В кристаллическом состоянии — бесцветное вещество с ионной структурой; нелетучее, термически устойчивое. Хлорид цезия хорошо растворим в воде и концентрированной
соляной кислоте
.
Содержание
Нахождение в природе
Встречается в природе в виде примеси к минералу
карналлиту
(до 0,002 %)
,
сильвину
и
каиниту
:[стр. 210—211]
. Также содержится в небольших количествах в
минеральных водах
. Например, в
Дюркхеймском
минеральном источнике (Германия), где и был впервые обнаружен цезий, содержание CsCl достигает 0,17 мг/л
:[стр. 206]
.
Хлорид цезия при
нормальных условиях
представляет собой бесцветное (в крупно-кристаллическом виде) или белое (в виде порошка) соединение, хорошо растворимое в воде (186,5 грамм CsCl в 100 г H
2
O при 20 °С, 250 г при 80 °С, 270,5 г при 100 °С)
:[стр. 620]
.
Гигроскопичен
, на воздухе расплывается; более
летуч
, чем
хлорид калия
. Не образует
кристаллогидратов
.
Зависимость растворимости хлорида цезия (в массовых процентах) в воде от температуры
:[стр. 8-112]
:
Температура
0 °С
10 °С
20 °С
25 °С
30 °С
40 °С
50 °С
60 °С
70 °С
80 °С
90 °С
100 °С
Растворимость, %
61,83
63,48
64,96
65,64
66,29
67,50
68,60
69,61
70,54
71,40
72,21
72,96
Растворимость в некоторых неводных неорганических средах
:
в
аммиаке
при 0 °С: 0,38 грамм/100 г растворителя.
Растворим в
метаноле
, малорастворим в
этаноле
(3,17 и 0,76 грамм CsCl в 100 г растворителя соответственно при 25 °С); хорошо растворим в
муравьиной кислоте
(107,7 грамм CsCl в 100 г растворителя при 18 °С) и
гидразине
:[стр. 97]
.
Зависимость растворимости хлорида цезия (в граммах на 100 г растворителя) в метаноле и этаноле от температуры
:
В отличие от
NaCl
и
KCl
хорошо растворяется в концентрированной
соляной кислоте
. Ниже представлен график зависимости растворимости хлорида цезия от температуры и концентрации HCl
.
Плотность водного раствора CsCl при 20 °C
:[стр. 645]
:
Эмпирическая зависимость растворимости хлорида цезия (
m
, моль/кг) в воде от давления (
P
, МПа; в диапазоне от 0,10 до 400 МПа) и температуры (
T
, K; в диапазоне 273—313 K) выражается следующим уравнением (
среднеквадратическое отклонение
: 0,022 моль/кг)
:
Значения D
o
и E
a
для иона Cs
+
в кристалле CsCl
:
T: 630—730 K; D
o
=1,1; E
a
=130;
T: 760—880 K; D
o
=0,1; E
a
=134.
Значения D
o
и E
a
для иона Cl
−
в кристалле CsCl
:
T: 550—730 K; D
o
=1,51; E
a
=122;
T: 760—880 K; D
o
=0,7; E
a
=152.
Значения D
o
и E
a
для диффузии инертного газа (
Xe
) в кристалле CsCl
:
T: 620—740 K; D
o
=0,1; E
a
=86,6;
T: 740—920 K; D
o
=0,1; E
a
=83,5.
Химические свойства
Впервые, в
1905 году
французский химик Акспиль (
фр.
Hackspill
) выделил металлический
цезий
восстановлением
кальцием
в вакууме
. Этот метод до сих пор остаётся наиболее распространённым способом промышленного получения цезия
.
Хлорид цезия при растворении в воде практически полностью
диссоциирует
на ионы, при этом в разбавленном растворе катионы цезия
сольватированы
:
В водных растворах вступает в типичные
реакции обмена
с некоторыми соединениями:
Твёрдый CsCl при нагревании с концентрированной
серной кислотой
(кипячение) или
(550—700 °С) образует
сульфат
:
Очень слабый
восстановитель
, окисляется до
хлора
только с помощью сильных окислителей в жёстких условиях
:
С некоторыми
хлоридами
образует смешанные соли: 2CsCl • BaCl
2
, 2CsCl • CuCl
2
, CsCl • 2CuCl, CsCl • LiCl и ряд других
.
