
RubÃdio
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RubÃdio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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37 Rb | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Aparência | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
branco cinzento ![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriedades gerais | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nome, sÃmbolo, número | rubÃdio, Rb, 37 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pronúncia | / r ʉ b ɪ d Eu ə m / BID roo- -ee-əm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Categoria elemento | metal alcalino | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo, perÃodo, bloco | (1) metais alcalinos , 5, s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Peso atômico padrão | 85,4678 (3) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuração eletrônica | [ Cr ] 5s 1 2, 8, 18, 8, 1 ![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
História | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Descoberta | Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff (1861) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primeiro isolamento | George de Hevesy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriedades fÃsicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fase | sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidade (perto RT) | 1.532 g cm -3 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
LÃquido densidade no pf | 1,46 g cm -3 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ponto de fusão | 312,46 K , 39.31 ° C, 102,76 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ponto de ebulição | 961 K, 688 ° C, 1270 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ponto crÃtico | (Extrapolada) 2093 K, 16 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de fusão | 2.19 kJ mol -1 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de vaporização | 75,77 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Capacidade calorÃfica molar | 31,060 J · · mol -1 K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pressão de vapor | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Propriedades atômicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estados de oxidação | 1 (Fortemente óxido de base) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eletronegatividade | 0,82 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energias de ionização | 1º: 403 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2: 2632,1 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3: 3859,4 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raio atômico | 248 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
O raio de covalência | 220 ± 21:00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals raio | 303 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Miscelânea | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A estrutura de cristal | cúbica de corpo centrado ![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ordenamento magnético | paramagnético | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Resistividade elétrica | (20 ° C) 128 Nco · m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Condutividade térmica | 58,2 W · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Velocidade do som (haste fina) | (20 ° C) 1.300 m · s -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
O módulo de Young | 2.4 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massa de módulo | 2,5 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dureza de Mohs | 0,3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dureza Brinell | 0,216 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Número de registo CAS | 7440-17-7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A maioria dos isótopos estáveis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ver artigo principal: Isótopos de rubÃdio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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RubÃdio é um elemento quÃmico com o sÃmbolo Rb e número atômico 37. RubÃdio é um pano macio, branco-prateado metálico elemento do metal alcalino do grupo, com uma massa atômica de 85,4678. RubÃdio elementar é altamente reactivo, com propriedades semelhantes à s de outros elementos do Grupo 1 , tal como muito rápido oxidação em ar . RubÃdio tem apenas um isótopo estável, 85 Rb, com o isótopo 87 Rb, que compõe quase 28% de rubÃdio que ocorre naturalmente, sendo ligeiramente radioativo com uma meia-vida de 49.000 milhões anos-mais de três vezes mais do que o estimado idade do universo .
QuÃmicos alemães Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff descobriu rubÃdio em 1861 pelo método recém-desenvolvido de espectroscopia de chama.
Compostos de rubÃdio têm várias aplicações quÃmicas e eletrônicas. RubÃdio metal é facilmente vaporizado e tem uma conveniente gama absorção espectral, tornando-se um alvo freqüente de laser de manipulação de átomos .
RubÃdio não é conhecido por ser necessário para quaisquer organismos vivos . No entanto, como césio , rubÃdio iões são tratadas pelos organismos vivos de uma forma semelhante à de potássio iões, sendo feita activamente-se por plantas e por células de animais .
CaracterÃsticas
RubÃdio é muito macio, dúctil, metal branco-prateado. É o segundo mais electropositiva de metais alcalinos não radioactivos e derrete a uma temperatura de 39,3 ° C (102,7 ° F). Semelhante a outros metais alcalinos, rubÃdio metálico reage violentamente com a água, forma amálgamas com mercúrio e ligas com ouro , ferro , de césio , de sódio , e de potássio , mas não de lÃtio (apesar do facto de rubÃdio e lÃtio estão no mesmo grupo). Tal como acontece com potássio (que é um pouco menos reactivo) e de césio (que é ligeiramente mais reactivo), reacção de rubÃdio com água é geralmente suficientemente vigorosa para inflamar o hidrogénio gás que liberta. RubÃdio, também tem sido relatado para inflamar espontaneamente no ar. RubÃdio tem uma energia de ionização muito baixo de apenas 406 kJ / mol. RubÃdio e potássio mostram uma cor púrpura muito semelhante no teste de chama, o que torna os métodos de espectroscopia necessário distinguir os dois elementos.
