Węglan rubidu
| |||||||||||||||||||
 próbka węglanu rubidu | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||
| Charakterystyka fizyczna | |||||||||||||||||||
| bezbarwne kryształy[1.1] | |||||||||||||||||||
| Wzór chemiczny |
Rb2CO3 | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| • zapis Hilla |
CO3Rb2 | ||||||||||||||||||
| Masa molowa |
230,95 g/mol | ||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||
Węglan rubidu, Rb2CO3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy węglanów, sól kwasu węglowego i rubidu.
Budowa cząsteczki
Krystalizuje w układzie jednoskośnym[1.1][3]. Występuje także pod postacią hydratu Rb2CO3·H2O[3].
Otrzymywanie
Skala laboratoryjna
Otrzymywany przez reakcję wodorotlenku rubidu z gazowym dwutlenkiem węgla i krystalizację z roztworu[4.1]:
- 2RbOH + CO2 → Rb2CO3 + H2O
Inną metodą syntezy jest reakcja RbOH z węglanem amonu, a następnie odparowanie wody i amoniaku z roztworu[3]:
- 2RbOH + (NH4)2CO3 → Rb2CO3 + 2NH3 + 2H2O
Skala przemysłowa
Węglan rubidu jest produktem przejściowym w odzyskiwaniu rubidu z lepidolitu. W wyniku podgrzewania minerału ze stężonym kwasem siarkowym powstają mieszane ałuny potasu, rubidu i cezu. Otrzymany roztwór traktowany jest węglanem potasu lub amonu, w wyniku czego wydzielają się węglany obecnych w roztworze metali alkalicznych. Rb2CO3 jest rozdzielany z otrzymanej mieszaniny węglanów w procesie krystalizacji frakcyjnej[3].
Prowadzone są również badania nad odzyskiwaniem węglanów rubidu i cezu z solanki, otrzymywanej jako produkt uboczny w procesie odsalania wody morskiej[5].
Właściwości
Właściwości fizyczne
Silnie higroskopijny. Rozpada się przy temp. 900 °C[3][6].
Właściwości chemiczne
W roztworach wodnych, tak jak inne węglany litowców, ulega hydrolizie do wodorowęglanu, a następnie do kwasu węglowego[7.1]:
- Rb2CO3 + H2O ⇄ RbOH + RbHCO3
- RbHCO3 + H2O ⇄ RbOH + H2CO3
Wodorowęglan rubidu hydrolizuje słabiej niż Rb2CO3[7.2]. W związku z tworzeniem wodorotlenku rubidu (RbOH) w procesie hydrolizy roztwór wodny Rb2CO3 ma odczyn zasadowy, o pH=11,7 (50g/l, 20 °C)[8]. Jak wszystkie węglany reaguje z mocnymi kwasami, wydzielając dwutlenek węgla[7.3]:
- Rb2CO3 + 2HCl ⇄ 2RbCl + H2O + CO2↑
Zastosowanie
Wykorzystywany jako dodatek do szkła; zmniejsza jego przewodnictwo i poprawia stabilność i wytrzymałość[3][4.2]. Z tego powodu znajduje zastosowanie w produkcji specjalnych rodzajów szkła, noktowizorów oraz światłowodów[3][6][4.2][9].
Może również służyć jako elektrolit w ogniwach paliwowych, pozwalając na pracę w wysokich temperaturach (powyżej 100 °C). Wodne roztwory węglanów wykazują niższą korozyjność niż inne elektrolity[10].
Węglan rubidu jest stosowany zarówno w syntezie organicznej, jak i nieorganicznej. Może służyć do otrzymywania metalicznego rubidu, a także innych soli rubidowych[3], jak np. chlorku rubidu[5][7.3] (równanie reakcji powyżej).
W chemii organicznej wykorzystywany jest w wielu reakcjach jako zasada, m.in. w kondensacji Knoevenagla, otrzymywaniu oksazolidynonów, wewnątrzcząsteczkowym sprzęganiu oksydacyjnym katalizowanym palladem i oksydacyjnej estryfikacji katalizowanej N-heterocyklicznymi karbenami[11].
Przypisy
- CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, ISBN 978-1-4822-0867-2, OCLC 911557441 (ang.).
- ↑ Rubidium carbonate [PDF], karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, 4 czerwca 2023, numer katalogowy: 289310 [dostęp 2024-11-06].
- 1 2 3 4 5 6 7 8 Pradyot Patnaik, Handbook of inorganic chemicals, McGraw-Hill handbooks, New York, NY: McGraw-Hill, 2003, s. 798, ISBN 978-0-07-049439-8 [dostęp 2024-11-05] (ang.).
- Rubidium and Rubidium Compounds, [w:] Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, wyd. 1, Wiley, 26 stycznia 2001, s. 7, DOI: 10.1002/0471238961.1821020923010714.a01.pub3, ISBN 978-0-471-48494-3 (ang.).
- 1 2 Wei-Sheng Chen i inni, Recovery of Rubidium and Cesium Resources from Brine of Desalination through t-BAMBP Extraction, „Metals”, 10 (5), 2020, s. 607, DOI: 10.3390/met10050607, ISSN 2075-4701 [dostęp 2024-11-06] (ang.).
- 1 2 Rubidium Carbonate, [w:] Richard J. Lewis (red.), Hawley’s Condensed Chemical Dictionary, wyd. 1, Wiley, 15 marca 2007, DOI: 10.1002/9780470114735.hawley14156, ISBN 978-0-471-76865-4 [dostęp 2024-11-05] (ang.).
- Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 6, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, ISBN 978-83-01-16283-2.
- ↑ Rubidium carbonate Nine Chongqing Chemdad Co. ，Ltd [online], chemdad.com [dostęp 2024-11-06].
- ↑ Per Enghag, Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications. With a Foreword by Bengt Nordén, wyd. 1, Wiley, 27 lipca 2004, s. 311, DOI: 10.1002/9783527612338.ch13, ISBN 978-3-527-30666-4 [dostęp 2024-11-05] (ang.).
- ↑ Wolf Vielstich i inni red., Handbook of Fuel Cells, wyd. 1, Wiley, 15 grudnia 2010, DOI: 10.1002/9780470974001.f104016, ISBN 978-0-470-74151-1 [dostęp 2024-11-06] (ang.).
- ↑ Carolyn L. Ladd, Rubidium(I) Carbonate, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 31 marca 2016, s. 1–2, DOI: 10.1002/047084289x.rn01918, ISBN 978-0-470-84289-8 [dostęp 2024-11-05] (ang.).