ārkārtīgi zema. Tikai lepidolīti satur nedaudz vairāk rubīdija, dažreiz 0,2% un dažkārt līdz 13% (Rb 2 O izteiksmē).
Rubidija sāļi ir izšķīdināti jūru, okeānu un ezeru ūdenī. Arī to koncentrācija šeit ir ļoti zema, vidēji ap 100 µg/l. Dažos gadījumos rubīdija saturs ūdenī ir lielāks: Odesas estuāros tas izrādījās 670 μg/l, bet Kaspijas jūrā 5700 μg/l. Paaugstināts rubīdija saturs tika konstatēts arī dažos Brazīlijas minerālavotos.
No jūras ūdens rubīdijs nonāca potaša sāls nogulsnēs, galvenokārt karnalītos. Strasfurtes un Solikamskas karnalītos rubīdija saturs svārstās no 0,037 līdz 0,15%. Minerāls karnalīts ir sarežģīts ķīmisks savienojums, ko veido kālija un magnija hlorīdi ar ūdeni; tā formula ir KCl·MgCl 2 ·6H 2 O. Rubidijs dod līdzīga sastāva sāli RbCl·MgCl 2 ·6H 2 O, gan kālija, gan rubīdija sāļiem ir vienāda struktūra un tie veido nepārtrauktu cietu šķīdumu virkni, kopā kristalizējoties. Karnalīts labi šķīst ūdenī, tāpēc minerāla atvēršana nav grūta. Šobrīd ir izstrādātas un literatūrā aprakstītas racionālas un ekonomiskas metodes rubīdija ekstrakcijai no karnalīta līdz ar citiem elementiem.
Neskatoties uz to, lielākā daļa ieguves rubīdijs tiek iegūts kā blakusprodukts litija ražošanā no lepidolīta. Pēc tam, kad litijs ir izolēts karbonāta vai hidroksīda veidā, rubīdijs tiek izgulsnēts no mātes šķidrumiem alumīnija oksīda rubidija, kālija alumīnija oksīda un alumīnija cēzija MAl(SO 4) 2 12H 2 O (M = Rb, K, Cs). Maisījumu atdala ar atkārtotu pārkristalizāciju. Rubidiju izdala arī no izlietotā elektrolīta, ko iegūst, magniju iegūstot no karnalīta. Rubidijs tiek izolēts no tā, sorbējot dzelzs vai niķeļa ferocianīdus. Pēc tam ferocianīdus kalcinē un iegūst rubīdija karbonātu ar kālija un cēzija piemaisījumiem. Saņemot cēziju no pollucīta, rubīdijs tiek ekstrahēts no mātes šķidrumiem pēc Cs 3 izgulsnēšanas. Ir iespējams arī iegūt rubīdiju no tehnoloģiskajiem šķīdumiem, kas veidojas alumīnija oksīda ražošanā no nefelīna.
Rubīdija ekstrahēšanai izmanto ekstrakcijas metodes un jonu apmaiņas hromatogrāfiju. Augstas tīrības pakāpes rubīdija savienojumus iegūst, izmantojot polihalogenīdus.
Ievērojama daļa saražotā rubīdija izdalās litija ražošanas laikā, tāpēc liela interese par litiju izmantošanai kodoltermiskajos procesos 1950. gados izraisīja litija un līdz ar to rubīdija un līdz ar to arī rubīdija ražošanas pieaugumu. savienojumi kļuva pieejamāki.
Rubidijs ir viens no retajiem ķīmiskajiem elementiem, kura resursi un ieguves iespējas ir lielākas par pašreizējo pieprasījumu pēc tā. Nav oficiālas statistikas par rubīdija un tā savienojumu ražošanu un izmantošanu. Tiek uzskatīts, ka rubīdija gada produkcija ir aptuveni 5 tonnas.
Rubīdija tirgus ir ļoti mazs. Metāls netiek aktīvi tirgots, un tam nav tirgus cenas. Rubīdija un tā savienojumu tirdzniecības uzņēmumu noteiktās cenas atšķiras desmitkārtīgi.
