Фторид рубидия

Фторид рубидия (фтористый рубидий, RbF) — неорганическое соединение, соль щелочного металла рубидия и плавиковой (фтороводородной) кислоты. Регистрационный номер CAS — 13446-74-7. Молярная масса — 104,47 г/моль. Вещество представляет собой бесцветные кристаллы кубической сингонии (структурный тип NaCl, пространственная группа Fm3m, параметр решётки a = 0,564 нм, Z = 4). В порошкообразном состоянии имеет белый цвет.

Фторид рубидия обладает выраженной гигроскопичностью — активно поглощает влагу из воздуха. Хранить вещество необходимо в герметичной таре в сухом помещении. При работе с RbF обязательно использование средств индивидуальной защиты: перчаток, защитных очков и респиратора.

Физические свойства фторида рубидия

Основные физические характеристики RbF приведены в таблице.

Параметр	Значение
Химическая формула	RbF
Молярная масса	104,47 г/моль
Температура плавления	795 °C
Температура кипения	1410 °C
Плотность (при 20 °C)	2,89 г/см³
Растворимость в воде (при 16 °C)	≈ 300 г на 100 мл
Кристаллическая структура	Кубическая, тип NaCl (Fm3m)
Молярная теплоёмкость	50,6 Дж/(моль·К)
Стандартная энтальпия образования	−559,7 кДж/моль

Фторид рубидия — одна из наиболее растворимых солей среди фторидов щелочных металлов. При комнатной температуре в 100 мл воды растворяется около 300 г RbF. Растворение протекает экзотермически (энтальпия растворения −24,28 кДж/моль). В этаноле, диэтиловом эфире и жидком аммиаке вещество не растворяется. Хорошо растворяется в разбавленной плавиковой кислоте с образованием кислых солей — гидрофторида рубидия RbHF₂, а также RbH₂F₃ и RbH₃F₄.

В водных растворах RbF образует кристаллогидраты двух составов: полуторагидрат 2RbF·3H₂O и 3RbF·H₂O.

Химические свойства фтористого рубидия

Водные растворы фторида рубидия имеют слабощелочную реакцию вследствие незначительного гидролиза по аниону (фтороводородная кислота — слабая кислота, поэтому ион F⁻ частично связывает протоны воды).

RbF разлагается при взаимодействии с более сильными кислотами (серной, соляной) с выделением фтороводорода:

2RbF + H₂SO₄ → Rb₂SO₄ + 2HF↑

При сплавлении с гидросульфатами щелочных металлов также происходит разложение с выделением HF. Вещество термически устойчиво — не разлагается вплоть до температуры кипения (1410 °C), переходя в газовую фазу без химического распада.

Токсичность и класс опасности

Фторид рубидия — токсичное соединение. Как и все растворимые фториды, он представляет опасность при проглатывании, вдыхании пыли и контакте с кожей. По транспортной классификации ООН вещество относится к классу 6.1 (токсичные вещества), группа упаковки III (UN 3288).

При работе с фторидом рубидия необходимо:

• использовать химически стойкие перчатки, защитные очки закрытого типа и респиратор;
• избегать вдыхания пыли и попадания на кожу;
• работать в вытяжном шкафу или хорошо вентилируемом помещении;
• хранить вещество в герметично закрытой таре в сухом месте (RbF гигроскопичен).

При нагревании до разложения выделяет токсичные пары — оксиды рубидия и фтор.

Получение фторида рубидия

В природе фторид рубидия не встречается. Его получают синтетическим путём — взаимодействием разбавленной плавиковой кислоты с оксидом, гидроксидом или карбонатом рубидия:

Rb₂O + 2HF → 2RbF + H₂O

RbOH + HF → RbF + H₂O

Rb₂CO₃ + 2HF → 2RbF + H₂O + CO₂↑

Также возможно получение обменными реакциями между фторидами других металлов и растворимыми солями рубидия (сульфатом, карбонатом). Прямая реакция металлического рубидия с фтором протекает бурно и практически не применяется из-за высокой стоимости металлического рубидия.

Применение фторида рубидия

Основные области использования RbF:

• компонент специальных стёкол с улучшенными оптическими характеристиками — повышает химическую стойкость, термическую стабильность и прозрачность стекла;
• сырьё для получения металлического рубидия и различных солей рубидия;
• реагент в химическом синтезе — источник фторид-ионов для реакций фторирования органических соединений;
• компонент миниатюрных высокоэнергетических химических источников тока;
• материал для кристаллических сцинтилляционных счётчиков;
• компонент оптических покрытий для линз и зеркал, работающих в агрессивных средах.

Благодаря высокой температуре плавления и химической устойчивости RbF применяется в высокотемпературных процессах, в том числе в качестве флюсующего агента в стекольной и керамической промышленности.

Формы поставки

Фторид рубидия поставляется в виде безводного кристаллического порошка белого цвета. Типичная чистота — 99 % и выше (99,8 %; 99,975 % metals basis). Упаковка — вакуумированные пакеты из полиэтилена во внешней алюминиево-полимерной оболочке, обеспечивающей защиту от влаги. Фасовка — от 100 г до 25 кг.

Ближайшее по свойствам соединение — фторид цезия (CsF), который также обладает высокой растворимостью в воде и применяется в аналогичных областях.