С.І. Венецкий
Скільки років нашій планеті? На жаль,"Метрика" про народження Землі не збереглося, а самаж вона (як і всяка не дуже молода особа) ретельно приховує свій вік.Але коли є загадка, то завжди знаходяться і бажають її розгадати. Суперечка про те,коли в просторах Всесвіту утворилася наша "обитель", триває вжебагато століть. Якщо вірити Біблії, це сталося зовсім недавно - близько шеститисячоліть тому. Згідно ж сучасними науковими уявленнями, Земля"Живе на світі" вже приблизно 4,5 мільярда років (вельмиповажний вік, чи не так?).
У ролі свідків, готових підтвердити правильністьцієї точки зору, виступають найдавніші гірські породи планети. До останньогочасу самими "старими" вважалися породи, знайдені в Африці, врайоні Трансвааля: їм приблизно 3,4-3,5 мільярда років. Але в 1966 році молодийновозеландський вчений Вік Макгрегор на західному узбережжі Гренландії, біля входу вАмералік-фіорд, виявив породи, які виявилися старше, ніж трансваальскіе,майже на добрих півмільярда років. А встановити це вдалося за допомогою такзваних рубідій-стронцієвих "годин". Що ж вони собоюпредставляють?
Ще на початку нашого століття великий англійський фізикЕрнест Резерфорд запропонував для визначення віку мінералів і гірських порідскористатися відкритим за кілька років до цього явищем радіоактивності.Справа в тому, що атоми радіоактивних хімічних елементів, що входять до складуземної матерії, постійно випромінюють ті чи інші ядерні частинки, перетворюючись наатоми іншого елемента. Найцікавіше, що швидкість такого перетворення незалежить ні від температури, ні від тиску, ні від будь-яких інших чинників. Алезате кожен хімічний "індивідуум" характеризується своїм періодомнапіврозпаду - часом, протягом якого розпадається рівно половинанаявної кількості радіоактивного елемента. У одних речовин цей періодтриває лише мільйонні частки секунди, в інших досягає сотень трильйонів років.
Період напіврозпаду одного з"Довгожителів"-рубідію-87 (на його частку припадає близько 28% природнихзапасів рубідію) - 48 мільярдів років. Мимовільно випускаючи електрони, цейізотоп повільно, але вірно перетворюється на стабільний (не піддається подальшомурозпаду) ізотоп стронцію з тим же масовим числом (87). Оскільки відомозвичайне співвідношення між цим ізотопом і його найближчими"Родичами" (ізотопами з масовими числами 88, 86, 84), неважкообчислити, скільки в гірській породі "наднормативного" стронцію-87,тобто того, який утворився в результаті радіоактивного розпаду рубідію-87.
Ну, а визначивши до того ж кількість вихідної"Сировини", можна підрахувати, як довго тривав процес перетворення, т.тобто дізнатися вік гірської породи.
Якщо гренландским гірським породам за допомогою ізотопіврубідію та стронцію вдалося довести свою глибоку старовину, то найвищігори нашої планети - Гімалаї - завдяки цій же парі хімічних елементівзмогли переконати науковий світ у тому, що вони значно молодше, ніжпередбачалося до останнього часу. Так, тривалий час вважалося, що гірськімасиви Центральної Азії утворилися сотні мільйонів років тому. Порівнянонещодавно японські вчені, скориставшись рубідій-стронцієвий"Годинами", ретельно досліджували зразки гімалайських порід івстановили помилковість існуючої точки зору.
Вчені дійшли висновку, що цей район земної кулідвічі піддавався найсильнішим геологічним стисканням. Перше стиснення, врезультаті якого сформувалася базова структура (або, інакше кажучи, свогороду фундамент) Гімалаїв, відбулося 450-500 мільйонів років тому, а друге,завдяки якому на цьому фундаменті були споруджені найвищі гори Землі, -всього якихось 15 мільйонів років тому.
Існують й інші подібні методи - радіовуглецевий,уран-гелієвий, уран-свинцевий, калій-аргоновий і т. д., але для дуже соліднихпроміжків часу, мабуть, найбільш підходящими є рубідій-стронцієвих"Годинник". Отже, рубідій допомагає встановити приблизний вік Землі. Аяк давно він сам відомий людині? На це питання можна дати гранично точнийвідповідь.