Compostos


Cloreto de rubÃdio (RbCl) é provavelmente o composto rubÃdio mais utilizado; é utilizado em bioquÃmica para induzir as células a tomar-se DNA , e como biomarcador, uma vez que é prontamente levado para substituir potássio, e ocorre apenas em pequenas quantidades em organismos vivos. Outros compostos de rubÃdio comuns são o corrosivo hidróxido de rubÃdio (RbOH), o material de partida para a maioria dos processos quÃmicos à base de rubÃdio; carbonato de rubÃdio (Rb 2 CO 3), que é utilizado em alguns vidros ópticos, e sulfato de cobre rubÃdio, Rb 2 SO 4 · CuSO4 · 6H 2 O. Iodeto de rubÃdio de prata (I RbAg 4 5) tem o mais alto temperatura ambiente condutividade de qualquer conhecida cristal iónico, uma propriedade que está sendo explorada no filme fino baterias e outras aplicações.
RubÃdio tem um número de óxidos, incluindo o monóxido de rubÃdio (Rb 2 O) a, R b e R 6 O 9 O 2, que formam se rubÃdio metal é exposta ao ar; rubÃdio em excesso de oxigénio dá o superóxido RBO 2. RubÃdio forma sais com halogenetos, fazendo fluoreto de rubÃdio, cloreto de rubÃdio, brometo de rubÃdio, e iodeto de rubÃdio.
Isótopos
Apesar de rubÃdio é monoisotópico, que ocorre naturalmente rubÃdio é composto por dois isótopos: o 85 Rb estável (72,2%) eo 87 Rb radioactivos (27,8%). RubÃdio Natural é radioativo com actividade especÃfica de cerca de 670 Bq / g, suficiente para expor um significativamente filme fotográfico em 110 dias. Além de 85 Rb e 87 Rb, outros 24 isótopos ou rubÃdio produzidos sinteticamente são conhecidos, com tempos de meia de menos de 3 meses; a maioria destes são altamente radioativo e tem alguns usos.
RubÃdio-87 tem uma meia-vida de 48,8 x 10 9 anos, o que é mais do que três vezes a idade do universo de 13,75 ± 0,11 x 10 9 anos, tornando-o um nuclide primordial. Ele prontamente substitui potássio em minerais , e é, portanto, bastante difundida. Rb tem sido utilizado extensivamente em datar rochas; 87 Rb decai para estável 87 Sr pela emissão de um negativo partÃcula beta. Durante cristalização fraccionada, Sr tende a concentrar-se em plagioclase, deixando Rb na fase lÃquida. DaÃ, a razão Rb / Sr residual no magma pode aumentar ao longo do tempo, resultando em rochas com elevados rácios de RB / Sr devido a progredir diferenciação. As maiores proporções (10 ou mais) ocorrem em pegmatitos. Se a quantidade inicial de Sr é conhecido ou pode ser extrapolada, em seguida, a idade pode ser determinada por medição do Rb e concentrações de Sr e da razão Sr 87 Sr / 86. As datas indicar a verdadeira idade dos minerais somente se as rochas não têm sido alterados posteriormente (ver namoro rubÃdio-estrôncio).
RubÃdio-82, um dos isótopos não-naturais do elemento, é produzido pela captura de electrões decadência da estrôncio-82 com uma semi-vida de 25,36 dias. A decomposição subsequente do rubÃdio-82 com uma semi-vida de 76 segundos para estável krypton-82 acontece por emissão de pósitrons.
Ocorrência
RubÃdio é o vigésimo terceiro elemento mais abundante na crosta da Terra, cerca de tão abundante como zinco e bastante mais comum do que o cobre . Ocorre naturalmente nos minerais leucite, pollucite, carnalite, e zinnwaldita, que contém até 1% do seu óxido. Lepidolite contém entre 0,3% e 3,5% de rubÃdio, e é a fonte comercial do elemento. Alguns potássio e minerais cloretos de potássio também conter o elemento em quantidades comercialmente significativas.
A água do mar contém uma média de 125 ug / L de rubÃdio em comparação com o valor muito mais elevado de potássio de 408 mg / L e o valor muito mais baixo de 0,3 ug / L para césio
Devido à sua grande raio iónico, rubÃdio é um dos " elementos incompatÃveis ". Durante cristalização do magma, rubÃdio é concentrado em conjunto com o seu análogo de césio mais pesado na fase lÃquida e cristaliza passado. Portanto, os maiores depósitos de rubÃdio e césio são zona corpos de minério pegmatite formadas por este processo de enriquecimento. Como substitutos de rubÃdio de potássio na cristalização do magma, o enriquecimento é muito menos eficaz do que no caso de césio. Corpos de minério pegmatite zona contendo quantidades lavráveis de césio como pollucite ou os minerais de lÃtio lepidolita também são uma fonte para rubÃdio como um subproduto.
Duas fontes notáveis de rubÃdio são os ricos depósitos de pollucite em Bernic Lake, Manitoba, Canadá , eo rubicline ((Rb, K) AlSi 3 O 8) encontrados como impurezas em pollucite sobre o italiano ilha de Elba, com um teor de 17,5% de rubÃdio. Ambos estes depósitos são também fontes de césio .
