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Rubidium

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 0,03 %
Atomar
Atommasse 85,4678 u
Atomradius (berechnet) 235 (265) pm
Kovalenter Radius 211 pm
Van-der-Waals-Radius 244 pm
Elektronenkonfiguration [Kr] 5s1
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 8, 1
Austrittsarbeit 2,13 eV
1. Ionisierungsenergie 403,0 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen 1
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Dichte 1,532 g/cm3
Mohshärte 0,3
Magnetismus paramagnetisch
Schmelzpunkt 312,46 K (39,31 °C)
Siedepunkt 961 K (688 °C)
Molares Volumen 55,76 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 72,216 kJ/mol
Schmelzwärme 2,192 kJ/mol
Dampfdruck 1,56 · 10-4 Pa bei 312,6 K
Schallgeschwindigkeit 1300 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 363 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 7,79 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 58,2W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände +1
Oxide (Basizität) Rb2O (stark basisch)
Normalpotential -2,98 V (Rb+ + e- → Rb)
Elektronegativität 0,82 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
83Rb

{syn.}

86,2 d ε 0,910 83Kr
84Rb

{syn.}

32,77 d ε 2,681 84Kr
β- 0,894 84Sr
85Rb

72,168 %

Stabil
86Rb

{syn.}

18,631 d β- 1,775 86Sr
87Rb

27,835 %

4,7 · 1010 a β- 0,283 87Sr
88Rb

{syn.}

17,78 min β- 5,316 88Sr
89Rb

{syn.}

15,15 min β- 4,501 89Sr
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
E fL bei
B = 4,7 T
in MHz
85Rb 5/2 2,583 · 107 0,0105 19,3
87Rb 3/2 8,753 · 107 0,175 65,4
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1]
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 im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Rb und der Ordnungszahl 37. Das weiche, silbrigweiß glänzende Alkalimetall entzündet sich spontan bei Luftzutritt.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Rubidium wurde 1861 von Robert 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 l Dürkheimer Quellwasser verarbeiten, um 9 g RbCl zu isolieren.

Vorkommen

Das sechzehnthäufigste 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 unter Argongas

Wie die anderen Alkalimetalle ist Rubidium an der Luft unbeständig. 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 Rubidiumhydroxid mit Calcium im Vakuum hergestellt werden.

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:

Nachweis

Zum Nachweis von Rubidium kann man seine rotviolette Flammenfärbung nutzen. Im Spektroskop zeigt sich eine deutliche Emissionslinie bei 780,0 nm.[2] 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.[3]

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/d liegen. Mit der üblichen Mischkost kommt er auf etwa 1,7mg/d. Ein Rubidiummangel ist bei diesem Angebot ebenso wenig zu erwarten wie eine nutritive Rubidiumbelastung. Tee und Kaffee liefern Erwachsenen im Mittel 40% der verzehrten Rubidiummenge. Rubidium wirkt im zentralen Nervensystem und beeinflusst dort die Konzentration von Neurotransmittern [4], ein Einsatz von Rubidium als antidepressiver Wirkstoff wird diskutiert. Ein Rubidiummangel kann bei Dialysepatienten vorliegen [5] [6].

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

Einzelnachweise

  1. Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
  2. Greenwood, Earnshaw: Chemie der Elemente, VCH, Weinheim, 1990, S. 97.
  3. J. Heyrovský, J. Kůta: Grundlagen der Polarographie, Akademie-Verlag, Berlin, 1965, S. 515.
  4. Krachler, M & Wirnsberger, GH: Long-term changes of plasma trace element concentrations in chronic hemodialysis patients. Blood Purif 2000 18(2): 138–143
  5. Meltzer, HL, Taylor, RM, Platman, SR, Fieve, RR: Rubidium: A potential modifier of effect and behaviour. Nature 1969 223: 321–322
  6. Canavese, C, DeCostanzi, E, Branciforte, L, et al: Rubidium deficiency in dialysis patients. J Nephrol 2001 14(3): 169–175
 Wiktionary: Rubidium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik
 Commons: Rubidium – Bilder, Videos und Audiodateien