Dobivanje cezija:
Metalni cezij dobiva se termokemijskom redukcijom polucitne rude ili spojeva cezija. Nakon prevođenja cezija iz polucitne rude u otopinu klorovodičnom kiselinom (HCl) i dodatkom olovnog nitrata cezij se istaloži kao dvostruki klorid
s olovom (2CsCl x PbCl4). Sol se hidrolizira da bi se dobio cezijev klorid koji se termokemijski reducira. Redukcija se izvodi pomoću elementarnog kalcija na temperaturi 700-800°C u vakuumu ili atmosferi inertnog plina, npr. argona, pri čemu se iz smjese predestilira oko 90-95% čist
metalni cezij prema jednadžbi:
2CsCl + Ca <-> CaCl + 2Cs
Svojstva i upotreba cezija:
Cezij je srebrnobijel, vrlo mekan metal koji u prisutnosti tragova kisika dobiva zlatnožutu nijansu. Ima prostorno centriranu kubičnu
kristalnu rešetku. Već na malo povišenoj temperaturi se tali, a pod utjecajem svjetla otpušta elektrone s maksimalnom emisijom elektrona pri valnoj duljini zračenja 540nm. Na zraku je samozapaljiv pri čemu gori crvenoljubičastim plamenom, stoga se mora čuvati u vakuumu. S vodom, pa čak i ledom, burno reagira na vrlo niskim temperaturama pri čemu, oslobađajući vodik, prelazi u hidroksid. Ako se istovremeno podvrgne djelovanju zraka i vode dolazi do eksplozije jer se oslobođeni vodik zapali. Od alkalijskih metala cezij najjače reagira s kisikom i halogenim elementima, a najslabije s dušikom, ugljikom i vodikom. Poznato je tridesetak izotopa cezija s masenim brojevima od 113 do 148, ali se u prirodi nalazi samo jedan stabilan izotop 133Cs.
Upotrebljava se kao geter u proizvodnji vakuum cijevi za uklanjanje ostataka plina i kao sredstvo za induciranje emisije elektrona s katoda (posebno za katode fotoelektričnih cijevi). U smjesi s argonom koristi se za punjenje infracrvenih svjetiljki. Koristi se i kao pogonsko gorivo raketa i svemirskih letjelica, a radioaktivni izotop 137Cs počeo se koristiti kao izvor zračenja (gama-zraka) pri liječenju tumora. U okviru svemirskih istraživanja ispituje se mogućnost upotrebe cezija kao tekućeg goriva za visoko temperaturne turboelektrične generatore s Rankinovim krugom.
Spojevi cezija:
Cezij je najelektropozitivniji, a stoga i jedan od najreaktivnijih elemenata. U svim spojevima, koji su dominantno ionski, izrazito je jednovalentan kao i ostali alkalijski metali.
-Cezijev bromid (CsBr) proizvodi se neutralizacijom cezijevog karbonata ili hidroksida s bromidnom kiselinom. Upotrebljava se u proizvodnji optičkih kristala.
-Cezijev fluorid (CsF) najlakše je topljiva sol cezija, jako higroskopna. Upotrebljava se za fluoriranje u organskim sintezama.
-Cezijev jodid (CsI) dobiva se neutralizacijom cezijevog hidroksida ili karbonata jodidnom kiselinom. Upotrebljava se u proizvodnji optičkih kristala i za pojačanje apsorpcije rengenskih zaslona sa cinkovim sulfidom.
-Cezijev klorid (CsCl) dobiva se iz polucita koji se izlužuje s 35-40%-tnom sumpornom kiselinom pri temperaturi od 110°C. Nakon 4-6 sati vruća se smjesa filtrira, a filtrat se hladi najprije do 50°C, a zatim na 20°C pri čemu se iskristalizira cezijev alaun. Cezijev alaun se žari uz dodatak 4% ugljika i nastaje cezijev sulfat koji se pomoću ionskog izmjenjivača prevede u cezijev klorid. Čisti klorid dobije se isparavanjem otopine i sušenjem pri temperaturi 260°C. Upotrebljava se kao geter u procesu proizvodnje vakuum cijevi, a koncentrirana otopina CsCl primjenjuje se u biološkim istraživanjima kod odjeljivanja makromolekula kao što su DNK i virusi.
-Cezijev oksid (Cs2O) dolazi u obliku pločastih kristala kojima boja ovisi o temperaturi. Pri sobnoj temperaturi su narančastožuti, pri 80°C limunastožuti, a iznad 180°C crveni. Uzrokuje stvaranje zlatnožute prevlake na površini metalnog cezija koja nastaje djelomičnom oksidacijom. -Cezijev hidroksid (CsOH) u vodenoj otopini stvara najjaču poznatu lužinu. Vruća lužina otapa inertne i plemenite metale kao što su nikal i srebro. Upotrebljava se kao djelomična ili potpuna zamjena za NaOH ili KOH u alkalijskim akumulatorima.
-Cezijev kromat (Cs2CrO4) i dikromat (Cs2Cr2O7) soli su žute do narančaste boje, a upotrebljavaju se za dobivanje metalnog cezija.
-Cezijev sulfat (CS2SO4) dolazi u obliku rompskih ili heksagonskih kristala koji se tale pri 1010°C. Industrijski se dobiva žarenjem cezijevog aluminijevog sulfata s ugljikom.
|