Cesium 133 - Cs133
První detekci těžkého cesia alkalických kovů trvalo 44.200 1861 litrů minerální vody z Bad Dürkheimu. V suchém zbytku této minerální vody objevili v roce 1 Robert Wilhelm Bunsen a Gustav Robert Kirchhoff specifické spektrální linie. Cesium bylo prvním prvkem, který byl identifikován pomocí moderních spektroskopických metod. Krátce nato následovaly Rubidium a indium. Názvy všech tří prvků se shodují s barvami nejintenzivnějších pásem v spektru atomových emisí: sloučeniny cesia září v plamenech nebe. Kirchhoff a Bunsen vyrobili řadu sloučenin cesia a charakterizovali kov jako nejelektivnější ze všech známých prvků. V zásadě se jim podařilo elektrolýzou chloridu v proudu taveniny, ale kov se začal tvořit v jemně rozdělené formě a tavenina se změnila na „smaltově modrou“ - účinek, který byl několikrát popsán pro koloidní cesium. První výrobu cesia v měřítku v měřítku dosáhl Carl Setterberg, který v roce 1881 podrobil směs kyanidu cesného a kyanidu barnatého k elektrolýze toku taveniny v Bunsenově laboratoři. [2] Pollucit, (Na1-xCsx)2Al2Si4O12· H2O, ze kterého je vyráběn CsCl, který je redukován vápníkem v žáru. Kov cesný se oddestiluje ve vakuu a po několika krocích čištění destilací se roztaví pod ochranným plynem ve skleněných ampulích.
Kovový cézium má zlatý kovový lesk, přestože mnoho zdrojů dnes píše, že je stříbro ve své čisté formě a zlatou barvu poskytovaly pouze oxidické nečistoty. Zlatá barva pochází z relativistických efektů. Při pohledu za normálního tlaku se pára cesia jeví jako mechově zelená, oba efekty jsou také známy ze zlata. Při suchém kyslíku cesium okamžitě reaguje a zakrývá se vrstvou černé stupnice, pokud přidání není pomalé a za míchání. To je velmi obtížné při přípravě čistých vzorků sloučenin cesia a kyslíku z prvků, protože to značně brání další reakci. Pokud jsou v ochranném plynu stopy vlhkosti, kov se rychle potáhne tenkou vrstvou svého hydroxidu, okamžitě ztratí svůj zlatý lesk a pak třpytí stříbro. Tato ztráta barvy je velmi citlivá a patrná. Může to být příčinou barvy, která je často popisována nesprávně.
Chemie cesia s kyslíkem je jedinečná: žádný jiný kov nenabízí tak pestré množství binárních sloučenin, čímž jednoduchý oxid Cs všech věcí2O je zvláště vzácné vidět. Suboxidy [3] Cs7O (bronzově zbarvené), Cs4O (červená metalíza červená), Cs11O3 (kovově modrá fialová) a „Cs3O “(černá s modrozeleným leskem) jsou hermafrodity vyrobené z kovů a iontových krystalů. Oranžový oxid Cs2O se vyrábí pomocí suboxidu Cs3O tepelně na Cs + Cs2O se rozkládá a přebytek cesia se oddestiluje. Bezbarvý peroxid Cs2O2 se může získat z hyperoxidu řízeným tepelným rozkladem nebo reakcí z prvků v kapalném amoniaku. Pokud kov cesia reaguje s přebytkem kyslíku, získá se zpočátku černá, heterogenní směs produktu. Dlouhodobé žíhání v kyslíkové atmosféře konečně dává kanárkově žlutý hyperoxid CsO2.
To pak může pokračovat s ozonem na tmavě červený ozonid CsO3 implementovat. V neposlední řadě je zde černá dvojitá sůl, peroxid-hyperoxid Cs4O6, známé. Co se týče redoxní chemie, cesium je vzrušující, než byste čekali pro elektropositivum všech prvků. Pokud zahřejete Cs2O, disproporcionuje se na kovové cesium a CsO2, Toto je oxidace oxidace na hyperoxidion, přičemž oxidační činidlo Cs+ je redukován na Cs kov. Je také možné snížení cesia: S vhodnými krypty a rozpouštědly lze kov cesia přeměnit na Cs při nízkých teplotách+Kation složený z krypty a solvatovaného Cs-- Neproporcionální anion. Mezitím je známa celá řada takových alkálií a elektridů. [4]
Cesium a Černobyl
V přírodě se vyskytuje pouze stabilní izotop 133Cs předtím. Od jaderné katastrofy v Černobylu v roce 1986 však velké části populace našli prvek cesium ve formě produktu radioaktivního štěpení 137Cs stal se známý, který přišel do značné míry v prostředí. Izotop má poločas rozpadu 30,17 let, a protože cesium je snadno rozpustné ve vodě, dosahuje potravního řetězce z půdy především prostřednictvím hub a rostlin a je stále zodpovědný za velkou část radioaktivity pozadí. Vzácný kov je fyziologicky irelevantní. V těle je podobný draslíku a může jej nahradit. To znamená, že když je začleněn, podílí se na nezbytných fyziologických procesech, ale také se vylučuje velmi rychle.
