Qu’est-ce que le rubidium ?
Le rubidium est un métal alcalin de numéro atomique 37 et de poids atomique 85,4678.
Il a été découvert par Bunsen et Kirchhoff en Allemagne en 1861. Cet élément est relativement abondant dans la croûte terrestre, mais on le trouve rarement sous forme de minerai.
Il est obtenu comme sous-produit du raffinage du lithium (Li). Il est désigné comme substance dangereuse en vertu de la loi sur les services d’incendie (Fire Services Act) en tant que substance spontanément combustible.
Utilisations du rubidium
Le rubidium est ajouté au verre pour augmenter sa résistance et ses propriétés d’isolation électrique. Il est principalement mélangé au verre sous forme de carbonate de rubidium (Rb2CO3) et peut être utilisé dans les tubes cathodiques.
Il peut également être utilisé dans les horloges atomiques. Toutefois, les utilisations commerciales et industrielles du rubidium sont limitées.
Par ailleurs, il est utilisé pour la datation. En se basant sur le rapport entre la teneur en rubidium 87 et celle en strontium 87, par exemple dans les minéraux, il est possible de calculer l’âge de ces matériaux depuis leur cristallisation jusqu’à aujourd’hui.
Propriétés du rubidium
Le rubidium est un métal mou, blanc argenté et très léger. Il prend une couleur rouge foncé, semblable à celle du potassium, lors d’une réaction à la flamme. Son point de fusion est bas, à 39 °C. Son point d’ébullition est de 688 °C. Son point d’ébullition est de 688 °C et ses gaz sont bleus.
Ses propriétés sont similaires à celles des autres métaux alcalins. Il possède la deuxième électronégativité la plus faible parmi les métaux alcalins non radioactifs et une énergie d’ionisation très faible de 406 kJ/mol.
La valence du composé est de +1. Comme les ions potassium, les ions rubidium sont absorbés par les cellules végétales et animales.
Structure du rubidium
La densité du rubidium à température ambiante est de 1,532 g/cm3 et la densité du liquide au point de fusion est de 1,46 g/cm3. Les cristaux, qui sont stables à température et pression ambiantes, ont une structure cubique centrée. La configuration électronique est [Kr] 5s1.
En raison de son grand rayon ionique, le rubidium fait partie des éléments incompatibles. Les éléments incompatibles sont des éléments qui ne pénètrent pas facilement dans les cristaux des minéraux formant les roches.
Autres informations sur le rubidium
1. Réactivité du rubidium
La réactivité du rubidium est similaire à celle des autres métaux alcalins. Il est toutefois plus réactif que le potassium et le sodium. Dans l’air, le rubidium peut brûler spontanément et s’oxyder rapidement pour former le peroxyde Rb2O2 et le superoxyde RbO2.
Il réagit également violemment avec les éléments halogènes. De plus, en réagissant avec l’eau, il produit de l’hydrogène, qui fournit également une quantité suffisante de chaleur de réaction pour enflammer l’hydrogène, ce qui rend la réaction explosive.
En somme, des alliages peuvent être formés avec le potassium, le sodium, le césium, le calcium et l’or. Dissous dans le mercure, il forme un amalgame.
2. Le rubidium naturel
Dans la croûte terrestre, le rubidium est le 23e élément le plus abondant. Il est présent sous forme d’oxyde dans des minerais tels que la leucite, la carnallite, la pollucite et la zinnwaldite, à hauteur de 1 % maximum. Le mica lithia (Lepidolite) contient de 0,3 à 3,5 % de rubidium et peut donc être utilisé comme source de rubidium sur une base commerciale.
L’eau de mer contient en moyenne 125 µg/L de rubidium. Par rapport à ses éléments homologues, c’est nettement moins que le potassium et nettement plus que le césium. Les principales sources de rubidium sont la microcline à rubidium de l’île d’Elbe en Italie et les gisements de polsite du lac Burnick au Canada.
3. Production de rubidium
Environ 2 à 4 tonnes de composés de rubidium sont produites chaque année. Le rubidium et le césium peuvent être séparés du potassium. Par exemple, l’alun de rubidium pur est produit à partir de l’alun de rubidium et de césium par cristallisation fractionnée.
4. Isotopes du rubidium
Il existe 24 isotopes connus du rubidium. Les isotopes naturels sont l’isotope stable 85Rb et l’isotope radioactif 87Rb. Leur abondance naturelle est respectivement de 72,2 % et 27,8 %.
Le 87Rb est largement présent dans l’environnement ; la demi-vie du 87Rb est de 4,88 x 1010 années ; le 87Rb est utilisé pour la datation parce qu’il se transforme en 87Sr stable par désintégration bêta.
Le 82Rb n’existe pas à l’état naturel, mais il est produit par la désintégration du 82Sr. Le 82Rb a une demi-vie de 1,273 min. Le 82Rb est utilisé pour la tomographie par émission de positrons du cœur.