Cátion de rubídio (22537-38-8) Propriedades Físicas e Químicas
Cátion de rubídio
Cátion monovalente de rubídio (Rb+) fornecido para uso em sais inorgânicos, padrões analíticos e aplicações especiais de P&D.
| Número CAS | 22537-38-8 |
| Família | Cátions de metais alcalinos / sais inorgânicos |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino (na forma de sais) |
| Grau Comum | EP |
O cátion de rubídio é um cátion inorgânico monovalente pertencente à família dos metais alcalinos e representa a forma iônica carregada positivamente simples do elemento rubídio. Estruturalmente, é um cátion monoatômico com configuração eletrônica de gás nobre de camada fechada após a perda do único elétron de valência \(5s\); a fórmula nominal é \(\mathrm{Rb}^+\). Como cátion de metal alcalino, \(\mathrm{Rb}^+\) apresenta baixa capacidade de polarização em relação a cátions menores e com carga mais alta, sendo fortemente hidratado em meios aquosos, formando complexos solvatados lábeis na primeira camada.
Eletronicamente e quimicamente, \(\mathrm{Rb}^+\) comporta-se como um cátion espectador duro e monovalente na maioria dos sistemas aquosos e muitos não aquosos: mostra acidez de Brønsted negligenciável, hidrólise mínima e interações específicas fracas com ligantes neutros, exceto quando selecionado por complexantes específicos para tamanho (por exemplo, éteres corona ou criptandos). A lipofilicidade relativa é baixa para o íon livre; solvatacão e pareamento iônico governam o comportamento de partição em solventes mistos. O comportamento de oxidação/ redução é relevante para o elemento metálico (o rubídio metálico é altamente redutor), enquanto a forma catiônica é quimicamente estável sob condições laboratoriais e industriais típicas e é comumente encontrada como sais solúveis.
Os graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: EP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Não existe valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade no contexto atual dos dados.
Ponto de Fusão ou Decomposição
Ponto de fusão listado: \(39\,^\circ\mathrm{C}\). Note que este valor corresponde à transição de fase do elemento metálico; temperaturas de fusão ou decomposição para sais e formas complexadas de \(\mathrm{Rb}^+\) variam amplamente e são determinadas pelo contra-íon específico e pela estrutura da rede/lavagem.
Solubilidade em Água
Não existe valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade no contexto atual dos dados.
pH da Solução (Comportamento Qualitativo)
Como cátion alcalino simples e monovalente, \(\mathrm{Rb}^+\) é essencialmente não hidratante em água e age como íon espectador em química ácido-base. Soluções aquosas dos sais de rubídio (quando preparadas a partir de contra-íons neutros como cloreto, nitrato ou sulfato) tipicamente apresentam pH próximo da neutralidade, a menos que o contra-íon ou impurezas dissolvidas confiram acidez ou basicidade. Não é esperado que \(\mathrm{Rb}^+\) perturbe significativamente o \(\mathrm{pH}\) nas concentrações normais usadas em processos laboratoriais e industriais.
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido-Base
\(\mathrm{Rb}^+\) não é um doador de prótons e apresenta acidez de Brønsted negligenciável; não possui \(\mathrm{p}K_a\) mensurável associada à desprotonação. Em água, o íon é fortemente solvatado, mas não sofre hidrólise em grau apreciável devido à sua única carga positiva e grande raio iônico, que resultam em baixa densidade de carga e fraca polarização das moléculas de água na primeira camada de solvatacão. Em sistemas de solventes mistos ou na presença de ligantes fortemente coordenantes, \(\mathrm{Rb}^+\) pode formar complexos de coordenação, porém estes são tipicamente lábeis e dominados por interações eletrostáticas.
Reatividade e Estabilidade
O cátion de rubídio é quimicamente estável em matrizes aquosas comuns e sólidas. Forma cristais iônicos com contra-íons típicos; esses sais são geralmente estáveis ao ar e umidade sob condições normais de manuseio. O cátion pode participar de equilíbrios de troca iônica, ser sequestrado por ligantes macrocíclicos (e.g., éteres corona e criptandos) que são seletivos para íons alcalinos maiores, e ser trocado em meios inorgânicos de troca iônica. A química redox não é relevante para \(\mathrm{Rb}^+\) (a redução ao metal requer condições fortemente redutoras e diz respeito à forma elementar, não ao cátion). Instabilidades térmicas, fotquímicas ou oxidativas dos sais de \(\mathrm{Rb}^+\) são governadas principalmente pelas propriedades do contra-íon e da rede cristalina sólida, e não pelo cátion em si.
