Гидрокарбонат рубидия

Гидрокарбонат рубидия (RbHCO₃) — неорганическое соединение, кислая соль щелочного металла рубидия и угольной кислоты. Регистрационный номер CAS — 19088-74-5. Вещество представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Применяется в качестве химического реактива и промежуточного сырья для получения других соединений рубидия.

Химическая формула и молярная масса RbHCO₃

Молекулярная формула гидрокарбоната рубидия — RbHCO₃ (CHO₃Rb). Молярная масса составляет 146,48 г/моль. Вещество относится к классу гидрокарбонатов — кислых солей угольной кислоты, в которых один атом водорода замещён катионом металла.

Кристаллическая структура

Гидрокарбонат рубидия образует бесцветные кристаллы моноклинной сингонии. Пространственная группа — C2/m (при температурах выше 245 К). Параметры элементарной ячейки: a = 1,505 нм, b = 0,583 нм, c = 0,402 нм, β = 107°, Z = 4.

Структура кристалла характеризуется образованием димеров [HCO₃]₂²⁻ — пар гидрокарбонатных групп, связанных прочными водородными связями. Димеры объединяются катионами Rb⁺ в трёхмерную сетку. Каждый катион рубидия координирован восемью атомами кислорода от шести карбонатных групп.

Фазовый переход

При температуре 245 К (−28 °C) в кристалле происходит фазовый переход порядок-беспорядок: высокотемпературная моноклинная модификация (C2/m) переходит в низкотемпературную триклинную модификацию (C̄1). Переход связан с упорядочением атома водорода в водородной связи между карбонатными группами.

Физико-химические свойства гидрокарбоната рубидия

Параметр	Значение
Молярная масса	146,48 г/моль
Внешний вид	Бесцветные кристаллы
Сингония	Моноклинная (при T > 245 К)
Растворимость в воде	Хорошо растворим
Растворимость в этаноле	Растворим
Кристаллогидрат	RbHCO₃·H₂O
Гигроскопичность	Умеренная
Реакция водного раствора	Слабощелочная (гидролиз по аниону)

Гидрокарбонат рубидия хорошо растворяется в воде и растворим в этаноле. Способен образовывать кристаллогидрат состава RbHCO₃·H₂O. Водные растворы имеют слабощелочную реакцию вследствие гидролиза по гидрокарбонатному аниону:

HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻

Вещество обладает умеренной гигроскопичностью: способно поглощать влагу из воздуха, что требует хранения в герметичной таре.

Термическое разложение

При нагревании гидрокарбонат рубидия разлагается с образованием карбоната рубидия, воды и углекислого газа:

2RbHCO₃ → Rb₂CO₃ + H₂O↑ + CO₂↑

Данная реакция типична для гидрокарбонатов щелочных металлов. Продуктом термического разложения является именно карбонат рубидия (Rb₂CO₃), а не оксид. Дальнейшее разложение карбоната рубидия до оксида Rb₂O происходит только при значительно более высоких температурах (свыше 900 °C в вакууме).

Получение

В природе гидрокарбонат рубидия не встречается. Получают его синтетическим путём — пропусканием углекислого газа через водный раствор карбоната рубидия:

Rb₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2RbHCO₃

Реакция протекает в водном растворе. Кристаллы гидрокарбоната рубидия выделяют выпариванием раствора при комнатной температуре.

Токсичность и класс опасности

Гидрокарбонат рубидия относится к веществам с низкой биологической активностью. При работе рекомендуется соблюдать стандартные меры предосторожности для работы с химическими реактивами. Хранить вещество следует в сухой герметичной таре для предотвращения поглощения влаги из воздуха. Допускается перевозка всеми видами транспорта.

Области применения

Гидрокарбонат рубидия используется как химический реактив, а также как промежуточное сырьё для синтеза других соединений рубидия. Применение находит в следующих областях:

— аналитическая химия (в качестве реагента);

— получение других солей и соединений рубидия;

— исследовательские работы в области физики твёрдого тела (изучение фазовых переходов, водородных связей, кристаллохимии гидрокарбонатов).

Формы поставки

Гидрокарбонат рубидия поставляется в виде кристаллического порошка, упакованного в герметичную тару, исключающую контакт с атмосферной влагой. Вещество доступно в аналитическом качестве с чистотой от 95 % и выше.

Связанные соединения рубидия

К родственным соединениям относятся карбонат рубидия (Rb₂CO₃) — исходное сырьё для получения гидрокарбоната, а также гидроксид рубидия — одно из сильнейших неорганических оснований.