Народження рубідію відбулося в 1861 році. Ця подіяне вислизнуло від допитливого погляду двох чудових німецьких вчених - хімікаРоберта Бунзена і фізика Густава Кірхгофа, що розробили в 1859 роціспектральний метод аналізу речовин, за допомогою якого через рік їм вдалосявідкрити цезій.
Продовжуючи досліджувати різні мінерали, вонивиявили в спектрі саксонського лепідолітом дві невідомі раніше темно-червонілінії. Так сигналізував про свою появу на світ новий елемент, який ібув названий рубідій, що в перекладі з латинської означає "червоний".
Це дає рубідій підставу вважати себе майжеоднофамільцем рубіна - відомого дорогоцінного каміння. Але якщо рубін і справдічервоний, то про рубідій цього не скажеш: як і більшість металів, вінсріблясто-білого кольору. Рубідій дуже легкий (легше магнію) і дуже м'який(Як віск) метал. Йому явно протипоказано перебування в жарких місцях нашоїпланети: температура плавлення рубідію всього 38,9 В° С, тому під палючимипроменями південного сонця він може буквально розтанути на очах. Щоб закінчитисловесний портрет рубідію, вкажемо ще одну особливу прикмету: пари його сполукнадають полум'я пальника характерний пурпуровий відтінок.
Вперше металевий рубідій зумів одержати в 1863році Р. Бунзен. Для цього йому довелося "перевернути гори", а вірніше,випарувати ціле "озеро" - понад 40 кубометрів Шварцвальдськиймінеральної води, в якій також був виявлений новонароджений елемент. Але цебув тільки початок. З упаренного розчину вчений осадив суміш хлороплатінатикалію, цезію і рубідію. Тепер треба було розділити нерозлучну трійцю.Скориставшись більш високою розчинністю калійних з'єднань, Бунзен шляхомбагаторазової фрикційної кристалізації спочатку видалив "з поля"калій. Розділити цезій і рубідій було ще складніше, але й це завдання вдалосявирішити. Завершила справу сажа, яка відновила рубідій з його кислоготартрату (солі винної кислоти).
Через чверть століття відомий російський хімік М.М.Бекетов запропонував інший спосіб отримання металевого рубідію -відновленням його з гідроксиду алюмінієвим порошком. Учений проводив цейпроцес в залізному циліндрі з газовідвідної трубкою, яка поєднувалася зіскляним резервуаром-холодильником. Циліндр підігрівався на газовому пальнику,і в ньому починалася бурхлива реакція, що супроводжувалася виділенням водню ісублімацією рубідію в холодильник. Як писав сам Бекетов, "рубідій женетьсяпоступово, стікаючи, як ртуть, і зберігаючи навіть свій металевий блисквнаслідок того, що снаряд під час операції наповнений воднем ". В нашідні цей метал "видобувають" головним чином з хлориду, впливаючи нанього металевим кальцієм у вакуумі при 700-800 В° С.
Як не складно виділити чистий рубідій з йогоз'єднань, але це тільки півсправи: не менше клопоту пов'язано з його зберіганням."Свіжий" метал негайно запаюють в ампули з особливого скла, вяких створено вакуум або знаходиться інертний газ. Іноді "камероюпопереднього ув'язнення "служать металеві посудини, заповнені"Сухим" (ретельно зневоднених) гасом або парафіновим маслом.Тільки при дотриманні цих умов можна бути впевненим, що "продуктпідлягає тривалому зберіганню ". Чим же викликані такі суворі заходи"Покарання"?
Виною всьому - буйний характер бранця. Вивільнитийого з ув'язнення-все одно, що випустити злого джина з пляшки. За хімічноюактивності рубідій в сім'ї металів поступається тільки своєму "старшомубрату "цезію. Опинившись на волі, тобто на повітрі, рубідій тут жезагорається і згоряє яскравим рожево-фіолетовим полум'ям, утворюючи жовтийпорошок - надпероксід рубідію.
Виниклий "пожежа" не можна гасити водою:метал реагує з нею ще більш бурхливо, з вибухом, причому розлучена зкиснем водень негайно загоряється, "підливаючи масла у вогонь".При цьому рубідій зовсім не рахується з фізичним станом води: навітьзамерзнувши і перетворившись на лід, вона не перестає бути об'єктом нападокагресивного металу. Подібно до того як відбійний молоток шахтаря врубається впласт вугілля...