Parâmetros Moleculares e Iônicos
Fórmula e Massa Molecular
- Fórmula: \(\mathrm{Rb}^+\)
- Massa molecular (nominal): \(85.468\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Massa exata / monoisotópica: \(84.91178974\) (unidades de massa atômica)
Descritores computados adicionais: área polar topológica superficial \(=0\); carga formal \(=+1\); contagem de átomos pesados \(=1\).
Íons Constituintes
A espécie iônica principal é o cátion de rubídio, \(\mathrm{Rb}^+\). Na prática, \(\mathrm{Rb}^+\) é encontrado pareado com uma ampla variedade de ânions (exemplos comuns em contextos industriais e laboratoriais incluem cloreto, nitrato, sulfato e contra-íons haleto ou oxiânions). O pareamento iônico, o empacotamento da rede e a estrutura da camada de solvatacão determinam as propriedades macroscópicas (solubilidade, ponto de fusão, condutividade) dos sais resultantes.
Identificadores e Sinônimos
Números e Códigos de Registro
- RN CAS: 22537-38-8
- InChI: InChI=1S/Rb/q+1
- InChIKey: NCCSSGKUIKYAJD-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: [Rb+]
- UNII: PR87B22TGJ
- ChEBI: CHEBI:49847
- DTXSID: DTXSID50177059
- HMDB: HMDB0001327
- KEGG: C17061
- Wikidata: Q27104730
Sinônimos e Nomes Comuns
Sinônimos e nomes comuns fornecidos pelo depositante incluem: - cátion de rubídio - ÍON DE RUBÍDIO - rubídio(1+) - Rubídio, íon (Rb1+) - UNII-PR87B22TGJ - PR87B22TGJ - cátion de rubídio(I) - íon de rubídio(1+) - ÍON DE RUBÍDIO(1+) - CHEBI:49847 - DTXSID50177059 - RefChem:180179 - DTXCID2099550 - 22537-38-8 - Rb+ - rubídio(I) - Rubídio + - Íon de rubídio (I) - Rubídio [UN1423] - Rb(+) - SCHEMBL29494657 - C17061 - Q27104730
Aplicações Industriais e Comerciais
Funções Funcionais e Setores de Uso
O rubídio em sua forma iônica é usado principalmente onde são requeridas as propriedades químicas ou físicas de um cátion alcalino grande. Papéis comerciais e técnicos para sais e soluções de rubídio incluem o uso como agentes dopantes em formulações especiais de vidro, componentes em certos materiais eletrônicos e ópticos, reagentes em síntese química e química analítica, e como reagente de pesquisa em estudos fundamentais de transporte e coordenação iônica. Formas isotopicamente específicas de rubídio (e.g., isótopos radioativos) têm aplicações em medicina nuclear e estudos com traçadores; tais aplicações referem-se ao isótopo e ao seu manuseio radioquímico, e não a alguma reatividade química única do cátion não radioativo.
Exemplos Típicos de Aplicação
- Reagente de laboratório para estudos dos efeitos de íons de metais alcalinos e experimentos de troca iônica.
- Dopante ou modificador em formulações especiais de vidro e cerâmica para ajustar índice de refração ou outras propriedades.
- Fonte de íons de rubídio para experimentos de referência eletroquímica e de condutividade.
- Componente de soluções padronizadas e materiais de calibração em protocolos analíticos (escolhido pelo tamanho iônico e comportamento semelhante ao potássio em certos contextos).
Se um resumo conciso específico da aplicação for necessário para decisões de aquisição ou formulação, a seleção deve ser informada pelo contraíon pretendido, grau de pureza e composição isotópica.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Riscos à Saúde e Ambientais
Os sais de rubídio apresentam toxicidade química aguda geralmente baixa em comparação com muitos sais de metais de transição, mas, assim como outros sais solúveis de álcali, a exposição excessiva pode perturbar o equilíbrio eletrolítico se quantidades significativas forem absorvidas. Como cátion alcalino biologicamente ativo, o rubídio pode substituir parcialmente o potássio em alguns sistemas biológicos; exposição crônica ou em altas doses deve ser evitada. O destino ambiental é dominado pela solubilidade e mobilidade em meios aquosos; compostos solúveis de rubídio podem ser móveis no solo e na água e devem ser gerenciados para minimizar liberações descontroladas.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
Manuseie sais de rubídio utilizando medidas padrão de higiene industrial química: evite a inalação de poeira, previna o contato com pele e olhos, utilize luvas e proteção ocular adequadas, e forneça exaustão local para operações que gerem poeira. Armazene em recipientes bem fechados, em local fresco, seco, bem ventilado e afastado de materiais incompatíveis (avalie a compatibilidade com agentes complexantes fortes e metais reativos). O metal de rubídio (forma elementar) é altamente reativo e requer armazenamento e manuseio especializados; isso não se aplica aos sais iônicos típicos discutidos aqui. Para informações detalhadas sobre riscos, transporte e regulamentos, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