Produção
Embora rubÃdio é mais abundante na crosta terrestre de césio, as aplicações limitadas e à falta de um mineral rico em rubÃdio limita a produção de compostos de rubÃdio a 2-4 toneladas por ano. Vários métodos estão disponÃveis para a separação de potássio, rubÃdio, e césio. O cristalização fraccionada de um rubÃdio e césio alúmen (Cs, Rb) Al (SO 4) 2 · 12H 2 O rendimento depois de 30 passos subsequentes puro alúmen rubÃdio. Dois outros métodos são relatados, o processo e o processo chlorostannate ferrocianeto.
Durante vários anos na década de 1950 e 1960, um subproduto da produção de potássio chamado Alkarb era uma fonte principal de rubÃdio. Alkarb continha 21% de rubÃdio, sendo o restante de potássio e uma pequena fracção de césio. Hoje os maiores produtores de césio, como o Tanco Mine, Manitoba, Canadá, produzir rubÃdio como subproduto da pollucite.


História


RubÃdio foi descoberto em 1861 por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff, em Heidelberg, na Alemanha, no mineral Lepidolite através da utilização de um espectroscópio. Devido à s linhas vermelhas brilhantes do seu espectro de emissão, eles escolheram um nome derivado do latim palavra rubidus, que significa "vermelho escuro".
RubÃdio está presente como um componente menor no lepidolita. Kirchhoff e Bunsen processadas 150 kg de uma lepidolite contendo apenas 0,24% de óxido de rubÃdio (Rb 2 O). Ambos os de potássio e formar sais insolúveis com rubÃdio ácido cloroplatÃnico, mas estes sais mostram uma ligeira diferença na solubilidade em água quente. Portanto, o rubÃdio menos solúvel hexacloroplatinato (Rb 2 PtCl 6) pode ser obtido pela cristalização fraccionada. Após redução do hexacloroplatinato com hidrogénio . Este processo rendeu 0,51 g de cloreto de rubÃdio para estudos posteriores. O primeiro isolamento em larga escala de compostos de césio e rubÃdio, realizada a partir de 44 mil litros de água mineral por Bunsen e Kirchhoff, rendeu, além de 7,3 gramas de cloreto de césio, também 9,2 gramas de cloreto de rubÃdio. RubÃdio foi o segundo elemento, logo após de césio, de ser descoberto espectroscopicamente , apenas um ano após a invenção do espectroscópio por Bunsen e Kirchhoff.
Os dois cientistas utilizado o cloreto de rubÃdio assim obtido para estimar o peso atômico do novo elemento como 85,36 (o valor aceito atualmente é 85,47). Eles tentaram gerar rubÃdio elemental por eletrólise de cloreto de rubÃdio fundido, mas em vez de um metal, eles obtiveram uma substância homogênea azul, que "nem sob a olho nu nem sob o microscópio mostrou o menor traço de substância metálica." AtribuÃram-lo como um subchloride (Rb 2 Cl); contudo, o produto era provavelmente um mistura coloidal de o cloreto de metal e rubÃdio. Numa segunda tentativa para produzir rubÃdio metálico, de Bunsen era capaz de reduzir o rubÃdio carbonizada por aquecimento tartarato de rubÃdio. Embora o rubÃdio foi destilada pirofórico, foi possÃvel determinar a densidade e o ponto de fusão de rubÃdio. A qualidade da pesquisa feita na década de 1860 pode ser avaliada pelo fato de que sua determinada densidade difere menos de 0,1 g / cm 3 eo ponto de fusão por menos de 1 ° C a partir dos valores atualmente aceitos.
A ligeira radioatividade de rubÃdio foi descoberto em 1908, mas antes que a teoria de isótopos foi criada na década de 1910 ea atividade baixa devido à meia-vida longa de acima de 10 10 anos fez interpretação complicado. A decadência agora comprovada de 87 Rb para estável 87 Sr através decaimento beta ainda estava em discussão no final de 1940.
RubÃdio tinha valor industrial mÃnima antes da década de 1920. Desde então, o uso mais importante de rubÃdio tem sido na pesquisa e desenvolvimento, principalmente em aplicações de produtos quÃmicos e eletrônicos. Em 1995, foi utilizado o rubÃdio-87 para produzir um Condensado de Bose-Einstein, para que os descobridores, Eric Allin Cornell, Carl Wieman e Edwin Wolfgang Ketterle, ganhou o 2001 Prêmio Nobel de FÃsica .
