Рубидий йодноватокислый (рубидий йодат)

Йодат рубидия (рубидий йодноватокислый) — неорганическая соль, образованная катионом щелочного металла рубидия Rb⁺ и анионом йодноватой кислоты IO₃⁻. Молекулярная формула RbIO₃, CAS 13446-76-9. Внешне представляет собой белые кристаллы без запаха; в природе не встречается.

Физические свойства йодата рубидия

Ниже приведены подтверждённые физические характеристики вещества по данным ChemicalBook и НИСТ (NIST Solubility Database, SDS-30).

Параметр	Значение
Молекулярная формула	RbIO₃
Молярная масса	260,37 г/моль
Плотность	4,33 г/см³
Внешний вид	Белые кристаллы
Кристаллическая структура	Тригональная (ромбоэдрическая, пр. гр. R3c) — α-форма; кубическая и моноклинная — высокотемпературные полиморфы
Гигроскопичность	Не гигроскопичен

Растворимость в воде

Йодат рубидия умеренно растворим в воде. Растворимость заметно возрастает с температурой — данные НИСТ (Breusov et al., Zh. Neorg. Khim., 1967) приведены в таблице.

Температура, °C	Растворимость, г/л
0	10,7
20	21,4
25	24,7
50	45,7
90	99
100	116

Хорошо растворим в соляной кислоте. Нерастворим в большинстве органических растворителей. Кристаллогидраты не образует.

Химические свойства

Йодноватая кислота HIO₃ в ионе IO₃⁻ содержит иод в степени окисления +5. За счёт этого иодаты — активные окислители: они способны интенсифицировать горение органических веществ и вступать в бурные реакции с восстановителями (металлическим порошком алюминия, серой, фосфором, цианидами, сульфидами). Смеси иодатов с такими веществами могут воспламеняться от трения, удара или нагрева.

В водном растворе иодат-ион устойчив в нейтральной и щелочной среде. В концентрированных кислотах-восстановителях возможно восстановление до молекулярного иода:

IO₃⁻ + 5I⁻ + 6H⁺ → 3I₂ + 3H₂O

Эта реакция (реакция Бунзена) используется в иодометрическом анализе.

Термическое поведение

При высоком нагреве иодаты щелочных металлов разлагаются по схеме:

4 RbIO₃ → 4 RbI + 3 O₂

Сначала образуется иодид рубидия и выделяется кислород. При ещё более высоких температурах возможно дальнейшее разложение иодида. Реакции с выделением металлического рубидия при разложении иодата не происходит.

Получение йодата рубидия

В лабораторных условиях RbIO₃ получают реакцией йодноватой кислоты с гидроксидом, карбонатом или хлоридом рубидия в водном растворе:

HIO₃ + RbOH → RbIO₃ + H₂O

Другой путь — пропускание хлора через горячий концентрированный раствор смеси иодида и гидроксида рубидия. Осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.

Применение йодата рубидия

Нелинейная оптика

Основная область применения RbIO₃ в современной научно-прикладной практике — нелинейные оптические (НЛО) материалы для генерации второй гармоники (SHG) лазерного излучения в среднем инфракрасном диапазоне (МИД-ИК). Это обусловлено нецентросимметричной кристаллической структурой α-RbIO₃ (пр. гр. R3c) и высокой поляризуемостью аниона IO₃⁻, содержащего атом иода со свободной электронной парой. По измерениям Wu et al. (Chemistry of Materials, 2016), порошковый эффект SHG RbIO₃ составляет ~20-кратный относительно KDP (KH₂PO₄), а порог лазерного повреждения — 125 МВт/см². Это делает соединение перспективным кандидатом для преобразователей частоты в МИД-ИК лазерных системах.

Аналитическая химия

Иодат-ион IO₃⁻ в слабокислой среде осаждает труднорастворимые иодаты ряда двух- и трёхвалентных металлов (Ba²⁺, Pb²⁺, La³⁺ и других). Растворы йодата рубидия могут использоваться как источник иодат-иона в таких осадительных реакциях. Вместе с тем для большинства аналитических задач предпочтительнее более доступный иодат калия KIO₃.

Научные исследования

Йодат рубидия применяется как реактив в синтезе других соединений рубидия и иода, а также в исследованиях фазовых переходов и пьезоэлектрических свойств иодатов щелочных металлов.

Другие соединения рубидия, поставляемые в рамках того же направления: трийодид рубидия RbI₃ и персульфат рубидия Rb₂S₂O₈.

Меры безопасности и условия хранения

Йодат рубидия — окислитель (GHS класс Ox. Sol. 2). По классификации ГHS присвоены коды опасности H272 (усиливает горение), H334 (может вызывать аллергические реакции дыхательных путей при вдыхании пыли), H317 (сенсибилизация кожи). Транспортный класс: UN 1479, класс 5.1, группа упаковки II.

Обязательные требования при работе с веществом:

• Защитные перчатки и очки при отборе проб и взвешивании.
• Исключить контакт с горючими, восстановителями и металлическими порошками.
• Не допускать образования пыли, работать в вентилируемом помещении.
• Хранить в герметичной таре, в сухом прохладном месте, отдельно от горючих материалов.

Форма поставки

Йодат рубидия поставляется в виде порошка или кристаллов различных квалификаций чистоты — от реактивной до высокочистой (99,9+ % metals basis). Фасовка — в герметичную тару: стеклянные флаконы, полиэтиленовые пакеты или пластиковые контейнеры с плотными крышками. Отгрузка — по согласованию, транспортировка в соответствии с правилами перевозки окислителей.