铷铯及其化合物概况.doc

铷/铯及其化合物概况1.1 铷/铯的基本概况1.1.1 铷的基本概况铷英文名称：Rubidium。性质：第1族（IA）（碱金属）元素。原子序数37。铷在1861年由德国Bunsen R W和Kirchhoff G R共同发现。有稳定的85Rb和放射性的87Rb两种天然同位素；24种人工合成同位素。 铷是一种银白色稀有碱金属，CAS No.：7440-17-7。熔点很低（38.8），沸点为688，密度为1.53克/厘米3。铷质软，有延展性，化学性质极活泼，在空气中能自燃与水利用强烈在常温下能引起燃烧和爆炸，甚至同-100的冰亦能猛烈反应。在光的作用下，铷易放出电子，由于铷的活性大，生产、使用、贮存和运输中，必须将其放在严密隔绝空气的装置中。铷在自然界分布很广，但至今尚未发现单纯的铷矿物，而常在锂云母、黑云母、光卤石等矿物中存在。盐湖卤水和海水中也含有较多的铷。目前，锂云母、盐湖卤水是提取铷的主要资源。 铷的用途铷是制造光电管的主要感光材料，使用光波范围广、灵敏度高（稍逊于铯）、稳定。铷原子钟的特点是需要的功率小、体积小、重量轻，准确度可达万亿分之一。铷极易电离，可用作固体电池的电介质。目前正在大力开展铷在离子发动机、磁流发电机及热电前正在大力开展铷在离子发动机、磁流发电机及热电换能器等方面的研究工作。1.1.2 铯的基本概况铯是碱金属族的一种银白色、质软、易展性的金属元素，铯的熔点 ( 28.55 ) ；沸点 (679) ；蒸气压最高，密度最大，正电性最强，电离势和电子逸出功最小。 金属铯的活性很强，在空气中燃烧会喷溅，产生浓密的碱性烟雾，伤害眼睛、呼吸系统和皮肤。因此在生产、贮存及运输时必须严格防止金属铯同空气或水接触。 铯的主要化工产品是硫酸铯、硝酸铯、碳酸铯、氯化铯、碘化铯、铬酸铯等盐类及金属铯。 铯特性与铷相似，铯的用途与铷相同外。铯的氧化物亦可作高能固体燃料，铯可制造人工铯离子云、铯离子加速器，以及反作用系统材料与烟火制造材料。铯是制造原子钟和全球卫星定位系统不可缺少的材料。用铯的化合物制成的红外辐射灯可发现夜间不易发现的讯号，放射性铯用于辐射化学、医学、食品和药品的照射等，铯还可作化工催化剂、特种玻璃原料。铯除了形成铯榴石矿物外，还参加到锂、铍、钾的矿物晶格中（在红柱石中含量达3%），有时在伟晶岩的围岩中形成铯云母（含氧化铯3%10%）。铯和铷都富集在岩浆作用晚期，尤其是在伟晶作用期。1.2 铷/铯基本理化性质1.2.1 铷基本理化性质表1.1 铷的基本理化性质外观与性状银白色蜡状柔软金属熔点()38.9相对密度(水=1)1.53沸点()688饱和蒸气压(kPa)0.13(297)分子式Rb分子量85.46主要用途用于制造光电池、真空管和作催化剂等。1.2.2 铯基本理化性质表1.2 铯的基本理化性质外观与性状银白色柔软金属或银白色液体熔点()28.5相对密度(水=1)1.87沸点()679饱和蒸气压(kPa)0.13(279)分子式Cs分子量132.91溶解性溶于酸、乙醇。主要用途用作光电池、电子管的吸气剂、氢化催化剂等。1.3 铷/铯的包装、贮存及运输等1.3.1 铷的包装、贮存及运输等包装方法：浸没在装有矿物油或液体石蜡的坚固金属容器内，严密封口，再装入坚固木箱中；装入盛有矿物油或液体石蜡的玻璃瓶内，再装入金属容器，严封后装入木箱。储存注意事项：于煤油中。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过25，相对湿度不超过75。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、卤素、氯代烃等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。运输注意事项：运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、卤素、氯代烃等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。运输用车、船必须干燥，并有良好的防雨设施。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。操作注意事项：密闭操作。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿化学防护服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免与氧化剂、酸类、卤素、氯代烃接触。尤其要注意避免与水接触。在氮气中操作处置。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。1.3.2 铯的包装、贮存及运输等包装方法：浸没在装有矿物油或液体石蜡的坚固金属容器内，严密封口，再装入坚固木箱中；装入盛有矿物油或液体石蜡的玻璃瓶内，再装入金属容器，严封后装入木箱。储存注意事项：浸于煤油中。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过25，相对湿度不超过75。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、卤素等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。