Vienkāršas vielas raksturojums, metāliskā rubīdija rūpnieciskā ražošana un izmantošana. Rubidijs ir mīksts, sudrabaini balts metāls. Parastā temperatūrā tai ir gandrīz pastveida konsistence. Rubidijs kūst 39,32 ° C temperatūrā, vārās 687,2 ° C. Rubidija tvaiki ir iekrāsoti zaļgani zilā krāsā.
Rubidijs ir ļoti reaģējošs. Gaisā tas uzreiz oksidējas un aizdegas, veidojot RbO 2 superoksīdu (ar Rb 2 O 2 peroksīda piejaukumu):
Rb + O 2 \u003d RbO 2, 2Rb + O 2 \u003d Rb 2 O 2
Rubidijs reaģē ar ūdeni ar sprādzienu, veidojot RbOH hidroksīdu un ūdeņraža izdalīšanos: 2Rb + 2H 2 O = 2RbOH + H 2.
Rubidijs tieši savienojas ar lielāko daļu nemetālu. Tomēr normālos apstākļos tas nesadarbojas ar slāpekli. Rubidija nitrīds Rb 3 N veidojas, izlaižot elektrisko izlādi šķidrā slāpeklī starp elektrodiem, kas izgatavoti no rubidija.
Rubidijs reducē oksīdus līdz vienkāršām vielām. Reaģē ar visām skābēm, veidojot atbilstošos sāļus, un ar spirtiem veidojas alkoholāti:
2Rb + 2C 2 H 5 OH = 2 C 2 H 5 ORb + H 2
Rubidijs izšķīst šķidrā amonjakā, kā rezultātā rodas zili šķīdumi, kas satur solvatētus elektronus un kuriem ir elektroniskā vadītspēja.
Rubidijs veido sakausējumus un intermetāliskus savienojumus ar daudziem metāliem. RbAu savienojums, kurā saite starp metāliem ir daļēji jonu, ir pusvadītājs.
Rubīdija metālu galvenokārt iegūst, reducējot rubīdija savienojumus (parasti halogenīdus), kalciju vai magniju:
2RbCl + 2Ca = 2Rb + CaCl 2
Rb 2 CO 3 + 3Mg = 2Rb + 3MgO + C
Rubidija halogenīda reakcija ar magniju vai kalciju tiek veikta 600 800 ° C temperatūrā un 0,1 Pa. Produkts tiek attīrīts no piemaisījumiem ar destilāciju un vakuumdestilāciju.
Rubidiju var iegūt elektroķīmiski no rubīdija halogenīda kausējuma uz šķidra svina katoda. No iegūtā svina-rubidija sakausējuma rubidiju izdala ar vakuumdestilāciju.
Rubidiju nelielos daudzumos iegūst, reducējot rubīdija hromātu Rb 2 CrO 4 ar cirkonija vai silīcija pulveri, un augstas tīrības pakāpes rubīdiju, lēni termiski sadalot rubīdija azīdu RbN 3 vakuumā 390 395 ° C temperatūrā.
Rubīdija metāls ir katoda materiāla sastāvdaļa fotoelementu elementiem un fotopavairotājiem, lai gan rubīdija fotokatodi jutības un darbības diapazona ziņā ir zemāki par dažiem citiem, jo īpaši cēzija. Tā ir daļa no smērvielu kompozīcijām, ko izmanto strūklas un kosmosa tehnoloģijās. Rubīdija tvaikus izmanto izlādes elektriskajās caurulēs.
Rubīdija metāls ir katalizatoru sastāvdaļa (to lieto uz aktīvā alumīnija oksīda, silikagela, metalurģijas sārņiem) organisko piemaisījumu papildu oksidēšanai ftālskābes anhidrīda ražošanas laikā, kā arī cikloheksana iegūšanas procesā no benzola. Tā klātbūtnē reakcija norit zemākā temperatūrā un spiedienā nekā tad, kad katalizatorus aktivizē ar nātriju vai kāliju, un to gandrīz netraucē indes, kas ir nāvējošas parastajiem katalizatoriem - sēru saturošas vielas.
