Rubidi

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Rubidi
37Rb
criptórubidiestronci
K

Rb

Cs
Aspecte
Blanc grisós
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Rubidi, Rb, 37
Categoria d'elements Metalls alcalins
Grup, període, bloc 15, s
Pes atòmic estàndard 85,4678(3)
Configuració electrònica [Kr] 5s1
2, 8, 18, 8, 1
Configuració electrònica de Rubidi
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
1,532 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
1,46 g·cm−3
Punt de fusió 312,46 K, 39,31 °C
Punt d'ebullició 961 K, 688 °C
Punt crític (extrapolat) 2.093 K, 16 MPa
Entalpia de fusió 2,19 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 75,77 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 31,060 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 434 486 552 641 769 958
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 1
(òxid bàsic fort)
Electronegativitat 0,82 (escala de Pauling)
Energies d'ionització 1a: 403 kJ·mol−1
2a: 2.632,1 kJ·mol−1
3a: 3.859,4 kJ·mol−1
Radi atòmic 248 pm
Radi covalent 220±9 pm
Radi de Van der Waals 303 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Cúbica centrada en la cara
Rubidi té una estructura cristal·lina cúbica centrada en la cara
Ordenació magnètica Paramagnètic[1]
Resistivitat elèctrica (20 °C) 128 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 58,2 W·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima) (20 °C) 1.300 m·s−1
Mòdul d'elasticitat 2,4 GPa
Mòdul de compressibilitat 2,5 GPa
Duresa de Mohs 0,3
Duresa de Brinell 0,216 MPa
Nombre CAS 7440-17-7
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del rubidi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
83Rb sin 86,2 d ε - 83Kr
γ 0,52
0,53

0,55
-
84Rb sin 32,9 d ε - 84Kr
β+ 1,66
0,78
84Kr
γ 0,881 -
β 0,892 84Sr
85Rb 72,168% 85Rb és estable amb 48 neutrons
86Rb sin 18,65 d β 1,775 86Sr
γ 1,0767 -
87Rb 27,835% 4,88×1010 a β 0,283 87Sr

El rubidi és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és el Rb i el seu nombre atòmic és 37. El rubidi, és un element metàl·lic tou, blanc platejat, del grup dels metalls alcalins. L'isòtop Rb-87 és un isòtop natural del rubidi, lleugerament radioactiu. El rubidi és altament reactiu, amb propietats similars als altres elements del grup 1, com encendre's espontàniament en presència d'aire

Característiques principals[modifica | modifica el codi]

El rubidi és un metall alcalí tou, de color platejat blanc brillant que s'entela ràpidament en aire, molt reactiu (és el segon element alcalí més electropositiu) i pot trobar-se líquid a temperatura ambient. Igual com els altres elements del grup 1 pot cremar espontàniament en presència d'aire amb flama de color violeta groguenc, reacciona violentament amb l'aigua desprenent hidrogen i forma amalgames amb mercuri. Pot formar aliatges amb or, els altres metalls alcalins, i alcalinoterris, antimoni i bismut.

Igual que els altres metalls alcalins presenta un únic estat d'oxidació (+1) i reacciona amb diòxid de carboni, hidrogen, nitrogen, sofre i halògens. Amb l'oxigen forma almenys quatre òxids: Rb2O, Rb2O2, Rb2O3, RbO2.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

El rubidi es pot ionitzar amb facilitat pel que s'ha estudiat el seu ús en motors iònics per a naus espacials, encara que xenó i el cesi han demostrat una major eficàcia per a aquest propòsit. S'utilitza principalment en la fabricació de vidres especials per a sistemes de telecomunicacions de fibra òptica i equips de visió nocturna.

Altres usos són:

En moltes aplicacions pot substituir-se pel cesi (o el compost de cesi corresponent) per la seva semblança química.

Història[modifica | modifica el codi]

El rubidi (del llatí rubĭdus, vermell) va ser descobert el 1861 per Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff en la lepidolita utilitzant un espectroscopi (inventat un any abans) en detectar les dues ratlles vermelles característiques de l'espectre d'emissió d'aquest element i que són la raó del seu nom. Són poques les aplicacions industrials d'aquest element que el 1920 va començar a usar-se en cèl·lules fotoelèctriques havent-se usat sobretot en activitats d'investigació i desenvolupament, especialment en aplicacions químiques i electròniques.