Cesium a jeho aplikace
Použití nákladného kovu je omezené. Ve velké většině případů (redukční činidlo, chladicí médium, ...) jej lze nahradit levnějšími alkalickými kovy. Větší množství chloridu cesného se používají jako vrtací maziva při výrobě oleje, jinak se malá množství používají jako getrový kov ve vakuových zkumavkách, jako médium pro ultracentrifugu nebo jako kamuflážní munice. Několik atomů postačuje pro nejslavnější aplikaci v atomových hodinách cesia. 137Cs našel mezeru jako stopovací prvek v geofyzice a radiační terapii a na tomto izotopu jsou také založeny některé termionické baterie a systémy ozařování potravin. Vazebná energie 6s elektronu v cesiu je tak nízká, že infračervené světlo o 910 nm je dostatečné k vytvoření fotoelektrického jevu. [5] Pracovní funkce jsou ještě nižší pro sloučeniny kyslíku bohaté na kovy, suboxidy cesia. A to jsou pro cesium jedinečné. První zařízení pro noční vidění proto mělo stříbrnou vrstvu jako fotodata, která je tak tenká, že svítí modře. To bylo potaženo cesiem a oxidem cesia, což vedlo k tvorbě suboxidů cesia. Moderní zesilovače zbytkového světla používají polovodičové materiály, cesium bylo zcela přemístěno z této oblasti.
Cesium - vysoká cena a pašování
Vysoká cena cesia je překážkou pro mnoho chemiků používat tento prvek ve větším rozsahu v syntézách. Cena cesia se v současné době pohybuje kolem 40 eur za gram, zhruba na úrovni ceny zlata, přičemž větší množství vykazují výrazně nižší ceny než malá množství. Skutečná cena závisí více na velikosti ampulky než na čistotě. Pokud chcete, můžete dokonce udělat izotopicky čistý 133Kupte Cs za 1.000 1970 eur za gram, což je obzvláště zajímavé, když vezmete v úvahu, že přírodní cesium je ze své podstaty čisté izotopy. Nejjednodušší způsob je však levný nákup cesia od celních orgánů nebo kriminální policie. Již nějakou dobu dochází k neustálému pašování skvěle připraveného materiálu z východní Evropy a Ruska. Materiál byl vyroben v 1980. a 11,5. letech, pravděpodobně v souvislosti se sovětskými projekty na magnetohydrodynamických (MHD) generátorech. Mezi dvěma vodivými elektrodami je vystřelena plazma. Kolmo na elektrody je aplikováno magnetické pole, které prostorově odděluje různě nabité ionty. Díky výslednému rozdílu napětí lze kinetickou energii převést přímo na elektrickou energii. První generátor MHD s výkonem 1959 kW byl postaven v USA v roce 25, pilotní elektrárna MHD s výkonem 1971 MW byla uvedena do provozu v Sovětském svazu v roce 1985, elektrárna 500 MW byla plánována na rok 6 v Rjazani a další velké elektrárny by měly být celostátní důsledky. První systémy používaly jako provozní plazmu horké spaliny z konvenčních elektráren, ale plazmový okruh lze použít v takzvaných uzavřených generátorech MHD. [1] Cesium je ideální jako pracovní médium: může být snadno ionizováno, již má vysoký tlak par při mírných teplotách a díky vysoké atomové hmotnosti přenáší spoustu kinetické energie. Kromě toho je index lomu v plynném cesiu <7, což je výhodné pro dynamiku plazmy. V průběhu zhroucení východního bloku se od velkých projektů upustilo, cezeň, který stál kolem, se stal nezaměstnaným a nakonec se vydal na západ. Buď je cesium zkonfiskováno během transportu k vnitřním evropským hranicím, nebo je zadrženo v „nálezech bunkru“. [XNUMX] Není divu, že po krátkém prostudování příslušných údajů o látkách a bezpečnostních listů jsou odpovědné orgány obecně rádi, že najdou kompetentní kupce pro často několik kilogramů cesia. Řada německých výzkumných skupin je proto vděčná organizovanému pašování za neustálou a nezištnou podporu jejich práce.
literatura
- G. Kirchhoff, R. Bunsen, Ann. Fyz. Chem., 1861, 189, 337.
- C. Setterberg, Liebigs Ann. Chem., 1881, 221, 100.
- A. Simon, Z. Anorg. Gen. Chem., 1973, 395, 301.
- RH Huang, DL Ward, ME Kuchenmeister, JL Dye, J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5561.
- R. Schulze, Z. Phys. 1934, 92, 212.
- „Plamen v tunelu“, Der Spiegel 1988, 38.
- První policejní důstojník policejního ředitelství Heilbronn, osobní komunikace.
Text s malými změnami převzatý z:
https://faszinatio nchemie.de/wissen-und-ffekten/news/caesium-das-unedle-gold/
Zdroj:
Mnohokrát děkuji Dr. Vysoká.
Obrázky: ISE