Rubidijs ir bīstams rīkoties. To uzglabā īpašās stikla ampulās argona atmosfērā vai noslēgtos tērauda traukos zem dehidrētas minerāleļļas slāņa.
rubīdija savienojumi. Rubidijs veido savienojumus ar visiem parastajiem anjoniem. Gandrīz visi rubīdija sāļi labi šķīst ūdenī. Tāpat kā kālijs, sāļi Rb 2 SiF 6, Rb 2 PtCl 6 ir nedaudz šķīstoši.
Populāra ķīmisko elementu bibliotēka. M., Nauka, 1977. gads
Grīnvuds N.N., Ernšovs A. Elementu ķīmija, Oksforda: Butterworth, 1997
Atrodiet uz "RUBIDIUM".
rubīdija elements ir balts sārmu metāls ar metālisku spīdumu (skat. foto). Viegli izkausējams, šis process notiek tikai 39°C temperatūrā. Visās savās īpašībās elements ir līdzīgs kālijam un nātrijam. Nosaukums Rubidium ir lat. tumši sarkans viņam netika piešķirts dabiskās krāsas dēļ. Vācu zinātnieki Bunsens un Kirhhofs spektrogrāfā pārbaudīja jaunu vielu un pamanīja sarkanas līnijas.
Rubidijs ir ļoti aktīvs elements, taču tam raksturīga iezīme ir tāda, ka lielākā daļa reakciju notiek ar sprādzienu, un degšanu pavada spilgti violeta liesma. Līdzīgā veidā notiek mijiedarbība ar visiem zināmajiem elementiem neatkarīgi no to rakstura (metāls-nemetāls). Glabājiet to traukos ar sausu petroleju vai vakuumā. Papildus tam, ka rubīdijs ir aktīvs, tas ir arī radioaktīvs elements, kas pakāpeniski pārvēršas stroncijā.
Šī viela pēc savas būtības ir ļoti unikāla. Gaismas ietekmē tas kļūst par avotu elektriskā strāva. Šo parādību sauc par fotoelektrisko efektu, un tā ļauj elementu izmantot fotoelementu ražošanai, ko izmanto kino, televīzijā, tālvadība automatizācija. Rubidijs tiek novērtēts ļoti augstu, un tāpēc to lieto diezgan maz (vairāki desmiti kilogramu gadā).
To izmanto arī mērinstrumentu ražošanā, kā smērvielu sastāvdaļas raķešu un kosmosa tehnoloģijām, kas darbojas vakuumā, rentgena iekārtās. Pateicoties rubīdija un stroncija saturam iežos, ģeologi spēj noteikt to vecumu.
Dabā rubīdijs ir diezgan izplatīts, bet tikai piemaisījumu veidā. Tās sāļi bieži atrodami minerālavotos un vulkāniskajos iežos.
Rubīdija darbība un tā bioloģiskā loma
Makroelementa iedarbība uz bioloģisko organismu ir saistīta ar tā koncentrāciju noteiktos orgānos: kaulu audi, plaušas, smadzenes, olnīcas. Tā uzsūkšanās no pārtikas notiek kuņģa-zarnu traktā, un tā tiek izvadīta ar dabīgiem izdalījumiem.
Zinātnieki vēl nav pietiekami pētījuši elementa ietekmi uz cilvēkiem, taču, bez šaubām, tam ir nozīmīga loma organismā un tam ir šāda ietekme:
- var zināmā mērā aizstāt kāliju un spēlēt savu lomu fermentu aktivācijā;
- piemīt antihistamīna iedarbība (apkaro alergēnu iedarbību);
- vājina iekaisuma procesus šūnās un organismā kopumā;
- atjauno centrālo līdzsvaru nervu sistēma, ir nomierinoša iedarbība.
