| Рубидий |
|
| Рубидий | ||||||
| Автор Administrator | ||||||
| 04.09.2008 г. | ||||||
Страница 1 из 4  С первого взгляда
рубидийне производит особого впечатления. Правда, его демонстрируют не на черном бархате, а в запаянной и предварительно вакуумиро-ванной стеклянной ампуле. Своим внешним видом - блестящей серебристо-белой поверхностью этот щелочной металл напоминает большинство других металлов. Однако при более близком знакомстве выявляется ряд присущих ему необычайных, подчас уникальных особенностей.Так, стоит лишь несколько минут подержать в руках ампулу с рубидием, как он превращается в полужидкую массу - ведь температура плавления рубидия всего 39° С. Атомный вес рубидия средний между атомными весами меди и серебра, но его свойства резко отличны от свойств металлов-«соседей». Впрочем, этого следовало ожидать, если учесть местоположение рубидия в периодической системе. Преждевсего он легок (удельный вес равен 1,5) и плохо проводит электрический ток. Но самое примечательное - это его исключительная химическая активность. В вакууме рубидий хранят не зря - на воздухе он моментально воспламеняется. При этом образуются соединения с высоким содержанием кислорода — перекиси и надперекиси рубидия. Не менее жадно (с воспламенением) соединяется он с хлором и другими галогенами, а с серой и фосфором — даже со взрывом. Вообще рубидий вступает в реакцию почти со всеми элементами; в литературе описаны его соединения с Водородом и азотом (гидриды и нитриды), с бором и кремнием (бориды и силициды), с золотом, кадмием и ртутью (ауриды, кадмиды, меркуриды) и многие другие. При обычной температуре рубидий разлагает воду столь бурно, что выделяюпщйся водород тут же воспламеняется. При 300° С его пары разрушают стекло, вытесняя кремний. Известно, что многие металлы обладают фотоэлектрическими свойствами. Свет, попадающий на катоды, изготовленные из этих металлов, возбуждает в цепи электрический ток. Но если в случае платины, например, для этого требуются лучи с очень малой длиной волны, то У рубидия, напротив, фотоэффект наступает под действием наиболее длинных волн видимого спектра — красных. Это значит, что для возбуждения тока в рубидиевом фотоэлементе требуются меньшие затраты энергии. В этом отношении рубидий уступает только цезию, который чувствителен даже к невидимым инфракрасным лучам. Исключительно высокая активность рубидия проявляется и в том, что один из его изотопов — 87Rb (а на его долю приходится 27,85% природных запасов рубидия) — радиоактивен: он самопроизвольно испускает электроны (бета-лучи) и превращается в изотоп стронция с периодом полураспада в 50—60 миллиардов лет. Около 1% стронция образовалось на Земле именно этим путем, и если определить соотношение изотопов стронция и рубидия с атомным весом 87 в какой-либо горной породе, то можно с большой точностью вычислить ее возраст. Такой метод пригоден применительно к наиболее древним породам и минералам. С его помощью установлено, например, что самые старые скалы американского континента возникли 2100 миллионов лет тому назад. Как видите, у этого внешне непритязательного серебристого-белого металла есть немало интересных свойств. Почему же его называют красным? Ведь rubidus по-латыни — красный. Это красивое имя было дано элементу № 37 его первооткрывателями Кирхгофом и Бунзеном. Сто с лишним лет назад, изучая с помощью спектроскопа различные минералы, они заметили, что один из образцов лепидолита, присланный из Розены (Саксония), дает особые линии в темно-красной области спектра. Эти линии не встречались в спектрах ни одного известного вещества. Вскоре аналогичные темно-красные линии были обнаружены в спектре осадка, полученного после испарения целебных вод из минеральных источников Шварцвальда. Естественно было предположить, что они принадлежат какому-то новому, до того неизвестному элементу. Так в 1861 году был открыт рубидий. Но содержание его в опробованных образцах было