Rubidi

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

[edita] Característiques principals

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.

[edita] Aplicacions

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:

Recobriments fotoemissors de tel·luri-rubidi en cèl·lules fotoelèctriques i detectors electrònics.
Afinador de buit, 'getter', (substància que absorbeix les últimes traces de gas, especialment oxigen) en tubs de buit per assegurar el seu correcte funcionament.
Component de fotoresistències (o LDR, 'Light dependant resistors' resistències dependents de la llum), resistències en les quals la resistència elèctrica varia amb la il·luminació rebuda.
En medicina per a la tomografia per emissió de positrons, el tractament de la epilèpsia i la separació per ultracentrifugat d'àcids nucleics i virus.
Fluid de treball en turbines de vapor.
El RbAg₄I₅ té la major conductivitat elèctrica coneguda a temperatura ambient de tots els cristalls iònics i podria usar-se en la fabricació de bateries en forma de primes làmines, entre altres aplicacions elèctriques.
S'estudia la possibilitat d'emprar el metall en generadors termoelèctrics basats en la magnetohidrodinàmica de manera que els ions de rubidi generats a alta temperatura siguin conduïts a través d'un camp magnètic generant un corrent elèctric.

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

[edita] Història

El rubidi (del llatí rubĭdus, ros) 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.

[edita] Abundància i obtenció

Malgrat no ser un element gaire abundant en l'escorça terrestre ja que 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 en ocasions 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 rentable, així com els dipòsits de pol·lucita (que poden contenir fins un 1,35% de Rb) entre els que 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%.

[edita] Isòtops

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 radi 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) es sintetitza, abans de la seva administració, a partir d'estronci-82 ja que amb tan sols un dia es desintegra pràcticament per complet.