Mūsdienās zinātnieki pēta elementa ietekmi uz asinsrites stimulāciju un šo īpašību izmantošanu hipotensijas ārstēšanā. Cits pazīstams ārsts S. Botkins 1898. gadā pamanīja, ka rubīdija hlorīds spēj paaugstināt spiedienu artērijās un saistīja to ar vazokonstrikcijas procesu un sirds un asinsvadu sistēmas aktivizāciju.
Tāpat novērots, ka elementa mikrodozes var izraisīt eritrocītu noturību pret kaitīgo iedarbību, kā arī palielināt tajos esošā hemoglobīna masu. Tas savukārt noved pie paaugstinātas imunitātes.
Visbiežāk rubīdija izpēte tiek veikta kombinācijā ar cēziju. Šo elementu sāļi palīdz izturēt hipoksiju – skābekļa trūkumu.
Mēs ceram, ka šis elements medicīnas un zinātnes pasaulei atklās daudz vairāk savu unikālo spēju.
Dienas likme
Makroelementa dienas norma pieaugušajam ir aptuveni 1-2 mg. Tas ātri uzsūcas organismā - pēc 1-1,5 stundām jūs varat atrast tā saturu asinīs. Kopumā cilvēka audos un orgānos ir aptuveni 1 grams rubīdija.
Ķīmiskā elementa trūkums organismā
Makroelementa trūkums un tā ietekme uz cilvēka organismu praktiski nav pētīta. Eksperimenti tika veikti tikai ar dzīvniekiem, un to reakcija bija šāda:
- apetītes zudums un pat pilnīgs atteikums ēst;
- augšanas aizkavēšanās, lēna attīstība, saīsināts mūža ilgums;
- priekšlaicīgas dzemdības, spontāns aborts;
- novirzes augļa attīstībā un auglības samazināšanās.
Pārmērīgs rubīdijs
Makroelementa pārpalikums var izraisīt bīstamas komplikācijas, jo rubīdijs pieder tai pašai indīgo un toksisko elementu kategorijai kā arsēns un sērskābe. Pārdozēšana var izraisīt nopietnu kaitējumu veselībai un pat nāvi.
Iemesls tik lielām devām var būt darbs uzņēmumos, kur tiek izmantoti vielu savienojumi, kas iekļūst organismā ar tvaikiem un putekļiem. Teorētiski viens no iemesliem varētu būt pārmērīgs elementa patēriņš no pārtikas un ūdens.
Neliels makroelementa līmeņa paaugstināšanās var izraisīt migrēnas, bezmiegu, plaušu un elpošanas orgānu slimības un iekaisumus, paātrinātu sirdsdarbību (aritmijas), ādas alerģiskas slimības un paaugstinātu olbaltumvielu līmeni urīnā. Ja saindēšanos izraisa elementa kritisko masu uzkrāšanās, tad sekas ir līdzīgas elementa deficīta izraisītajām: augšanas un attīstības palēnināšanās, mūža saīsināšanās.
Vēl viena unikalitāte? Labā ziņa ir tā, ka jums katru dienu jālieto vairāk nekā 1000 mg, lai parādītos šie simptomi, kas jau ir ļoti grūti.
Saindēšanās ārstēšanu veic ar vielām, kuras, reaģējot ar toksīniem, veido savienojumus, kas viegli šķīst ūdenī un izdalās caur nierēm. Būtībā tas ir kompleksu veidojošs līdzeklis uz kālija vai nātrija bāzes. Tiek izmantotas arī zāles, kas palīdz mazināt raksturīgos simptomus.
Kādi ir elementa avoti?