运输注意事项：运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、卤素等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。运输用车、船必须干燥，并有良好的防雨设施。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。操作注意事项：密闭操作。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员穿化学防护服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免与氧化剂、卤素接触。尤其要注意避免与水接触。在氩气中操作处置。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。1.4 铷/铯化合物及其合金的基本概况1.4.1 铷化合物及其合金的基本概况铷能与所有其他碱金属、碱土金属、锑、铋、金及汞等形成二元或多元系合金。化学上，铷是仅次于铯的第二正电性金属，能与大多数阴离子结合形成可溶性化合物，这些化合物大多有较强吸湿性。此外，铷还能与锑、铋、铬、铜、 铁、铅及其他几种金属形成不可溶性复合卤化物。这些化合物包括氢化铷、卤化铷、铷氧化物 ( Rb2O，RbO2、Rb2O2等) 、氢氧化铷、碳酸铷、乙酸铷、硫化铷、硫酸铷、 高氯酸铷、硝酸铷、硒化铷、碲化铷、硒酸铷、锰酸铷等。表1.3 主要铷化合物分类表序号分子结构CAS 登录号产品名称分子式1N/A584-09-8碳酸铷;rubidium carbonateRb2CO32N/A7488-54-2硫酸铷;rubidium sulfateRb2SO43N/A7790-29-6碘化铷;rubidium iodideRbI4N/A7791-11-9氯化铷;rubidium chlorideRbCl5N/A13126-12-0硝酸铷;rubidium nitrateRbNO36N/A13446-74-7氟化铷;rubidium fluorideRbF7N/A1310-82-3氢氧化铷;rubidium hydroxideRbOH813938-94-8氯化羰基双三苯基磷基铷;carbonylbis(triphenylphosphine)rhodium(i) chlorideC37H30ClOP2Rh铷和钾、钠、铯的合金可用以除去高真空系统的残佘气体。铷、铷钠、铷锂等合金，可作运载核动力系统的工作流体。铷及其化合物，在许多反应中具有良好的助催化性能。铷可配制易溶合金和作特殊合金的添加剂。氧化铷可以调整光学玻璃的密度和折射率，并可用来生产光敏和光色玻璃。硝酸铷可用作化学钢化玻璃的熔剂，以提高玻璃的抗张强度。铸铝合金中加入微量铷，可以改善其机械性能。近年来，随着国内外航天航空工业、原子能工业、生物工程及能源工业等高新技术产业的迅猛发展，铷及其化合物以其独有的特性，其应用开发研究受到广泛关注，日益显示出较高的商业价值。 铷化合物的提取有复盐沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等多种。铷的用途和铯大致相同，但铷光电池和光阴极的灵敏度以及使用范围稍逊于铯。铷和钾、钠、铯的合金可用以除去高真空系统的残余气体。碘化铷银 (RbAgI)是良好的离子导体，用作固体电池电解质。铷的特征共振频率为6835兆赫，可用作时间标准。铷原子钟的特点是体积小，重量轻，需要的功率小。用铷气泡制成的磁强计，测量范围达1500080000伽马(1伽马为10特斯拉)。氧化铷可用以调整光学玻璃的密度和折射率，并可用来生产光敏玻璃和光色玻璃。硝酸铷还可用作化学钢化玻璃的熔剂，以提高玻璃的抗张强度。铸铝合金中加入0.011的铷，可以改善其力学性能。熔化铜中加入0.010.5的铷，用喷雾法可制得表面积大而性能好的铜粉。很多有机和无机合成中,可以用RbO代替KO作助催化剂的组分。铷盐可用于制药。铷与其他碱金属能制成熔点很低的液体合金，如13%Rb-87Cs，共熔点-39；15K-85Rb，共熔点-34；8Na-92Rb，共熔点-5.2。铷还可以和很多非过渡金属形成化合物。1.4.2 铯化合物及其合金的基本概况碱性蓄电池中加入氢氧化铯，可降低电解质的凝固点，增加导电率，提高电容量；在以硫化锌为基底的屏幕材料中加入碘化铯，可以增强其亮度；经铊活化过的碘化铯晶体可用于闪烁计数器及红外光谱；铯的盐类用作分析化学试剂和有机合成反应催化剂在医药学中用于处置癫痫病用于麻醉剂及止痛剂等。铯的过氯酸盐、硼氦化物可用作高能固体燃料。此外，含有铯的玻璃，特别适于光学及电子器件使用。铯还可用于高真空设备残余气体的吸收剂和离子真空泵的工作介质。表1.4 主要铯化合物分类表序号分子结构CAS 登录号产品名称分子式1534-17-8碳酸铯;cesium carbonate Cs2CO323495-36-1甲酸铯;cesium formateCHCsO23N/A7647-17-8氯化铯;cesium chloride;caesium chlorideCsCl4N/A7787-69-1溴化铯;cesium bromideCsBr5N/A7789-17-5碘化铯;cesium iodideCsI6N/A7789-18-6硝酸铯;cesium n