Рубидий углекислый (карбонат рубидия) Rb₂CO₃ — свойства, применение, формы поставки

Рубидий углекислый (карбонат рубидия, Rb₂CO₃) — неорганическое соединение, соль щелочного металла рубидия и угольной кислоты. Вещество представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы моноклинной сингонии. При нагревании до 303°C кристаллическая структура переходит в гексагональную модификацию. 

Карбонат рубидия относится к классу редких щелочных соединений и применяется в производстве специальных стёкол, электроники, оптических материалов и катализаторов. Его получают как побочный продукт при переработке поллуцита (цезиевая руда) и лепидолита (литиевая слюда).

Физико-химические свойства карбоната рубидия

Основные характеристики рубидия углекислого определяют области его промышленного применения и условия работы с веществом.

Физические свойства Rb₂CO₃

Молярная масса карбоната рубидия составляет 230,94 г/моль. Температура плавления — 837°C, что делает вещество пригодным для высокотемпературных процессов в стекловарении. При температуре выше 900°C начинается термическое разложение с выделением углекислого газа и образованием оксида рубидия.

Плотность кристаллов — 3,7 г/см³. Вещество обладает выраженной гигроскопичностью: активно поглощает влагу из воздуха, что требует герметичной упаковки при хранении и транспортировке.

Растворимость в воде высокая — около 450 г на 100 мл при 20°C. Водные растворы имеют сильнощелочную реакцию (pH 11–12). Карбонат рубидия также растворяется в спиртах, но не растворяется в ацетоне.

Химические свойства рубидия углекислого

Степень окисления рубидия в карбонате составляет +1. Вещество способно образовывать кристаллогидраты при определённых условиях влажности.

Основные химические реакции:

• Взаимодействие с кислотами — нейтрализация с выделением CO₂ и образованием соответствующих солей рубидия
• Реакция с углекислым газом во влажной атмосфере — постепенное превращение в гидрокарбонат рубидия
• Термическое разложение при температуре выше 900°C — образование оксида рубидия Rb₂O и выделение CO₂

При взаимодействии с кислотами реакция протекает бурно. Например, при добавлении соляной кислоты образуется хлорид рубидия, вода и углекислый газ.

Применение карбоната рубидия в промышленности

Rb₂CO₃ находит применение в нескольких ключевых отраслях, где востребованы его уникальные физико-химические свойства.

Производство специальных стёкол и волоконной оптики

Основная сфера применения карбоната рубидия — стекольная промышленность. Добавление Rb₂CO₃ в шихту позволяет:

• Снизить электропроводность стекла
• Повысить механическую прочность и химическую стойкость
• Улучшить оптические характеристики для волоконно-оптических линий связи

Стёкла с добавлением рубидия используются в телекоммуникационной отрасли для производства оптоволокна с улучшенными характеристиками передачи сигнала.

Электроника и электротехника

В электронной промышленности карбонат рубидия применяется при изготовлении:

• Специальных фотоэлементов и фотоумножителей
• Газоразрядных световых трубок
• Компонентов для рентгеновской техники
• Электронно-транспортных слоёв в квантово-точечных светодиодах (QLED)

Катализ и органический синтез

Rb₂CO₃ используется как компонент катализаторов в процессах:

• Синтеза Фишера-Тропша (получение синтетических углеводородов)
• Полимеризации аминокислот
• Органического синтеза в качестве основания в реакциях кросс-сочетания

Получение других соединений рубидия

Карбонат рубидия служит исходным сырьём для производства металлического рубидия, а также других его соединений: хлорида, нитрата, гидроксида, сульфата. Эти вещества востребованы в атомных часах, квантовых вычислениях и медицинской диагностике.

Требования безопасности при работе с Rb₂CO₃

Карбонат рубидия относится к III классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Вещество обладает раздражающим действием на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательные пути.

Меры предосторожности

При работе с рубидием углекислым необходимо:

• Использовать средства индивидуальной защиты: защитные очки, резиновые перчатки, спецодежду
• Работать в вытяжном шкафу или хорошо вентилируемом помещении
• Не допускать контакта с кожей — вещество способно проникать через кожные покровы

При попадании на кожу следует немедленно промыть поражённый участок большим количеством воды, затем обработать 8%-ным раствором борной кислоты для нейтрализации щелочной реакции и снова промыть водой.

Хранение и транспортировка

Из-за высокой гигроскопичности карбонат рубидия хранят в герметичной таре (стеклянные банки с притёртой пробкой, полиэтиленовые контейнеры) в сухом помещении. Транспортировка осуществляется в соответствии с правилами перевозки химических грузов III класса опасности.

Формы поставки рубидия углекислого

Карбонат рубидия поставляется в различных вариантах чистоты в зависимости от области применения:

• Технический (99,0%) — для стекольной промышленности и общепромышленных нужд
• Чистый (Ч) (99,5%) — для химического синтеза
• Химически чистый (ХЧ) (99,9%) — для аналитической химии и точного синтеза
• Особо чистый (ОСЧ) (99,95–99,99%) — для электроники, оптики и научных исследований

Нормативная документация: ТУ 6-09-3201-74 регламентирует требования к качеству рубидия углекислого для лабораторных и промышленных целей.

Стандартная фасовка: от 5 г до 25 кг в зависимости от чистоты и потребностей заказчика. Мы поставляем карбонат рубидия во всех указанных формах — объём и условия обсуждаются индивидуально.

Родственные соединения щелочных металлов

По химическим свойствам карбонат рубидия близок к карбонату цезия — оба вещества являются сильными основаниями, гигроскопичны и применяются в схожих областях. Цезий углекислый обладает ещё более выраженными щелочными свойствами, но и более высокой стоимостью.