Rubīdiju saturošo pārtikas produktu saraksts galvenokārt sastāv no augu izcelsmes pārtikas produktiem. Šeit ir visvienkāršākie no tiem: baklažāni, ingvers, kartupeļi, bietes, tomāti, ķiploki, sīpoli, sēnes (šampinjoni un sēnes), daudzi augļi un žāvēti augļi, rieksti (mandeles, valrieksti un ciedrs, lazdu rieksti, pistācijas), saulespuķes sēklas, graudaugi, pākšaugi. Lielāko daudzumu mūsu organisms saņem ar tēju un kafiju (apmēram 40% no kopējā daudzuma) un minerālūdeni atkarībā no izcelsmes.
Šis elements spēj uzkrāties dzīvos audos, īpaši jūras organismos. Tāpēc jūras velšu izmantošana palīdzēs iegūt nepieciešamo rubīdija daudzumu.
Indikācijas iecelšanai amatā
Norādes par makroelementa iecelšanu izriet no ietekmes uz cilvēka ķermeni rakstura. Tās galvenais medicīniskais mērķis ir nervu sistēmas traucējumu ārstēšana. Pat pirms 100 gadiem to aktīvi izmantoja, lai atbrīvotos no epilepsijas. Mūsdienās to izmanto kā neirotropisku līdzekli nervu sistēmas stiprināšanai.
Tas var būt nepieciešams arī alerģisku slimību, muskuļu vājuma, anēmijas ārstēšanā.
DEFINĪCIJA
Rubidijs ir periodiskās tabulas trīsdesmit septītais elements. Apzīmējums - Rb no latīņu vārda "rubidium". Atrodas piektajā periodā, IA grupa. Attiecas uz metāliem. Kodollādiņš ir 37.
Vienkāršas vielas veidā tas ir balts (1. att.), mīksts, ļoti zemas kušanas temperatūras (kušanas temperatūra ir 39,3 ° C) metāls. Rubidija tvaiki ir iekrāsoti zaļgani zilā krāsā. Tas izšķīst šķidrā amonjakā, veidojot tumši zilu šķīdumu. Ļoti reaģējošs; spēcīgākais reduktors. Spēcīgi reaģē ar gaisa skābekli un ūdeni (metāls aizdegas un izdalās ūdeņradis), atšķaidītām skābēm, nemetāliem, amonjaku, sērūdeņradi. Nereaģē ar slāpekli. Tas labi saglabājas tikai zem parafīna vai vazelīna eļļas slāņa. Veido amalgamu ar dzīvsudrabu. Krāso gāzes degļa liesmu purpursarkanā krāsā.
Rīsi. 1. Rubidijs. Izskats.
Rubīdija atomu un molekulmasa
Vielas relatīvā molekulmasa (M r) ir skaitlis, kas parāda, cik reižu dotās molekulas masa ir lielāka par 1/12 no oglekļa atoma masas, un elementa relatīvo atommasu (Ar r) ir, cik reižu ķīmiskā elementa atomu vidējā masa ir lielāka par 1/12 no oglekļa atoma masas.
Tā kā rubidijs pastāv brīvā stāvoklī monatomisku Rb molekulu veidā, tā atomu un molekulmasu vērtības sakrīt. Tie ir vienādi ar 85,4678.
Rubīdija izotopi
Ir zināms, ka rubīdijs dabā var rasties divu stabilu izotopu 85Rb (72,2%) un 87Rb (27,8%) formā. To masas skaitļi ir attiecīgi 85 un 87. Rubīdija izotopa 85 Rb atoma kodols satur trīsdesmit septiņus protonus un četrdesmit astoņus neitronus, un izotopā 85 Rb ir tikpat daudz protonu un piecdesmit neitronu.
Ir mākslīgi nestabili rubīdija izotopi ar masas skaitu no 71 līdz 102, kā arī sešpadsmit kodolu izomēru stāvokļi, starp kuriem visilgāk dzīvo 86 Rb izotops ar pussabrukšanas periodu 18,642 dienas.
Rubidija joni
Rubīdija atoma ārējā enerģijas līmenī ir viens elektrons, kas ir valence:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 1 .
