Rubidium

Eigenschaften des Elements

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in bei 25 °C	1,53
Härte nach Mohs	0,3
Schallgeschwindigkeit in
Schmelztemperatur in °C	39
spezifische Schmelzwärme in	25,74
Siedetemperatur in °C	688
spezifische Verdampfungswärme in	809,64
Standardentropie S0 in	77
Wärmeleitfähigkeit in bei 27 °C	58,2
spezifische Wärmekapazität in	0,363
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3
spez. elektrischer Widerstand in	0,125
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)	0,002 9

Isotope des Elements 

Natürlich vorkommendes Rubidium besteht aus zwei Isotopen. Ein stabiles und ein sehr langlebiges radioaktives Isotop. Außerdem wurden 27 radioaktive Isotope künstlich hergestellt, deren Halbwertszeiten vergleichsweise kurz sind.

Ordnungszahl Z	Massen- zahl A	Atommasse in u	Häufigkeit in %	Art der Strahlung und Energie in MeV	Halbwertszeit
37	85	84,911 800	72,2%
	87	86,909 186	27,8%	β : 0,3	4,7 · 101 0 a

Weitere Eigenschaften

Rubidium gehört zur Gruppe der Alkalimetalle. Es ist ein sehr reaktionsfähiges Alkalimetall, das an der Luft schnell oxidiert bzw. Hydroxide bildet. Es entzündet sich nach wenigen Sekunden und verbrennt mit violettroter Flammenfärbung. Daher wird es unter Petroleum oder Schutzgas aufbewahrt. Es ist wachsweich und lässt sich leicht mit dem Messer schneiden. Frische Schnittflächen glänzen silberweiß, laufen wie beschrieben an Luft sehr rasch mattgrau an. Aufgrund des großen Atomradius des Elements kann das einzige Valenzelektron leicht abgegeben werden. Rubidium bildet in seinen Verbindungen ausschließlich die Oxidationsstufe +I, wie alle Alkalielemente. Rubidium ist eines der unedelsten, am stärksten elektropositiven Elemente, und es ist ein sehr starkes Reduktionsmittel. In seinem chemischen Verhalten ähnelt Rubidium sehr dem Kalium, es ist aber reaktionsfähiger. Es reagiert praktisch mit allen Nichtmetallen, in Sauerstoff entzündet es sich spontan und verbrennt zu Rubidiumhyperoxid. Mit Chlor vereinigt es sich heftig unter Leuchterscheinung, mit Wasser reagiert es explosionsartig zu Rubidiumhydroxid und Wasserstoff, der sich dabei entzündet. Mit Alkohol bildet das Metall Rubidiumalkoxide, es greift sogar Glas und Porzellan an. Rubidium kristallisiert im kubisch raumzentrierten Gitter, das Leichtmetall besitzt eine sehr niedrige Schmelz- und Siedetemperatur, die thermische Leitfähigkeit gleicht der des Silbers. Mit Kalium und Caesium bildet Rubidium feste Lösungen.

Entdeckung

Im Jahr 1861 entdeckten die deutschen Wissenschaftler ROBERT WILHELM BUNSEN (1811-1899) und GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF (1824-1877) bei spektralanalytischen Untersuchungen von Proben des Minerals Lepidolith Rubidium. Wegen der typischen dunkelroten Farbe seiner Spektrallinien erhielt das neue Element den Namen «Rubidium» mit dem chemischen Symbol Rb. 1863 erhielt BUNSEN elementares Rubidium durch Schmelzflusselektrolyse des Chlorids.

Vorkommen/Herstellung

Rubidium steht an 31. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört damit zu den weniger häufigen Elementen der Erde. In der Natur kommt Rubidium nur in gebundener Form in geringen Konzentrationen vor, immer zusammen mit Caesium und den anderen Alkalimetallen. Minerale vulkanischen Ursprungs besitzen den höchsten Gehalt an Rubidiumverbindungen mit 1 %. In Spuren kommt es auch in einigen Mineralwässern vor. Rubidium kommt zwar häufiger vor als einige andere Metalle (z. B. Zink, Kupfer), es ist jedoch wesentlich schwieriger zu gewinnen. Die Ursache liegt darin, dass es kaum in größeren Mengen angereichert zu finden ist. Durch Düngemittel gelangen beträchtliche Mengen Rubidiumsalze in den Boden, wo sie von Pflanzen aufgenommen werden. Zuckerrüben, Tabak, Kreuzblütler und Pilze sind rubidiumreich. Rubidium wird hauptsächlich aus dem Mineral Lepidolith hergestellt, aus dem man bei der Verarbeitung Alkarb (ein Gemisch aus Cs2CO3, K2CO3, Rb2CO3) erhält. Daraus wird Rubidium durch fraktionierte Kristallisation abgetrennt. Eine andere Möglichkeit Rubidium herzustellen ist die Reduktion des Dichromats mit Zinkpulver im Hochvakuum. Dabei wird das reine Metall abdestilliert und setzt sich an den kühleren Wänden des Gefäßes ab. Hochreines Rubdium erhält man durch die thermische Zersetzung des Azids. Die Weltproduktion von Rubidium beträgt 1,5 t pro Jahr.

Verwendung

Die Herstellungskosten von Rubidium sind sehr hoch. Deshalb findet das Metall in der Technik nur sehr geringe Anwendung. Metallisches Rubidium wird in Vakuumröhren und Hochleistungslampen, als Kathodenbelag in Fotozellen sowie zur Herstellung von Rubidiumverbindungen verwendet. In der Medizin werden u. a. Rubidiumhalogenide eingesetzt: als Schmerz- und Beruhigungsmittel sowie zur Behandlung von Epilepsie.

Wichtige Verbindungen

Das sind Halogenide (RbX), das Hydrid (RbH), Oxide, Peroxide und Hyperoxide (Rb2O, Rb2O2 und RbO2). Mit allen bekannten Oxosäuren werden Salze gebildet (RbNO3, Rb2SO4, RbCO3, Rb3PO4, etc.).

Bau

Rubidium bildet ein kubisch-raumzentriertes Metallgitter.