Din punct de vedere chimic, cesiul este foarte activ. În aer, este instantaneu oxidat cu aprindere, formând un superoxid CsO2 cu un amestec de peroxid de Cs2O2. Cesiul este capabil să absoarbă cea mai mică urmă de oxigen într-un vid profund. Cu apă, reacționează cu explozia pentru a forma hidroxidul CsOH și evoluția hidrogenului. Cesiul interacționează chiar și cu gheață la -116 ° C. Depozitarea acestuia necesită o mare atenție.
Cesiul interacționează și cu carbonul. Numai cea mai perfectă modificare a carbonului - diamantului - este capabilă să reziste cesiului. Cesiul topit lichid și vaporii acestuia slăbesc funinginea, cărbunele și chiar grafitul, care intervin între atomii de carbon și dau compuși destul de puternici de culoare galben auriu. La 200-500 ° C, se formează un compus cu compoziția C8Cs5. și la temperaturi mai ridicate - C24 Cs, C36 Cs. Ele se aprind în aer, alungă hidrogenul din apă și, cu încălzire puternică, se descompun și dau tot cesiul absorbit.
Chiar și la temperatura obișnuită de reacție a cesiului cu fluor, clorul și alți halogeni sunt însoțiți de aprindere și cu explozie de sulf și fosfor. Când este încălzit, cesiul este combinat cu hidrogen. Cu azot în condiții obișnuite, cesiul nu interacționează. Nitrida Cs3N este formată într-o reacție cu azot lichid în timpul descărcării electrice între electrozii din cesiu.
Cesiul este dizolvat în amoniac lichid. alchilamine și polieteri, formând soluții albastre cu conductivitate electronică. Într-o soluție de amoniac, cesiul reacționează încet cu amoniac pentru a elibera hidrogenul și pentru a forma amida CsNH2.
Aliajele și compușii intermetalici ai cesiului sunt relativ scăzute de topire. Aurida cesiului CsAu, în care se realizează o legătură parțial ionică între atomii de aur și cesiu, este un semiconductor de tip n.
Cea mai bună soluție la problema obținerii cesiului metalic a fost găsită în 1911 de către chimistul francez A.Appil. Conform metodei sale, care pana acum ramane cea mai comuna, clorura de cesiu este redusa prin calciu metalic in vid:
2CsCI + Ca> CaCI2 + 2Cs
reacția trecând aproape până la capăt. Procedeul este realizat la o presiune de 0,1-10 Pa, la o temperatură de 700-800 ° C eliberat de cesiu se evaporă și îndepărtează prin distilare, și clorură de calciu rămâne complet în reactor, deoarece în aceste condiții este de săruri de volatilitate neglijabilă (temperatură CaCl2 de topire este 773 ° C). Ca rezultat al distilației repetate în vid, se obține un cesiu metalic absolut pur.
Sunt descrise multe alte metode pentru obținerea cesiului metalic din compușii săi. Calciul metalic poate fi înlocuit cu carbură, dar temperatura de reacție trebuie ridicată la 800 ° C, astfel încât produsul final este contaminat cu impurități suplimentare. Electroliza topiturii halogenurii de cesiu este de asemenea realizată folosind un catod cu plumb lichid. Ca rezultat, se obține un aliaj de cesiu cu plumb, din care cesiul metalic este izolat prin distilare în vid.
Este posibil să se descompună azida de cesiu sau să se reducă dicromatul cu zirconiu, dar aceste reacții sunt uneori însoțite de o explozie. Când dicromatul cromat de cesiu este înlocuit cu cromat, procesul de reducere are loc fără probleme și, deși randamentul nu depășește 50%, cesiul metalic foarte pur este distilat. Această metodă este aplicabilă pentru a obține cantități mici de metal într-un dispozitiv special de vid.
Producția mondială de cesiu este relativ mică.
Cesiul metalic este o componentă a materialului catodic pentru fotocelule, multiplicatoare fotoelectronice, tuburi cu raze electronice care transmit TV. Celulele fotovoltaice cu un complex de fotocatodic-argint cesiu este deosebit de valoros pentru radar: acestea sunt sensibile nu numai la lumina vizibilă, ci și la razele infraroșii invizibile și, spre deosebire, de exemplu, seleniu, care lucrează fără inerție. În televiziune și cinematograf, fotocelulele cu antimoniu-cesiu sunt larg răspândite; sensibilitatea lor chiar și după 250 de ore de funcționare scade doar cu 5-6%, ele funcționează eficient într-un interval de temperatură de la -30 ° C până la + 90 ° C. Printre acestea sunt așa-numitele fotocelule multietajate; în acest caz, sub acțiunea electronilor cauzate de razele luminoase într-unul din catozi, apare emisia secundară - electronii sunt emise de fotocatozi suplimentari ai dispozitivului. Ca urmare, curentul electric total produs în celula fotografică se multiplică de mai multe ori. Creșterea curentului și creșterea sensibilității sunt de asemenea realizate atunci când fotocelulele de cesiu sunt umplute cu un gaz inert (argon sau neon).