Вступает в реакцию с межгалогенными соединениями, образуя
:
В промышленности хлорид цезия получают переработкой рудного сырья, как правило,
поллуцита
— основного промышленного минерала цезия. Основной способ вскрытия измельчённого поллуцитового концентрата — обработка его
соляной кислотой
при повышенной температуре
:
Выделение хлорида цезия из раствора осуществляют с помощью его осаждения в виде нерастворимых двойных солей, используя
хлорид сурьмы(III)
,
монохлорид иода
или
:
После отделения и очистки осадка хлорид цезия отделяют от побочного продукта с помощью термического
гидролиза
или осаждением с помощью
сероводорода
— в обеих случаях CsCl остаётся в растворе
:
Для получения особо чистого хлорида цезия используют его осаждение в виде Cs[I(Cl)
2
] или Cs[I(Cl)
4
] с последующей перекристаллизацией из солянокислого раствора. Собственно CsCl получают из комплексной соли термически
:[стр. 357—358]
:
Также сырьём для получения хлорида цезия являются отходы переработки
карналлита
:[стр. 307—314]
. В России промышленное производство соединения осуществляется на единственном предприятии —
ЗАО «Завод редких металлов»
(
г. Новосибирск
)
.
Несмотря на достаточно большой спектр направлений использования соединения (см. раздел
), ежегодный мировой объём производства товарного хлорида цезия
очень небольшой. По данным на
2010 год
, он составляет менее 20 тонн
.
Применение
Хлорид цезия образуется как полупродукт при извлечении
цезия
из минерального сырья
, а также как сырьё для
металлотермического
получения самого металла
:
Соединение было использовано для изучения ионов
менделевия
Md
+
.
В радиоэлектронной промышленности хлорид цезия используется в вакуумных трубках для радио- и телеаппаратуры, производства рентгенофлуоресцентных экранов; в
радиографии
в качестве контрастного вещества
.
Важным направлением использования CsCl является его применение в качестве рабочего раствора для
ультрацентрифугирования
белковых частиц в градиенте плотности. В методе равновесного (изопикнического) центрифугирования требуется создание относительно высокой плотности раствора при одновременном сохранении вязкости среды. Хлорид цезия отвечает предъявляемым требованиям для высокоскоростного фракционирования
ДНК
,
РНК
, некоторых
белков
и
нуклеотидов
.
Прочие направления использования хлорида цезия включают:
экспериментальный компонент
флюсов
для высокотемпературной пайки
;
экспериментальное средство для борьбы с насекомыми-вредителями некоторых сельскохозяйственных культур
.
Применение в органической химии
Хлорид цезия относительно редко используется в органическом синтезе, однако описан ряд химических реакций, в которых применяется это соединение в качестве межфазного
катализатора
или
нуклеофильного реагента
:
Хлорид цезия находит широкое применение как аналитический реагент для проведения качественных реакций микрохимического обнаружения неорганических веществ по образованию характерных кристаллических осадков (
микрокристаллоскопия
).
Примеры частных микрокристаллоскопических реакций с использованием CsCl приведены в таблице
:
Несколько клинических испытаний показали, что хлорид цезия может быть использован при комплексной терапии некоторых форм
рака
. Однако использование этого препарата было связано со смертью 50 пациентов, когда он был использован как часть научно непроверенного лечения рака. По мнению
(англ.)
(
, существующие научные данные не дают оснований полагать, что нерадиоактивные добавки хлорида цезия оказывают эффект на опухоли
.
Также в
США
был выдан патент на использование соединения в качестве стимулятора нервной системы. Отмечается, что CsCl очень эффективен для регулирования
сердечной аритмии
. В районах мира с повышенным содержанием солей цезия в рационе питания было отмечено увеличение продолжительности жизни. По предварительным экспериментальным данным хлорид цезия и другие его соли могут быть полезны для лечении маниакально-депрессивных расстройств
. Терапевтическое действие соединения при лечении нейродегенеративных заболеваний связана с тем, что CsCl защищает
нейроны
от
апоптоза
и активации
каспазы-3
, вызываемых низким содержанием ионов
калия
.
Помимо обычного хлорида цезия, отдельное применение в лучевой диагностике и радиотерапии находит
137
CsCl — хлорид металла, в котором используется
радиоактивный
изотоп
цезия
137
Cs
. Другой радиоизотоп цезия
131
Cs в виде хлорида также применяется как лечебно-диагностическое средство в
брахитерапии
и, в частности, прямой диагностики
инфаркта миокарда
.
По состоянию на 22 июля 2013 года хлорид цезия не входит в Перечень лекарственных средств, зарегистрированных, внесенных в государственный реестр лекарственных средств и разрешенных к медицинскому применению в Российской Федерации
.
Физиологическое действие и токсичность
Хлорид цезия является низко токсичным соединением, имеющим низкую степень опасности для человека
.
Показатели токсичности:
Токсические свойства хлорида цезия в больших концентрациях связаны со способностью этого соединения снижать содержание
калия
в организме и частично замещать его в биохимических процессах
. Пыль соединения может вызвать раздражение
верхних дыхательных путей
, респираторные расстройства,
астму
.
Комментарии
↑
Расхождение данных значений со значениями, приведёнными ранее, объясняется разными источниками.
Измерен относительно воздуха при длине волны 589 нм.
Относительно чистой воды.
Измерена при −51 °С и частоте электромагнитного поля 9,7•10
5
Гц.
Приведена упрощённая схема реакции.
Без учёта полуфабриката хлорида цезия, используемого для дальнейшего получения металлического цезия или иных соединений.
Выбор хлорида цезия в качестве распространённой соли для равновесного ультрацентрифугирования обусловлен следующими причинами:
хорошая растворимость соли в воде;
высокая плотность концентрированных водных растворов (Cs очень тяжёлый элемент) при несущественном изменении вязкости среды;
высокая крутизна профиля равновесного градиента для раствора от мениска до дна пробирки;
В дополнение к перечисленным выше качественным микрокристаллическим реакциям.
Примечания
↑
Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А.
Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. —
М.
: «Дрофа», 2006. — 685 с. —
ISBN 5-7107-8085-5
.
↑
Краткий справочник физико-химических величин / Под редакцией проф. А. А. Равделя и А. М. Пономарёвой. — Издание девятое. —
СПб.
: «Специальная литература», 1998. — 232 с. —
ISBN 5-86457-116-4
.
↑
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 23 февраля 2011.
13 августа 2011 года.
↑
(англ.)
.
Chemical and Other Safety Information
. The Physical and Theoretical Chemistry Laboratory Oxford University. Дата обращения: 8 апреля 2011.
17 августа 2011 года.
↑
Цезий
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 5. — С. 654—656. —
ISBN 5-85270-310-9
.
↑
Плющев В. Е., Стёпин Б. Д.
Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. —
М.
: «Химия», 1970. — 406 с.
Ионная связь
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1990. — Т. 2. — С. 506. —
ISBN 5-85270-035-5
.
↑
CRC Handbook of Chemistry and Physics / Editor-in-Chief David R. Lide. — 85-th edition. — CRC Press, 2005. — 2656 p. —
ISBN 978-0849304859
.
↑
Турова Н. Я.
Неорганическая химия в таблицах. —
М.
: Высший химический колледж РАН, 1997. — С. 85.
↑
Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. —
М.
—
Л.
: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
Картмелл Е., Фошлес Г. В. А.
Валентность и строение молекул. —
М.
: «Химия», 1979. — С. 119. — 358 с.
(неопр.)
. Refractive index database RefractiveIndex.INFO. Дата обращения: 11 мая 2011.
17 августа 2011 года.
Ионные кристаллы
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1990. — Т. 2. — С. 510. —
ISBN 5-85270-035-5
.
(неопр.)
.
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Санкт-Петербург, 1890—1907
. Викитека. Дата обращения: 15 апреля 2011.
17 августа 2011 года.
↑
Цезия галогениды
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 5. — С. 657. —
ISBN 5-85270-310-9
.
↑
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Химическое равновесие. Свойства растворов
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011.
5 апреля 2012 года.
↑
Плющев В. Е., Стёпин Б. Д.
Аналитическая химия рубидия и цезия. —
М.
: «Наука», 1975. — С. 22—26. — (Аналитическая химия элементов).
Плющев В. Е., Стёпина С. Б., Фёдоров П. И.
Химия и технология редких и рассеянных элементов / Под редакцией К. А. Большакова. — Изд. 2-е, перераб. и доп. —
М.
: «Высшая школа», 1976. — Т. 1. — С. 101—103.
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 23 февраля 2011.
16 июля 2014 года.
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011.
4 ноября 2011 года.
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011.
17 августа 2011 года.
↑
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011.
17 июня 2010 года.
Hackspill M. L.
(фр.)
// Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. — 1905. —
Vol. 141
. —
P. 106
.
22 июля 2017 года.
Савинкина Е.
(неопр.)
. Онлайн Энциклопедия «Кругосвет». Дата обращения: 26 февраля 2011.
17 августа 2011 года.
↑
Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л.
Химические свойства неорганических веществ / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 3-е изд.. —
М.
: «Химия», 2000. — С. 49. —
ISBN 5-7245-1163-0
.
Бария хлорид
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 463.
Consolidated Index of Selected Property Values: Physical Chemistry and Thermodynamics / National Research Council (U.S.). Office of Critical Tables. — Publication 976. — Washington, D.C.: National Academy of Science, 1962. — P. 271.
Полигалогениды
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1992. — Т. 3. — С. 1237—1238. —
ISBN 5-85270-039-8
.
↑
Cesium and Cesium Compounds
// Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4-th edition. — New York: John Wiley & Sons, 1994. — P. 375—376.
(неопр.)
. ЗАО «Завод редких металлов». Дата обращения: 4 марта 2011. Архивировано из
26 декабря 2011 года.
Менделевий
// Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. —
М.
: «Советская энциклопедия», 1992. — Т. 3. — С. 57. —
ISBN 5-85270-039-8
.
Patnaik P.
Handbook of Inorganic Chemicals. — McGraw-Hill, 2003. — P. 207. —
ISBN 0-07-049439-8
.
Остерман Л. А.
Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование (практическое пособие). —
М.
: «Наука», 1981. — С. 240—263. — 288 с.
(неопр.)
. Migatronic. Дата обращения: 24 февраля 2011.
24 марта 2012 года.
↑
(англ.)
(pdf).
Mineral Commodity Summaries
. U.S. Geological Survey (январь 2010). Дата обращения: 14 апреля 2011.
17 августа 2011 года.
(англ.)
(pdf). Chemetall GmbH, Special Metals Division (2008). Дата обращения: 10 апреля 2011. Архивировано из
30 декабря 2011 года.
↑
(англ.)
(pdf).
Cesium Fine Chemicals
. Cabot Corporation. Дата обращения: 11 апреля 2011.
17 августа 2011 года.
Cesium chloride
//
/ Edited by Morris Ch. G.. — San Diego: Academic Press, 1992. — P.
. — 2432 p. —
ISBN 0-12-200400-0
.
ГОСТ 52407-2005. Вода питьевая. Методы определения жесткости. — Издание официальное. —
М.
: Стандартинформ, 2006. — 16 с.
Кленовский М. С., Кельман В. А., Жменяк Ю. В., Шпеник Ю. О.
// Журнал технической физики. — 2010. —
Т. 80
,
№ 5
. —
С. 117—122
. —
doi
:
.
24 марта 2012 года.
Кленовский М. С., Кельман В. А., Жменяк Ю. В., Шпеник Ю. О.
Люминесценция эксиплексных молекул XeCl* и XeBr*, инициируемая продольным импульсным разрядом в трехкомпонентной смеси Xe с парами CsCl и CsBr // Оптика и спектроскопия. — 2013. —
Т. 114
,
№ 2
. —
С. 216—224
. —
doi
:
.
Бойченко А. М., Кленовский М. С.
// Квантовая электроника. — 2015. —
Т. 45
,
№ 12
. —
С. 1105—1110
. —
doi
:
.
Industrial Minerals & Rocks: Commodities, Markets, and Uses / Edited by Kogel J. E., Trivedi N. C., Barker J. M. — Seven edition. — Littleton: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 2006. — P. 1430. — 1548 p. —
ISBN 978-0-87335-233-8
.
Qureshi J. A., Buschman L. L., Throne J. E., Whaley P. M., Ramaswamy S. B.
(англ.)
// Environmental Entomology. —
Oxford University Press
, 2004. —
Vol. 33
,
no. 4
. —
P. 930—940
. —
doi
:
.
Katritzky A. R., Meth-Cohn O., Rees Ch. W.
Comprehensive Organic Functional Group Transformations / Volume editor: Gilchrist T. L.. — First edition. — New York: Elsevier, 1995. — Vol. 6: Synthesis: Carbon with Three or Four Attached Heteroatoms. — P. 283. — 933 p. —
ISBN 978-0-080406046
.
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия (часть II)
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011.
5 апреля 2012 года.
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия (часть II)
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011.
13 августа 2011 года.
(неопр.)
.
Медицинские справочники
. Столица-Медикл. Дата обращения: 10 мая 2011. Архивировано из
17 августа 2011 года.
↑
Brewer A. K.
(англ.)
// Pharmacology Biochemistry & Behavior. — 1984. —
Vol. 21
,
no. 1
. —
P. 1—5
.
22 августа 2014 года.
Low J. C., Wasan K. M., Fazli L., Eberding A., Adomat H., Guns E. S.
(англ.)
// Cancer Chemother Pharmacology. — 2007. —
Vol. 60
,
no. 6
. —
P. 821—829
.
26 сентября 2011 года.
(неопр.)
.
Complementary and Alternative Medicine: Herbs, Vitamins, and Minerals
. American Cancer Society. Дата обращения: 13 мая 2011.
17 августа 2011 года.
Zhong J., Yaoa W., Lee W.
(англ.)
// International Journal of Developmental Neuroscience. — 2007. —
Vol. 25
,
no. 6
. —
P. 359—365
.
(неопр.)
.
Новый справочник химика и технолога. Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы
. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 23 февраля 2011.
5 апреля 2012 года.
Carr E. A., Gleason G. B., Shaw J., Krontz B., Arbor A.
(англ.)
// American Heart Journal. — 1964. —
Vol. 68
,
no. 5
. —
P. 627—636
.
7 августа 2011 года.
McGeehan J. T., Rodríguez-Antúnez A., Lewis R. C.
(англ.)
//
JAMA
. — 1968. —
Vol. 204
,
no. 7
. —
P. 585—589
.
(неопр.)
(Excel/zip). Министерство здравоохранения и социального развития РФ (22 июля 2013). Дата обращения: 22 июля 2013. Архивировано из
4 марта 2016 года.
(англ.)
.
Hands-on Science (H-Sci) Project: Chemical Safety Database
. Physical and Theoretical Chemistry Laboratory, Oxford University. Дата обращения: 8 апреля 2011.
17 августа 2011 года.
Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / Под ред. проф. Н. В. Лазарева и проф. И. Д. Гадаскиной. — Издание 7-е, пер. и доп. —
Л.
: Химия, 1977. — Т. 3. — С. 328—329.
Литература
Плющев В. Е., Стёпин Б. Д.
Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. —
М.
: «Химия», 1970. — С. 96—100. — 406 с.
Cassileth B. R., Yeung K. S., Gubili J.
Cesium Chloride
// Herb-Drug Interactions in Oncology. — Second edition. — PMPH-USA, 2010. — P. 158—160. — 769 p. —
ISBN 978-1-60795-041-7
.
Eldridge J. E.
Cesium Chloride (CsCl)
// Handbook of Optical Constants of Solids / Edited by Edward D. Palik. — London: Academic Press, 1998. — Vol. 3. — P. 731—741. —
ISBN 0-12-544423-0
.
. — Atlanta: Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2004. — 306 p.
Ссылки
(англ.)
. Дата обращения: 3 марта 2011.
17 августа 2011 года.
(англ.)
. Дата обращения: 8 апреля 2011.
17 августа 2011 года.
(англ.)
. Дата обращения: 13 мая 2011.
17 августа 2011 года.