Ķīmiskās mijiedarbības rezultātā rubīdijs atsakās no sava valences elektrona, t.i. ir tā donors un pārvēršas par pozitīvi lādētu jonu:
Rb 0 -1e → Rb + .
Rubidija molekula un atoms
Brīvā stāvoklī rubīdijs pastāv monatomisku Rb molekulu veidā. Šeit ir dažas īpašības, kas raksturo rubīdija atomu un molekulu:
Problēmu risināšanas piemēri
1. PIEMĒRS
| Vingrinājums | Sakausējums sastāv no rubīdija un cita sārmu metāla. 4,6 g sakausējuma mijiedarbībā ar ūdeni tika iegūts 2,241 litrs ūdeņraža (n.o.). Kāds metāls ir sakausējuma otrā sastāvdaļa? Kādas ir sakausējuma komponentu masas daļas (%)? |
| Risinājums | Sārmu metāli ir litijs, nātrijs, kālijs, rubīdijs un cēzijs. Visi sārmu metāli mijiedarbojas ar ūdeni šādā veidā: 2Me + 2H 2 O \u003d 2MeOH + H 2 -. Atrodiet kopējo vielas izdalītā ūdeņraža daudzumu: n (H 2) \u003d V (H 2) / V m; n (H 2) \u003d 2,241 / 22,4 \u003d 0,1 mol. Saskaņā ar reakcijas vienādojumu n (H 2) : n (Me) = 1: 2, tad n (Me) \u003d 2 × n (H 2) = 2 × 0,1 \u003d 0,2 mol. Vielas vidējo molāro masu aprēķina šādi: M = 4,6/0,2 = 23 g/mol, kas atbilst nātrija relatīvajai atommasai. Tāpēc maisījuma otrajai sastāvdaļai jābūt sārmu metālam ar Ar< 23. Это литий. Сплав состоит из рубидия и лития. Ir zināms, ka n(Li) + n(Rb) = 0,2 mol; un m (Li) + m (Rb) \u003d 4,6 g. Ņemsim litija molu skaitu kā "x", tad rubīdija molu skaits būs vienāds ar (0,2-x). Atrisināsim vienādojumu: xx7 + (0,2-x)x85 = 4,6; 7x + 17 - 85x = 4,6; Tas nozīmē, ka litija daudzums ir 0,16 moli, bet rubīdija - 0,04 moli. Tad katra elementa masa ir vienāda ar 0,16 × 7 = 1,12 g - litijs un 0,04 × 85 = 3,4 g. Un elementu masas daļas sakausējumā ir: w(Li) = m(Li) / m sakausējums × 100% = 1,12 / 4,6 × 100% = 24%. w(Rb) = m(Rb) / m sakausējums × 100% = 3,4 / 4,6 × 100% = 76%. |
| Atbilde | Masas daļa litijs ir 24%, rubīdijs - 76%. |
Rubidijs(lat. Rubidium), Rb, Mendeļejeva periodiskās sistēmas I grupas ķīmiskais elements; atomskaitlis 37, atommasa 85,4678; sudrabaini balts metāls, pieder pie sārmu metāliem. Dabīgais rubidijs ir divu izotopu maisījums: stabils 85 Rb (72,15%) un vāji radioaktīvs 87 Rb (pusperiods T ½ 4,8 10 10 gadi). 87 Rb β-sabrukšana rada stabilu 87 Sr. 87 Sr un rubīdija satura noteikšana iežos un minerālos (stroncija metode) ļauj droši noteikt to ģeoloģisko vecumu. Mākslīgi iegūti aptuveni 20 rubidija radioaktīvie izotopi. Rubidiju 1861. gadā atklāja R. Bunsens un G. Kirhhofs, veicot no minerālūdeņiem izolētu sāļu spektrālo pētījumu. Elementa nosaukumu dod spektra raksturīgāko sarkano līniju krāsa (no latīņu rubidus - sarkana, tumši sarkana). Pirmo reizi metālu rubidiju 1863. gadā ieguva Bunsens.
