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铷的基本知识

日期: 2013-11-29
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铷 
rubidium
  元素符号Rb,银白色稀有碱金属,在元素周期表中属IA族,原子序数37,原子量85.4678,体心立方晶体,常见化合价为+1。
  1861年德国人基尔霍夫 (G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)在研究锂云母的光谱时发现在深红区有一新线,表征有一个新元素,根据拉丁文rubidus(深红色)命名。同年本生电解熔融氯化铷制得金属铷。 
  铷在地壳中很分散,至今还没有发现单纯的铷矿物。铷常在锂云母、黑云母中少量存在。锂云母中铷含量可达3.75%,是提取铷的主要矿源。光卤石中铷含量虽然不高,但储量很大。海水中含铷约0.121克/吨,很多矿泉水、盐湖卤水中也含有较多的铷。中国宜春锂云母含Rb2O 1.2~1.4%,四川自贡地下卤水也含有铷。 
  性质和用途 金属铷的熔点很低,质软,有延展性。 

铷的基本知识

 

       铷在空气中能自燃,同水甚至同温度低到-100℃的冰接触能猛烈反应,生成氢氧化铷并放出氢。天然铷由稳定同位素85Rb(占72.15%)和放射性同位素87Rb(占27.85%)组成。87Rb衰变,产生β射线和稳定同位素87Sr,半衰期5.9×1010年。上述反应常被用来确定岩石、古老矿物和陨石的年龄。 
  铷的用途和铯大致相同,但铷光电池和光阴极的灵敏度以及使用范围稍逊于铯。铷和钾、钠、铯的合金可用以除去高真空系统的残余气体。碘化铷银 (RbAg4I5)是良好的离子导体,用作固体电池电解质。铷的特征共振频率为6835兆赫,可用作时间标准。铷原子钟的特点是体积小,重量轻,需要的功率小。用铷气泡制成的磁强计,测量范围达15000~80000伽马(1伽马为10-9 特斯拉)。氧化铷可用以调整光学玻璃的密度和折射率,并可用来生产光敏玻璃和光色玻璃。硝酸铷还可用作化学钢化玻璃的熔剂,以提高玻璃的抗张强度。铸铝合金中加入0.01~1%的铷,可以改善其力学性能。熔化铜中加入0.01~0.5%的铷,用喷雾法可制得表面积大而性能好的铜粉。很多有机和无机合成中,可以用Rb2O代替K2O作助催化剂的组分。铷盐可用于制药。 
  铷与其他碱金属能制成熔点很低的液体合金,如13%Rb-87%Cs,共熔点-39℃;15%K-85%Rb,共熔点-34℃;8%Na-92%Rb,共熔点-5.2℃。铷还可以和很多非过渡金属形成化合物。 
  金属铷由于活性大,生产、使用、贮存和运输必须在严密隔绝空气的装置中进行。80℃以下可用橡胶容器;200℃以下可用玻璃、石英、黄铜、铝或陶瓷容器;700~1000℃须用软钢、不锈钢、镍合金或镍制容器。 
  美国和日本每年耗用铷及其化合物数吨。1980年金属铷的价格为662美元/公斤,铷的化合物为143~157美元/公斤。 
  铷化合物的提取 有复盐沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等多种。中国自贡从卤水回收铷采用磷钼酸铵沉淀法。卤水经熬盐、析钾后,母液含铷约2.8~3.5克/升。通入氯气使有机物或其他还原性物质氧化,再加入过量50%的磷钼酸铵粉末,常温下按下式反应: 

(NH4)3H4[P(Mo2O7)6]·xH2O+3RbCl─→


Rb3H4[P(Mo2O7)6]·xH2O↓+3NH4Cl

沉淀用0.01摩尔浓度的硝酸铵和 0.3摩尔浓度的硝酸混合溶液洗去吸附在沉淀物中的钾;再以9摩尔浓度的硝酸铵从磷钼酸铷中将铷置换出来,进入溶液;而磷钼酸铵则返回利用。将富集铷的溶液蒸干,于300~350℃焙烧,得纯度大于80%的硝酸铷,它是进一步制取铷盐的原料。   从锂云母-石灰法的提锂母液中提取铷化合物的方法是:先向富含钾、铷、铯的混合碳酸盐溶液中通入二氧化碳,使钾生成碳酸氢钾(KHCO3)沉淀。加盐酸和稍稍过剩的四氯化锡盐酸溶液,使铯生成氯锡酸铯(Cs2SnCl6)沉淀。再加入过量四氯化锡,生成氯锡酸铷(Rb2SnCl6)沉淀。也可用BAMBP(一种取代苯酚)萃取剂从碱金属碳酸盐溶液或氯化物溶液中萃取铷。
  用金属热还原法以钙还原氯化铷,用镁或碳化钙还原碳酸铷,均可制得金属铷。

 

 

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