Rubidyum

Özellikler

Rubidyum, "Rb" sembolü ile gösterilen ve atom numarası 37 olan bir elementtir. Rubidyum, alkali metal grubunda yer alan çok yumuşak, gümüşi beyaz bir metaldir. Rubidyum metal, fiziksel görünüm, yumuşaklık ve iletkenlik açısından potasyum metal ve sezyum metal ile benzerlikler paylaşır. Rubidyum atmosferik oksijen altında depolanamaz, çünkü yüksek derecede ekzotermik bir reaksiyon ortaya çıkacak ve hatta bazen metalin alev almasına neden olacaktır.^[1]

Bunun yanı sıra su ile şiddetli bir şekilde reaksiyona girerek alevlere dönüşen bir rubidyum hidroksit (RbOH) ve hidrojen çözeltisi verir; rubidyum bu nedenle kuru mineral yağda veya bir hidrojen atmosferinde muhafaza edilir. Bir metal numunenin yeterince geniş bir yüzey alanı varsa, süperoksitler oluşturmak için yanma reaksiyonu başlatabilir. Rubidyum peroksitler (Rb₂O₂), gerekli oksijen miktarı ile metalin oksidasyonu ile oluşturulabilir.

Doğal rubidyum, Dünya'nın kabuğunun yaklaşık %0.01'ini oluşturur. İki izotopun karışımı olarak bulunur: rubidyum-85 (%72,15) ve yarı ömrü yaklaşık 6×10¹¹ yıl olan beta ışınları yayan radyoaktif rubidyum-87 (%27,85). Rubidyum-79'dan rubidyum-95'e kadar çok sayıda radyoaktif izotop yapay olarak bulunmaktadır. Güneş sisteminin yaşının 4,6 milyar yıl olarak tahmin edilmesi, bir göktaşı içindeki rubidyum-87'nin stronsiyum-87'ye oranına dayanmaktadır. Rubidyum, tek değerlik elektronunu kolayca kaybeder, ancak diğerlerini kaybetmez. Oksidasyon sayısını +1 olarak alır. Ancak anyon, Rb- içeren birkaç bileşik sentezlenmiştir.

Rubidyum ve sezyum her oranda karışabilir ve tam katı çözünürlüğe sahiptir; minimum 9 °C (48 °F)'de erime noktasına ulaşılır. Daha hafif alkali metallere kıyasla artan spesifik rubidyum hacmi nedeniyle, diğer metallerle alaşım oluşturma eğilimi daha düşüktür.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Rubidyum, yer kabuğunda en çok bulunan 23. elementtir. %1'e kadar rubidyum oksit içeren lösit, pollucite, carnallite ve zinnwaldite minerallerinde doğal olarak bulunur. Lepidolit %0,3 ile %3,5 arasında rubidyum içerir ve elementin ticari kaynağıdır. Rubidyum üretiminin temel ticaret sürecinde lityum tuzları lepidolitten ekstrakte edildikten sonra kalan alkali metal karbonatların karışımından az miktarda rubidyum elde edilir. Öncelikle bir potasyum karbonat olan bu yan ürün ayrıca yaklaşık %23 rubidyum ve %3 sezyum karbonat içerir.

Saf rubidyum üretimi ile ilgili birincil zorluk, doğada her zaman sezyum ile birlikte bulunması ve diğer alkali metallerle karıştırılmasıdır. Bu elementler kimyasal olarak çok benzer olduklarından, ayırmak ve ayırt etmek oldukça zor hale gelmektedir. Saf tuzlar hazırlandıktan sonra, onları serbest metale dönüştürmek daha basittir.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Rubidyum, araştırma çalışmaları dışında çok az kullanılır. Fotosellerin bir bileşeni olarak, vakum tüplerinden oksijen izlerini gidermek ve özel tip camlar yapmak için kullanılmaktadır. Kolayca iyonize olduğu için iyon motorlarında kullanılması düşünülmüş, ancak sezyumdan daha az etkili olduğu görülerek vazgeçilmiştir. Aynı zamanda buhar türbinleri için ve termoelektrik jeneratörlerde bir çalışma sıvısı olarak kullanılması önerilmiştir. Rubidyum nitrat bazen havai fişeklerde mor bir renk vermek için kullanılır.

Tarihi

Hollandalı bir tarihçi olan Peter van der Krogt'a göre Rubidyum, Alman kimyagerler Gustav Robert Kirchhoff ve Robert Wilhelm Bunsen tarafından yanan mineral lepidolitin spektrumunu gözlemlerken keşfedildi. Rubidyum spektrumu iki koyu kırmızı çizgi gösterdi ve bilim insanları yeni keşfedilen alkali metal rubidyumu Latince "koyu kırmızı" anlamına gelen “rubidus” olarak daha sonra adlandırdı.

Yaklaşık 330 lbs. (150 kilogram) lepidolit cevherinin özelliklerini incelemek için yeterli rubidyumu (mineralin yaklaşık %1.5'i) çıkarmak gerekliydi. Bilim insanları rubidyumun, başka bir alkali metal olan potasyumdan daha elektropozitif olduğunu buldular ve hidrojeni serbest bırakan suyla şiddetli bir şekilde reaksiyona girdiğini tespit ettiler.

Etimolojisi

Rubidyum, 1861 yılında spektroskopik olarak Robert Bunsen ve Gustav Kirchoff tarafından keşfedildi. Rubidyum adı Latince’de "rubidus" yani koyu kırmızı anlamına gelmektedir. Parlak kırmızı spektroskopik çizgilerinden dolayı bu isim verilmiştir.^[4]

Önlem ve Güven

Rubidyum'un sağlık etkileri

Maruz kalındığında su ile etkileşime girdiği için yutma durumunda oldukça tehlikelidir. Rubidyum tutuşursa, termal yanıklara neden olur. Rubidyum cilt nemiyle reaksiyona girerek gözlerde ve deride kimyasal yanıklara neden olan rubidyum hidroksit oluşturur. Aşırı maruz kalmanın belirti ve semptomları ise cilt ve göz yanıkları, kilo alamama, aşırı tahriş, cilt ülserleri. Maruz kalınana bölge direkt olarak yıkanmalı ve en yakın sağlık kuruluşuna başvurulmalıdır.

Rubidyum'un çevresel etkileri

Rubidyumun bilinen biyolojik bir rolü yoktur, ancak muhtemelen potasyum gibi olduğu için metabolizma üzerinde hafif bir uyarıcı etkiye sahiptir. Potasyum rubidyumdan çok daha fazla olmasına rağmen, iki element minerallerde ve toprakta birlikte bulunur. Bitki rubidyumu oldukça hızlı bir şekilde adsorbe etmektedir.