Rubidium (Deutsch)

Rubidium wurde 1861 von den deutschen Wissenschaftlern Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff spektroskopisch entdeckt und nach den beiden markanten roten Linien seines Spektrums benannt. Rubidium und Cäsium kommen in der Natur häufig zusammen vor., Rubidium ist jedoch weiter verstreut und bildet selten ein natürliches Mineral; Es wird nur als Verunreinigung in anderen Mineralien gefunden, deren Gehalt bis zu 5 Prozent in Mineralien wie Lepidolit, Pollucit und Carnallit beträgt. Es wurden auch Soleproben analysiert, die bis zu 6 Teile pro Million Rubidium enthalten.

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Im kommerziellen Hauptverfahren der Rubidiumherstellung werden kleine Mengen Rubidium aus der Mischung von Alkalimetallcarbonaten gewonnen, die nach der Extraktion von Lithiumsalzen aus Lepidolit verbleiben. In erster Linie ein Kaliumcarbonat, enthält dieses Nebenprodukt auch etwa 23 Prozent Rubidium und 3 Prozent Cäsiumcarbonate.,

Die Hauptschwierigkeit bei der Herstellung von reinem Rubidium besteht darin, dass es in der Natur immer zusammen mit Cäsium vorkommt und auch mit anderen Alkalimetallen vermischt wird. Da diese Elemente chemisch sehr ähnlich sind, stellte ihre Trennung zahlreiche Probleme vor dem Aufkommen von Ionenaustauschmethoden und ionenspezifischen Komplexbildnern wie Kronenethern dar. Sobald reine Salze hergestellt sind, ist es eine einfache Aufgabe, sie in das freie Metall umzuwandeln., Dies kann durch Elektrolyse des geschmolzenen Cyanids oder durch Reduktion mit Calcium oder Natrium gefolgt von fraktionierter Destillation erfolgen.

Rubidium ist schwer zu handhaben, da es sich spontan in der Luft entzündet und heftig mit Wasser reagiert, um eine Lösung aus Rubidiumhydroxid (RbOH) und Wasserstoff zu erhalten, die in Flammen aufgeht; Rubidium wird daher in trockenem Mineralöl oder einer Atmosphäre von Wasserstoff gehalten., Wenn eine Metallprobe eine ausreichend große Oberfläche hat, kann sie zu Superoxiden brennen. Rubidium-Superoxid (RbO2) ist ein gelbes Pulver. Rubidiumperoxide (Rb2O2) können durch Oxidation des Metalls mit der erforderlichen Sauerstoffmenge gebildet werden. Rubidium bildet zwei weitere Oxide (Rb2O und Rb2O3).

Es wird in photoelektrischen Zellen und als „Getter“ in Elektronenröhren verwendet, um die Spuren versiegelter Gase abzufangen. Rubidium-Atomuhren oder Frequenzstandards wurden konstruiert, aber sie sind nicht so präzise wie Cäsium-Atomuhren., Abgesehen von diesen Anwendungen hat Rubidiummetall jedoch nur wenige kommerzielle Anwendungen und ist von sehr geringer wirtschaftlicher Bedeutung. Hohe Preise und ein unsicheres und begrenztes Angebot entmutigen die Entwicklung kommerzieller Nutzungen.

Natürliches Rubidium macht etwa 0,01 Prozent der Erdkruste aus; es existiert als Mischung aus zwei Isotopen: Rubidium-85 (72,15 Prozent) und dem radioaktiven Rubidium-87 (27,85 Prozent), das Betastrahlen mit einer Halbwertszeit von etwa 6 × 1011 Jahren emittiert. Eine große Anzahl radioaktiver Isotope wurde künstlich hergestellt, von Rubidium-79 bis Rubidium-95., Eine Schätzung des Alters des Sonnensystems als 4,6 Milliarden Jahre basiert auf dem Verhältnis von Rubidium-87 zu Strontium-87 in einem steinigen Meteoriten. Rubidium verliert leicht sein einzelnes Valenzelektron, aber kein anderes, was seine Oxidationszahl von +1 ausmacht, obwohl mehrere Verbindungen, die das Anion Rb-enthalten, synthetisiert wurden.

Rubidium und Cäsium sind in allen Anteilen mischbar und weisen eine vollständige feste Löslichkeit auf; ein Schmelzpunktmindestwert von 9 °C ist erreicht. Rubidium bildet eine Reihe von Quecksilberamalgamen., Aufgrund des erhöhten spezifischen Rubidiumvolumens besteht im Vergleich zu den leichteren Alkalimetallen eine geringere Tendenz zur Bildung von Legiersystemen mit anderen Metallen.