Abundància i obtenció[modifica | modifica el codi]

Malgrat no ser un element gaire abundant en l'escorça terrestre, car es troba entre els 56 elements que engloben conjuntament un 0,05% del pes de la mateixa, no pot considerar-se escàs. Representant de l'ordre de 78 ppm en pes, és el 23è element més abundant i el 16è dels metalls superant a altres metalls comuns com el coure, el plom i el zinc dels que s'extreuen milers de tones anuals, una quantitat molt gran, comparat amb les aproximadament tres tones anuals del rubidi.

És a més 30 vegades més abundant que el cesi i 4 que el liti metalls de l'obtenció dels quals s'extreu com a subproducte. La raó de tal disparitat rau que no es coneixen minerals en els quals el rubidi sigui l'element predominant i que el seu radi iònic és molt similar al del potassi (2000 vegades més abundant) substituint-lo, en ínfimes quantitats, en les seves espècies minerals on apareix com a impuresa.

Es troba en diversos minerals com leucita, pol·lucita i zinnwaldita. La lepidolita conté un 1,5% de rubidi (pot superar a vegades el 3,15%) i és d'on s'obté el metall majoritàriament; també altres minerals de potassi i clorur de potassi contenen quantitats significatives de rubidi com per a permetre la seva extracció rendible, així com els dipòsits de pol·lucita (que poden contenir fins a un 1,35% de Rb) entre els quals destaquen els del llac Bernic a Manitoba (Canadà).

El metall s'obté, entre altres mètodes, reduint el clorur de rubidi amb calci en buit, o escalfant el seu hidròxid amb magnesi en corrent d'hidrogen. Petites quantitats poden obtenir-se escalfant els seus composts amb clor barrejats amb òxid de bari en buit. La puresa del metall comercialitzat varia entre 99 i 99,8%.

Isòtops[modifica | modifica el codi]

Es coneixen 24 isòtops de rubidi, trobant-se'n en la natura tan sols dos, el Rb-85 i el radioactiu Rb-87. Les mescles normals de rubidi són lleugerament radioactives.

L'isòtop Rb-87, que té una vida mitjana de 4,75E10 anys, s'ha usat molt per a la datació radiomètrica de roques. El Rb-87 decau a Sr-87 estable emetent una partícula beta negativa. Durant la cristal·lització fraccionada, l'estronci tendeix a concentrar-se en la plagioclasa quedant el rubidi en la fase líquida, de manera que el rati Rb/Sr al magma residual s'incrementa al llarg del temps. Els majors ratis, de 10 o més, es troben en les pegmatites. Si la quantitat inicial d'estronci és coneguda o pot extrapolar-se, mesurant les concentracions de Rb i Sr i el quocient Sr-87/Sr-86 pot determinar-se l'edat de la roca. Evidentment l'edat mesurada serà la de la roca si aquesta no ha sofert alteracions després de la seva formació.

La freqüència de ressonància de l'àtom de Rb-87 s'usa com a referència en normes i oscil·ladors utilitzats en transmissors de ràdio i televisió, en la sincronització de xarxes de telecomunicació i en la navegació i comunicació via satèl·lit. L'isòtop s'empra a més en la construcció de rellotges atòmics.

L'isòtop Rb-82 s'utilitza en l'obtenció d'imatges del cor mitjançant tomografia per emissió de positrons. A causa de seu curta vida mitja (1,273 minuts) se sintetitza, abans de la seva administració, a partir d'estronci-82 ja que amb tan sols un dia es desintegra pràcticament per complet.

Precaucions[modifica | modifica el codi]

El rubidi reacciona violentament amb l'aigua podent provocar la inflamació de l'hidrogen després en la reacció:

2 Rb + 2 H2O → 2 Rb(OH) + H2

Per assegurar la puresa del metall i la seguretat en la seva manipulació s'emmagatzema en oli mineral sec, en buit o en atmosfera inert.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, a Handbook of Chemistry and Physics, 81a edició, CRC press.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]