Rubidija izplatība dabā. Rubidijs ir tipisks mikroelements. Neskatoties uz relatīvi augsto saturu zemes garozā (klarkā) 1,5 10 -2% no svara, tas ir, vairāk nekā Cu, Pb, Zn un daudziem citiem metāliem, rubidijs neveido savus minerālus un galvenokārt tiek iekļauts kā izomorfs piemaisījums kālija un cēzija minerālos (silvīns, karnalīts, mikroklīns, Rb-muskovīts utt.). Rubidijs, tāpat kā kālijs, ir atrodams skābos magmatiskos iežos (granitoīdos) un īpaši pegmatītos (līdz 1-3% rubidija). Rubīdija ir maz ultrabāziskajos un bāziskajos iežos (attiecīgi 2·10 -4 un 4,5·10 -3%). Jūru un okeānu ūdeņi satur no 1,0·10-5 līdz 2,1·10-5% rubīdija. Rubīdija sāļi ir daļa no daudzu minerālavotu ūdeņiem.
Visbagātākie ar rubidiju ir tā sauktie koncentrējošie minerāli: lepidolīts, zinvaldīts, pollūcīts. PSRS, Čehoslovākijā, Vācijā, Namībijā, Zimbabvē un citās valstīs ir rubidiju saturošu litija un kālija minerālu atradnes. Rubidija kosmiskā pārpilnība ir 6,5 atomi uz 10 6 silīcija atomiem.
Rubidija fizikālās īpašības. Rubidijs veido sudrabaini baltus mīkstus kristālus, kuriem svaigā griezumā ir metālisks spīdums. Brinela cietība 0,2 MN / m 2 (0,02 kgf / mm 2). Rubidija kristāliskais režģis ir kubisks, centrēts uz ķermeni, a = 5,70Å (0 °C). Atomu rādiuss 2,48 Å, jonu rādiuss Rb + 1,49 Å. Blīvums 1,525 g / cm 3 (0 ° С), t pl 38,9 ° С, t bp 703 ° С. Īpatnējais siltums 335,2 j / (kg K), lineārās izplešanās termiskais koeficients 9,0 10 -5 grādi -1 (0-38 ° C), elastības modulis 2,4 Gn / m 2 (240 kgf / mm 2 ), īpatnējais tilpums elektriskā pretestība 11,29 10 -6 omi cm (20 ° C); Rubidijs ir paramagnētisks.
Rubidija ķīmiskās īpašības. Rb atoms viegli ziedo vienīgo ārējā apvalka elektronu (tā konfigurācija ir 5s 1). Elektronegativitāte Rubidijs 0,89, pirmais jonizācijas potenciāls 4,176 eV. Visā ķīmiskie savienojumi Rubidijs ir vienvērtīgs (oksidācijas pakāpe +1). Rubidija ķīmiskā aktivitāte ir ļoti augsta. Tas spēcīgi savienojas ar skābekli, veidojot peroksīdu Rb 2 O 2 un superoksīdu RbO 2 (ar skābekļa trūkumu veidojas oksīds Rb 2 O). Rubidijs sprādzienbīstami reaģē ar ūdeni, izdalot ūdeņradi un veidojot rubīdija hidroksīda RbOH šķīdumu. RbOH īpašības ļoti atgādina kālija hidroksīdu KOH. Rubidijs tieši savienojas ar daudziem nemetāliem; spēcīgi reaģē ar lielāko daļu skābju. Gandrīz visi rubidija sāļi labi šķīst ūdenī. Viegli šķīstošs perhlorāts RbClO 4, hlorplatināts Rb 2 un daži citi; tos izmanto Rb analītiskai noteikšanai kopā ar liesmas fotometrijas metodi, kuras pamatā ir Rb tvaiku un tā savienojumu īpašība krāsot liesmu spilgti sarkanā krāsā.