ничтожным, и, чтобы извлечь мало-мальски ощутимые количества, Бунзену пришлось выпарить свыше 40 кубометров минеральных вод. Из упаренного раствора он осадил смесь хлоропла-тннатов калия, рубидия и цезия. Для отделения рубидия от его ближайших родственников (и особенно от большого избытка калия) ученый подверг осадок многократной фракционированной кристаллизации и получил из наименее растворимой фракции хлориды рубидия и цезия. Бунзен перевел их затем в карбонаты и тар-траты (соли винной кислоты), что позволило еще лучше очистить рубидий и освободить его от основной массы цезия. Огромный труд и незаурядная изобретательность принесли свои плоды: Бунзену удалось разрешить весьма сложный вопрос и получить не только отдельные соли рубидия, но и сам элемент. Металлический рубидий был впервые получен при восстановлении сажей кислого тартрата. В настоящее время наилучший способ извлечения рубидия — восстановление его хлорида металлическим кальцием. Реакцию ведут в железной пробирке, помещенной в трубчатый кварцевый прибор. В вакууме при 700—800° С рубидий отдает кальцию свой хлор, а сам возгоняется. Его пары собираются в специальном отростке прибора; там они охлаждаются, после чего весь отросток с заключенным в нем рубидием отпаивают. После повторной перегонки в вакууме при 365° С можно получить металлический рубидий высокой степени чистоты. Сколько рубидия на земном шаре и где он встречается? По различным данным, общее содержание рубидия в зем1-ной коре колеблется в пределах от 0,0034 до 0,008%, т. е. его в сотни раз меньше, чем натрия или калия. Впрочем, это не так уже мало, если вспомнить, что на долю такого распространенного металла, как олово, приходится всего 0,004%, а свинца и того меньше — 0,0016% веса земной коры. Но выделить рубидий значительно сложнее, чем олово или свинец, и дело не только в большой химической активности элемента № 37. Беда в том, что рубидий не образует скоплений, у него нет своих собственных минералов. Он крайне рассеян и встречается вместе с другими щелочными металлами, всегда сопутствуя калию. Рубидий обнаружен в очень многих горных породах и минералах, но его концентрация там крайне низка. Только лепидолиты содержат несколько больше RbaO, иногда 0,2%, а изредка и до 1—3%. Соли рубидия растворены в воде морей, океанов и озер. Концентрация их н здесь очень невелика, в среднем порядка 100 микрограммов * на литр. Значит, в мировом океане рубидия в сотни раз меньше, чем в земной коре. Впрочем в отдельных случаях содержание рубидия в воде выше-в Одесских лиманах оно оказалось равным 670 мкг/л а в Каспийском море — 5700 мкг/л. Повышенное содержание рубидия обнаружено и в некоторых минеральных источниках Бразилии. Рубидий найден в морских водорослях, в чае, кофе, в сахарном тростнике и табаке: в золе табачных листьев оказалось до 0,004% рубидия (а калия в них в 1000 раз больше). Из морской воды рубидий перешел в калийные соляные отложения, главным образом в карналлиты. В стас-сфуртских и Соликамских карналлитах содержание рубидия колеблется в пределах от 0,037 до 0,15%. Минерал карналлит — сложное химическое соединение, образованное хлоридами калия и магния с водой; его формула -КСl • MgGl2 • 6H20. Рубидий дает соль аналогичного состава RbCl • MgCl2. 6Н2О, причем обе соли — калиевая и рубидиевая — имеют одинаковое строение ¦ образуют непрерывный ряд твердых растворов, кристаллизуясь совместно. Карналлит хорошо растворим в воде, коатому «вскрытие» минерала не представляет большого труда. Сейчас разработаны и описаны в литературе вполне рациональные и экономические методы извлечения рубидия из карналлитов, попутно с другими элементами. Мощные залежи карналлита, несомненно, один из наиболее перспективных источников рубидиевого сырья. Хотя концентрация рубидия здесь и невелика, но общие запасы солей таковы, что количество рубидия измеряется миллионами тонн. |
||||||
| Последнее обновление ( 08.09.2008 г. ) | ||||||