- Rubidium
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Eigenschaften Allgemein Name, Symbol, Ordnungszahl Rubidium, Rb, 37 Serie Alkalimetalle Gruppe, Periode, Block 1, 5, s Aussehen silbrig weiß CAS-Nummer 7440-17-7 Massenanteil an der Erdhülle 29 ppm[1] Atomar [2] Atommasse 85,4678 u Atomradius (berechnet) 235 (265) pm Kovalenter Radius 220 pm Van-der-Waals-Radius 303[3] pm Elektronenkonfiguration [Kr] 5s1 Austrittsarbeit 2,16 eV [4] 1. Ionisierungsenergie 403,0 kJ/mol Physikalisch [2] Aggregatzustand fest Kristallstruktur kubisch raumzentriert Dichte 1,532 g/cm3 (20 °C)[5] Mohshärte 0,3 Magnetismus paramagnetisch (χm = 3,8 · 10−6)[6] Schmelzpunkt 312,46 K (39,31 °C) Siedepunkt 961 K (688 °C) Molares Volumen 55,76 · 10−6 m3/mol Verdampfungswärme 72 kJ/mol Schmelzwärme 2,19 kJ/mol Schallgeschwindigkeit 1300 m/s bei 293,15 K Elektrische Leitfähigkeit 7,52 · 106 A/(V · m) Wärmeleitfähigkeit 58 W/(m · K) Chemisch [2] Oxidationszustände +1 Oxide (Basizität) Rb2O (stark basisch) Normalpotential −2,924 V (Rb+ + e− → Rb) Elektronegativität 0,82 (Pauling-Skala) Isotope Isotop NH t1/2 ZM ZE (MeV) ZP 83Rb 86,2 d ε 0,910 83Kr 84Rb 32,77 d ε 2,681 84Kr β− 0,894 84Sr 85Rb 72,168 %
Stabil 86Rb 18,631 d β− 1,775 86Sr 87Rb 27,835 %
4,7 · 1010 a β− 0,283 87Sr 88Rb 17,78 min β− 5,316 88Sr 89Rb 15,15 min β− 4,501 89Sr Weitere Isotope siehe Liste der Isotope NMR-Eigenschaften Sicherheitshinweise GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [7] 
Achtung
H- und P-Sätze H: 260-314 EUH: 014 P: 231+232-260-303+361+353 305+351+338-405-501 [7]
Gefahrstoffkennzeichnung [7] 
Leicht-
entzündlichÄtzend (F) (C) R- und S-Sätze R: 14/15-34 S: 7/8-20-26-30-33-36/37/39-43-45 Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.Rubidium (lat. rubidus: tiefrot; wegen zweier charakteristischer roter Spektrallinien) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Rb und der Ordnungszahl 37. Im Periodensystem steht es in der 1. Hauptgruppe und zählt zu den Alkalimetallen. Das weiche, silbrigweiß glänzende Metall entzündet sich spontan bei Luftzutritt.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte
Rubidium wurde 1861 von Robert Wilhelm Bunsen und Gustav Kirchhoff spektroskopisch als Verunreinigung im Lepidolith entdeckt. Bunsen gelang es, Rubidiumsalze aus Quellwasser zu fällen und diese von anderen Alkalimetallsalzen zu isolieren. Bunsen musste 44200 Liter Dürkheimer Quellwasser verarbeiten, um 9 g RbCl zu isolieren.
Vorkommen
Das Element kommt in kleiner Konzentration in einigen Mineralien wie Leucit, Pollucit und Zinnwaldit vor. Lepidolith enthält bis zu 1,5 % Rubidium.
Eigenschaften
1 g Rubidium in einer Ampulle
Wie die anderen Alkalimetalle ist Rubidium an der Luft unbeständig und oxidiert. Mit Wasser reagiert es äußerst heftig unter Bildung von Rubidiumhydroxid und Wasserstoff, der sich in der Luft in der Regel entzündet. Mit Quecksilber bildet es ein Amalgam, mit den Metallen Gold, Caesium, Natrium und Kalium ist es legierbar. Rubidiumverbindungen färben Flammen rot. Rubidium ist ein starkes Reduktionsmittel. Metallisches Rubidium kann durch Reduktion von Rubidiumchlorid mit Calcium im Vakuum hergestellt werden[1].
Isotope
Von den beiden natürlich vorkommenden Isotopen ist nur 85Rb stabil, 87Rb ist ein Betastrahler und zerfällt zu 87Sr. Wegen der extrem langen Halbwertszeit von etwa 48 Milliarden Jahren ist die Radioaktivität sehr gering. Das Verhältnis von Rb- und Sr-Isotopen in Gesteinen wird zur radiometrischen Datierung herangezogen.
Verwendung
Rubidium und seine Verbindungen besitzen ein nur kleines Anwendungsspektrum und werden hauptsächlich in der Forschung und Entwicklung eingesetzt. Verwendungsmöglichkeiten bestehen als:
- Gettermetall in Vakuumröhren,
- Kathodenbeschichtung,
- Tracer in PET-Perfusionsstudien des Myokards,
- Rubidiumuhren als Zeitnormale (Atomuhr).