Rubidija iegūšana. Rb sāļus iegūst kā blakusproduktu Li, Mg un K sāļu ražošanā.Rubīdiju metālu iegūst, reducējot RbCl vakuumā 700-800 °C ar kalciju. Pateicoties tā augstajai reaģētspējai, rubīdijs tiek uzglabāts metāla traukos zem parafīna eļļas slāņa vai noslēgtās stikla ampulās inertā atmosfērā.
Rubidija pielietojums. Rubidiju galvenokārt izmanto fotoelementu katodu ražošanā; pievienots arī gāzizlādes argona un neona caurulēm, lai uzlabotu mirdzuma intensitāti. Dažreiz rubīdijs tiek ievadīts īpašos sakausējumos (getteros). Rubidija sāļus izmanto kā katalizatorus organiskajā sintēzē.
Rubidijs organismā. Rubīdijs pastāvīgi atrodas augu un dzīvnieku audos. Sauszemes augi satur aptuveni 0,00064% rubīdija, savukārt ūdens augi satur 2 reizes mazāk. Rubidijs uzkrājas augos, kā arī jūras anemonu, tārpu, mīkstmiešu, vēžveidīgo, adatādaiņu un zivju muskuļos un mīkstajos audos (akumulācijas koeficients 8-26). Augstākais mākslīgā radioaktīvā izotopa 86 Rb uzkrāšanās koeficients (2600) ir pīlēlei Lemna polyrrhiza, bet starp saldūdens bezmugurkaulniekiem gliemenim Galba palustris - 370. Putnu krūšu muskulatūras pelni satur 0,0112-0,0135%. Rubīdija metabolisms organismā ir vāji pētīts.
DEFINĪCIJA
Rubidijs atrodas Periodiskās sistēmas galvenās (A) apakšgrupas I grupas piektajā periodā. Apzīmējums - Rb. Rubīdijs vienkāršas vielas formā ir sudrabbalts metāls ar kristāla režģi, kura centrā ir ķermenis.
Blīvums - 1,5 g / cm3. Kušanas temperatūra 39,5 o C, viršanas temperatūra - 750 o C. Mīksta, viegli griežama ar nazi. Gaisā pašaizdegas.
Rubidija oksidācijas stāvoklis savienojumos
Rubidijs ir D.I periodiskās tabulas IA grupas elements. Mendeļejevs. Tas pieder pie sārmu metālu grupas, kuru savienojumos ir nemainīgs un pozitīvs, vienīgais iespējamais oksidācijas stāvoklis, kas vienāds ar (+1) , piemēram, 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 utt.
Rubidijs pastāv arī vienkāršas vielas - metāla veidā, un metālu oksidācijas pakāpe elementārā stāvoklī ir nulle, jo elektronu blīvuma sadalījums tajos ir vienmērīgs.
Problēmu risināšanas piemēri
1. PIEMĒRS
| Vingrinājums | Kurās sērijās visi elementi var uzrādīt oksidācijas pakāpi (-1) un (+5):
|
| Risinājums | Lai atrastu pareizo atbildi uz uzdoto jautājumu, mēs pēc kārtas pārbaudīsim katru no piedāvātajiem variantiem. a) Viss iepriekš minētais ķīmiskie elementi ir tikai viens oksidācijas stāvoklis, kas ir vienāds ar periodiskās tabulas D.I grupas numuru. Mendeļejevs, kurā tie atrodas, ar "+" zīmi. Tie. rubidija un litija oksidācijas pakāpe ir (+1), bet kalcija - (+2). Atbilde ir nepareiza. b) Fluoram ir raksturīga tikai viena oksidācijas pakāpes vērtība, kas vienāda ar (-1), tāpēc šī atbilde ir nepareiza un nav jēgas pārbaudīt atlikušos ķīmiskos elementus. c) Visi šie elementi pieder pie halogēnu grupas, un tiem raksturīgi oksidācijas pakāpes (-1), 0, (+1), (+3), (+5) un (+7), t.i. šī ir pareizā atbilde. |
| Atbilde | 3. iespēja. |