Aplicações


Compostos de rubÃdio são por vezes usados em fogos de artifÃcio para dar-lhes uma cor roxa. RubÃdio, também tem sido considerada para utilização numa gerador termoeléctrico usando o princÃpio magneto, onde iões rubÃdio são formados por calor a alta temperatura e passados através de um campo magnético. Estes conduta eletricidade e agir como um armadura de um gerador gerando assim um corrente elétrica. RubÃdio, particularmente vaporizado 87 Rb, é uma das espécies atómicas mais comumente utilizados para empregues arrefecimento a laser e Condensação de Bose-Einstein. Suas caracterÃsticas desejáveis para esta aplicação incluem a pronta disponibilidade de barato diodo laser no relevante comprimento de onda, e as temperaturas moderadas necessárias para obter as pressões de vapor substancial.
RubÃdio foi usado para polarizar 3 Ele, produzindo volumes de gás magnetizado 3 Ele, com os spins nucleares alinhadas em direção a uma determinada direção no espaço, ao invés de aleatoriamente.
Vapor de rubÃdio é opticamente bombeado por um laser eo Rb polariza polarizado 3 Ele através da interação hiperfina.
Tal células 3, ele spin-polarizada estão se tornando popular para medidas de polarização de nêutrons e para a produção de feixes de neutrões polarizadas para outros fins.
O elemento de ressonância em relógios atômicos utiliza o estrutura hiperfina de nÃveis de energia de rubÃdio, tornando rubÃdio útil para o sincronismo de alta precisão, e é usado como o principal componente das referências de frequência secundárias (osciladores de rubÃdio) para manter a precisão de freqüência em transmissores site de celulares e outros eletrônicos de transmissão, redes e equipamentos de teste. Estes padrões de rubÃdio são muitas vezes utilizados com GPS para produzir um "padrão de frequência primária", que tem uma maior precisão e é menos caro do que os padrões de césio. Tais padrões de rubÃdio são muitas vezes produzidos em massa para a telecomunicação indústria.
Outros usos potenciais ou atuais de rubÃdio incluem um fluido de trabalho em turbinas de vapor, como um getter em tubos de vácuo, e como um componente fotocélula. RubÃdio também é usado como um ingrediente em tipos especiais de vidro, na produção de superóxido por queima em oxigénio , no estudo de potássio canais iônicos em biologia, e como o vapor para fazer atômica magnetômetros. Em particular, 87 Rb está actualmente a ser usado, com outros metais alcalinos, no desenvolvimento de troca de spin-livre relaxamento (servo) magnetômetros.
RubÃdio-82 é utilizado para A tomografia por emissão de pósitrons. RubÃdio é muito semelhante ao de potássio e, por conseguinte, o tecido com alto teor de potássio também irá acumular o rubÃdio radioactivos. Uma das principais utilizações é em cintilografia de perfusão miocárdica. A meia-vida muito curta de 76 segundo faz com que seja necessário para produzir o rubÃdio-82 da deterioração da estrôncio-82 próximo do paciente. Como resultado das mudanças no barreira hemato-encefálica em tumores cerebrais, rubÃdio recolhe mais em tumores cerebrais do que o tecido cerebral normal, permitindo a utilização de radioisótopos de rubÃdio-82 na medicina nuclear para localizar e tumores cerebrais imagem.
RubÃdio foi testado para a influência sobre a psicose manÃaco-depressiva e depressão. Pacientes em diálise que sofrem de depressão apresentam uma depleção em rubÃdio e, portanto, um suplemento pode ajudar durante a depressão. Em alguns ensaios, o rubÃdio foi administrado como cloreto de rubÃdio com até 720 mg por dia durante 60 dias.
Precauções e efeitos biológicos
RubÃdio reage violentamente com a água e pode causar incêndios. Para garantir a segurança e pureza, este metal é normalmente mantida sob uma seca óleo mineral ou selados em ampolas de vidro sob uma atmosfera inerte. Formas de rubÃdio peróxidos sobre a exposição, mesmo a pequena quantidade de difusão de ar no óleo, e é, portanto, sujeitas a precauções peróxido semelhantes como o armazenamento de materiais metálicos de potássio .
RubÃdio, como sódio e potássio, quase sempre tem um estado de oxidação quando dissolvido em água, incluindo a sua presença em todos os sistemas biológicos. O corpo humano tende a tratar iões Rb +, como se fossem iões de potássio, e, por conseguinte, concentra-se no corpo de rubÃdio de fluido intracelular (ou seja, no interior das células). Os iões não são particularmente tóxicos; uma pessoa de 70 quilos contém em média 0,36 g de rubÃdio, e um aumento neste valor de 50 a 100 vezes não revelaram efeitos negativos nas pessoas de teste. O meia-vida biológica de rubÃdio foi medida em seres humanos como 31-46 dias. Embora uma substituição parcial de potássio por rubÃdio é possÃvel, ratos com mais de 50% do seu potássio substituÃdo no tecido muscular morreu.