Cesiul metalic servește pentru a face redresoare speciale, în multe privințe superioare celor cu mercur. Se utilizează ca agent de răcire în reactoarele nucleare, o componentă a lubrifianților pentru tehnologia spațială și a unui dispozitiv de obținere a dispozitivelor electronice de vid. Cesiul metalic prezintă, de asemenea, activitate catalitică în reacțiile compușilor organici.
Cesiul este utilizat în standardele atomice. Ceasul de cesiu este neobișnuit de precis. Acțiunea lor se bazează pe tranziția între două stări ale atomului de cesiu, cu orientare paralelă și antiparalel momentelor magnetice ale electronilor atomilor proprii de bază și valență. Această tranziție este însoțită de oscilații cu caracteristici strict constante (lungime de undă de 3,26 cm). În 1967 Conferința Internațională generală privind greutățile și măsurile stabilite :. „În al doilea rând - timp egal cu 9192631770 perioade ale radiației corespunzătoare tranziției între cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133“
Recent, o atenție deosebită a fost acordată plasmei de cesiu, un studiu cuprinzător al proprietăților și condițiilor de formare, acesta putând fi folosit în motoarele cu plasmă ale viitorului. În plus, lucrul la studiul plasmei de cesiu este strâns legat de problema fuziunii termonucleare controlate. Mulți cred că este recomandabil să se creeze o plasmă de cesiu, utilizând energia termică a reactoarelor nucleare.
Cesiul este depozitat în fiole de sticlă într-o atmosferă de argon sau în vase închise din oțel sub un strat de ulei de vaselină deshidratat. Aruncați reziduurile metalice prin tratarea cu pentanol.
Compuși de cesiu.
Cesiul formează compuși binari cu cele mai multe metale. Hidridele și deuteridele de cesiu se aprind ușor în aer, precum și în atmosferă de fluor și clor. Compușii de cesiu cu azot, bor, siliciu și germaniu sunt instabili și uneori sunt inflamabili și explozivi. Halidele și sărurile majorității acizilor sunt mai stabile.
Compuși cu oxigen. Cesiul formează nouă compuși cu oxigen, având o compoziție de la Cs7O la CsO3.
Oxidul de cesiu Cs2O formează cristale maroniu-roșu care se răspândesc în aer. Se obține prin oxidare lentă inadecvată (2/3 din cantitatea stoichiometrică) de oxigen. Reziduul de cesiu nereacționat este distilat într-un vid la 180-200 ° C. Oxidul de cesiu în vid la 350 ... 450 ° C se sublimează și se descompune la 500 ° C:
Reacționează puternic cu apă, dând hidroxid de cesiu.
Oxidul de cesiu este o componentă a fotocatodelor complexe, a paharelor speciale și a catalizatorilor. Se constată că în synthol preparat (ulei sintetic) de gaz de apă și de stiren din etilbenzen, precum și alte sinteze ale adăugarea catalizatorului cantități mici de oxid de cesiu (în loc de oxid de potasiu) crește randamentul produsului final și îmbunătățește condițiile de proces.
Cristalele galbene galben-higroscopice ale peroxidului de cesiu Cs2O2 pot fi obținute prin oxidarea cesiului (sau a soluției sale în amoniac lichid) cu o cantitate de oxigen dozată. Peste 650 ° C, peroxidul de cesiu se descompune prin eliberarea oxigenului atomic și oxidează energic nichelul, argintul, platina și aurul. Peroxidul de cesiu se dizolvă în apă cu gheață fără descompunere și peste 25 ° C reacționează cu el:
În acizi, se dizolvă cu formarea de peroxid de hidrogen.
Când cesiul este ars în aer sau în oxigen, se formează un superoxid de culoare brun-auriu de CsO2. La peste 350 ° C, se disociază cu eliberarea de oxigen. Superoxidul de cesiu este un oxidant foarte puternic.
Peroxidul și superoxidul de cesiu servesc ca surse de oxigen și sunt utilizate pentru regenerarea sa în navele subacvatice și spațiu.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: