1.5. Нитрат рубидия

Нитрат рубидия (рубидий азотнокислый) RbNO₃ – бесцветное кристаллическое вещество тригональной системы (δ-RbNO₃). При температуре 164⁰С происходит превращение тригональной системы в кубическую (δ → γ). При температуре 219⁰С кубическая система переходит в ромбическую (γ → β), а вблизи 291⁰С происходит еще одно полиморфное превращение (β → α).

Расплавленный нитрат рубидия – сильный окислитель, разрушающе действующий на кварц, платину и многие металлы.

Нитрат рубидия гигроскопичен. Он хорошо растворяется в воде; плохо растворяется в спиртах, пиридине, эфире, диоксане и кетонах [53].

При исследовании методом ДТА его полиморфные превращения обнаружены при температурах 167 и 221⁰С. Он имеет температуры, ⁰С: плавления – 294, начала выделения кислорода – 609, бурного кипения – 881. По данным работы [40] температура начала разложения нитрата рубидия с образованием нитрита рубидия и кислорода равна 340⁰С, а по данным работы [53] – 430⁰С.

Кинетические кривые изотермического разложения нитрата рубидия в воздухе в диапазоне температур 550-750⁰С приведены на рис. 2.8. Политермы разложения нитрата рубидия представлены на рис. 2.1.

Рис. 2.8. Кинетические кривые изотермического разложения

нитрата рубидия в воздухе (тигель из серебра)

Разложение нитрата рубидия протекает по уравнению

2RbNO₃ = 2RbNO₂ + O₂.

Давление кислорода, равное атмосферному, достигается при температуре 548,5⁰С. Реакция может быть ускорена добавлением слабых восстановителей (свинца, ртути и др.). При нагревании выше 700⁰С разложение происходит по уравнению

2RbNO₃ = Rb₂O + N₂ + 2,5O₂.

Реакции разложения нитрата рубидия являются эндотермическими.

В присутствии металлов, обладающих большой теплотой горения, происходит экзотермическая реакция, часто сопровождающаяся взрывом

3RbNO₃ + 5Al = 3RbAlO₂ + Al₂O₃ + 1,5N₂.

Значения константы скорости термического разложения нитрита рубидия составляют:

t, 0С	500	550	600	650	700
К, %/мин	5,7·10-6	1,1·10-5	2,4·10-5	8,5·10-5	4,3·10-4

Энергия активации реакции термического разложения нитрита рубидия в диапазоне температур равна, кДж/моль: 500-600⁰С – 81,4; 600-700⁰С – 159,0.

В разреженном воздухе при давлении 0,665 Па и температуре 450-500⁰С нитрат рубидия возгоняется без разложения. Это может быть использовано для получения частиц наноразмеров.

В связи с отсутствием широкой сырьевой и производственной базы нитрат рубидия в пиротехнической промышленности применения не нашел.

1.6. Нитрат цезия

Нитрат цезия (цезий азотнокислый) СsNО₃ – бесцветное кристаллическое вещество гексагональной системы (β-СsNО₃). При температуре 151,5-154,0⁰С происходит переход гексагональной системы в кубическую (β → α). При температуре 440-495⁰С начинается разложение нитрата цезия. Давление кислорода, равное атмосферному, достигается при температуре 584⁰С.

Реакции разложения нитрата цезия протекают аналогично реакциям нитрата рубидия. В разреженном воздухе при давлении 0,665 Па он возгоняется без разложения.

Расплавленный нитрат цезия (как и нитрат рубидия) является сильным окислителем, разрушающим кварц, платину и многие металлы.

Нитрат цезия хорошо растворяется в воде; плохо растворяется в спиртах, пиридине, эфирах, кетонах, диоксане.

Данные по термическому разложению нитрата цезия приведены в работах [40, 53]. Кинетические кривые разложения нитрата цезия при изотермическом нагреве представлены на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Кинетические кривые изотермического разложения

нитрата цезия в воздухе (тигель из серебра)

Значения константы скорости термического разложения нитрита цезия составляют:

t, 0С	500	550	600	650	700
К, %/мин	5,7·10-6	1,6·10-5	3,5·10-5	8,8·10-5	2,8·10-4

Энергия активации реакции термического разложения нитрита цезия в диапазоне температур равна, кДж/моль: 500-600⁰С – 101,2; 600-700⁰С – 145,5.

В связи с отсутствием широкой сырьевой и производственной базы нитрат цезия применяется только в пиротехнических составах специального назначения.