Nachweis
Zum Nachweis von Rubidium kann man seine rotviolette Flammenfärbung nutzen. Im Spektroskop zeigt sich eine deutliche Emissionslinie bei 780,0 nm.[8] Quantitativ lässt sich dies in der Flammenphotometrie zur Bestimmung von Rubidiumspuren nutzen. In der Polarographie zeigt Rubidium eine reversible kathodische Stufe bei −2,118 V (gegen SCE). Dabei müssen als Grundelektrolyt quartäre Ammoniumverbindungen (hier beispielsweise 0,1 M Tetramethylammoniumhydroxid) verwendet werden, weil andere Alkali- oder Erdalkalimetallionen sehr ähnliche Halbstufenpotentiale besitzen.[9]
Physiologie
Für Pflanzen ist Rubidium vermutlich nicht essentiell, bei Tieren scheint es für den normalen Verlauf der Trächtigkeit notwendig zu sein. Der Rubidiumbedarf des Menschen dürfte bei weniger als 100 µg pro Tag liegen. Mit der üblichen Mischkost kommt er auf etwa 1,7 mg am Tag. Ein Rubidiummangel ist bei diesem Angebot ebenso wenig zu erwarten wie eine nutritive Rubidiumbelastung. Tee und Kaffee - Arabica-Kaffee hat den höchsten Rubidium-Gehalt, der in Lebensmitteln festgestellt wurde (Arabica-Bohne: 25,5-182 mg/kg Trockensubstanz) [10] - liefern Erwachsenen im Mittel 40 % der verzehrten Rubidiummenge. Rubidium wirkt im zentralen Nervensystem und beeinflusst dort die Konzentration von Neurotransmittern[11], ein Einsatz von Rubidium als antidepressiver Wirkstoff wird diskutiert. Ein Rubidiummangel kann bei Dialysepatienten vorliegen.[12][13]
Sicherheitshinweise
Rubidium ist selbstentzündlich und reagiert äußerst heftig mit Wasser. Aus Sicherheitsgründen ist Rubidium in trockenem Mineralöl, im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre aufzubewahren.
Verbindungen
Oxide und Hydroxide
- Rubidiumoxid Rb2O
- Rubidiumperoxid Rb2O2
- Rubidiumhyperoxid RbO2
- Rubidiumozonid RbO3
- Rubidiumhydroxid RbOH
Halogenide
- Rubidiumfluorid RbF
- Rubidiumchlorid RbCl
- Rubidiumbromid RbBr
- Rubidiumiodid RbI
- Rubidiumtriiodid RbI3
Sonstige Verbindungen
- Rubidiumnitrat RbNO3
- Rubidiumsulfat Rb2SO4
- Rubidiumhydrogensulfat RbHSO4
- Rubidiumchlorat RbClO3
- Rubidiumperchlorat RbClO4
- Rubidiumbromat RbBrO3
- Rubidiumiodat RbIO3
- Rubidiumperiodat RbIO4
- Rubidiumchromat Rb2CrO4
- Rubidiumdichromat Rb2Cr2O7
- Rubidiumhydrogencarbonat RbHCO3
- Rubidiumdithionat Rb2S2O6
- Rubidiumacetat CH3COORb
- Rubidiumformiat HCOORb
- Rubidiumhydrid RbH
- Rubidiumamid RbNH2
- Rubidiumazid RbN3
- Rubidiumselenid Rb2Se
Einzelnachweise
- ↑ a b Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
- ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Rubidium) entnommen.
- ↑ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 2009, 113, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
- ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005, ISBN 978-3-11-017485-4, S. 361.
- ↑ N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 97.
- ↑ Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
- ↑ a b c Datenblatt Rubidium bei AlfaAesar, abgerufen am 3. Februar 2010 (JavaScript erforderlich).
- ↑ Greenwood, Earnshaw: Chemie der Elemente, VCH, Weinheim 1990, S. 97.
- ↑ J. Heyrovský, J. Kůta: Grundlagen der Polarographie, Akademie-Verlag, Berlin, 1965, S. 515.
- ↑ Espresso Coffee: The Science of Quality. Andrea Illy und Rinantonio Viani, Elsevier Academic Press, 2005, Seite 150.
- ↑ Krachler, M & Wirnsberger, GH: Long-term changes of plasma trace element concentrations in chronic hemodialysis patients. Blood Purif 2000 18(2): S. 138–143; PMID 10838473.
- ↑ Meltzer, HL, Taylor, RM, Platman, SR, Fieve, RR: Rubidium: A potential modifier of effect and behaviour. Nature 1969 223: S. 321–322; PMID 4978331.
- ↑ Canavese, C, DeCostanzi, E, Branciforte, L, et al: Rubidium deficiency in dialysis patients. J Nephrol 2001 14(3): S. 169–175; PMID 11439740.
Weblinks
Wiktionary: Rubidium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Rubidium – Album mit Bildern und/oder Videos und AudiodateienKategorien:- Feuergefährlicher Stoff
- Ätzender Stoff
- Alkalimetall
- Periode-5-Element
- Chemisches Element
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