Cézium-klorid, más néven cézium-klorid kínaiul, fehér vagy enyhén sárga kristályos por, amelynek molekulatömege 168,359, molekulaképlete ClCs. Ez egy színtelen és átlátszó köbös kristály, amelynek tisztasága 99,5% feletti. Szobahőmérsékleten a cézium-klorid sűrűsége 3,983 g/ml, vízben könnyen oldódik, oldhatósága eléri az 1860 g/l-t. Ezenkívül a cézium-kloridnak magas, 1290 fokos forráspontja is van, és vízben való oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken. A cézium-klorid egy ionos vegyület, amelynek kationja céziumion (Cs+), anionja kloridion (Cl -). Nagy oldhatósága és ionos tulajdonságai miatt a cézium-klorid kiváló vezetőképességgel rendelkezik vízben. Ezenkívül a cézium-klorid viszonylag nagy kation sugara miatt hajlamos kevert kristályokat képezni, ha más fémionokkal keveredik. A cézium-klorid törésmutatója 1,6418, ami optikailag aktívvá teszi, optikai kutatásokhoz használható. Ezenkívül a cézium-kloridot nedves és magas hőmérsékletű környezetben kell tárolni, hogy megakadályozzák elfolyósodását és lebomlását.
(Termék linkje: https://www.bloomtechz.com/Chemical-Reagent/laboratory-Reagent/CESIUM-chloride-powder-CAS-7647-17-8.html)
Az első módszer szerint a cézium-karbonátot feloldjuk kis mennyiségű vízben, és folyamatos keverés közben lassan hozzáadunk 1,18 relatív sűrűségű sósavat, majd a reakcióelegyet felmelegítjük. Ha a pH értéke =3, forraljuk fél órán át, és adjunk hozzá cézium-hidroxidot, hogy az oldat pH-ját semlegesre állítsuk. Szűrjük, bepároljuk és a szűrletet addig töményítjük, amíg nagy mennyiségű kristály nem válik ki, szobahőmérsékletre hűtjük, az anyalúgot elválasztjuk, megtisztítjuk és 100 fokon szárítjuk, így megkapjuk a készterméket.
A lépések a következők:
(1) Oldja fel a cézium-karbonátot vízben: Lassan adjon hozzá bizonyos mennyiségű cézium-karbonát port kis mennyiségű vízhez, keverje meg, hogy teljesen feloldódjon. Ez a folyamat nagy mennyiségű hőt termel, és a biztonságot figyelembe kell venni.
(2) Adjunk hozzá sósavat: Lassan adjunk hozzá bizonyos mennyiségű sósavat a fenti oldathoz keverés közben. A folyamat során nagy mennyiségű gáz keletkezik, ezért óvintézkedéseket kell tenni.
(3) Melegítési reakció: Melegítsük fel a fenti keveréket forrásig, és folytassuk a keverést a teljes reakcióig.
(4) Semlegesítő oldat: Amikor a reakcióoldat pH-értéke eléri a 3 körüli értéket, hagyja abba a melegítést, és adjon hozzá cézium-hidroxid semlegesítő oldatot, hogy az oldat pH-értéke semleges legyen.
(5) Szűrés: Szűrje le a fenti oldatot az el nem reagált szilárd anyagok és szennyeződések eltávolítására.
(7) Bepárlásos kristályosítás: A szűrletet bepárlóedénybe helyezzük, melegítjük és keverés közben bepároljuk, amíg nagy mennyiségű kristály nem válik ki.
Lehűtés és szétválasztás: A fenti keveréket szobahőmérsékletre hűtjük, az anyalúgot és a kristályokat elválasztjuk, és cézium-klorid terméket kapunk.
Ennek a módszernek a fő kémiai reakcióegyenlete a következő:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
Ez a reakció egy vizes oldatban végrehajtott ioncserélő reakció, ahol a Cs2CO3 és a HCl a cézium-karbonát és a sósav ionformái. A reakció során cézium-klorid, szén-dioxid és víz keletkezett.
A 2. módszer a higany és a hidrogén-klorid reakcióját tartalmazza: 15 g cézium-kloridot melegítünk, és feloldunk 100 ml vízben. Oldjunk fel 24,2 g sztöchiometrikus higany-kloridot 25 ml 4 mol sósavban. Ezt a HgCl/HCl oldatot forrón adjuk a fenti oldathoz, keverjük, keverjük, majd hűtsük le, hogy CsHgCl kristályok váljanak ki. Szűrjük le, gyűjtsük össze a kristályokat, és dobjuk ki az anyalúgot. Oldjuk fel a kristályokat 120 ml forró vízben, és lehűlés után ismét kristályok válnak ki.
A cézium-klorid higany és hidrogén-klorid reakciójával történő előállításának lépései a következők:
(1) Oldatkészítés: Oldjunk fel bizonyos mennyiségű cézium-kloridot vízben, hogy telített oldatot kapjunk.
(2) Higany hozzáadása: Adjon hozzá bizonyos mennyiségű higanyt a fenti oldathoz, és addig keverje, amíg teljesen érintkezésbe nem kerül.
(3) Hidrogén-klorid bevezetése: Fecskendezzen be hidrogén-kloridot a fenti keverékbe egy csövön keresztül keverés közben. Amikor a reakció eléri az egyensúlyt, hagyja abba a hidrogén-klorid bejuttatását.
(4) Elválasztás és tisztítás: A fenti keveréket szétválasztva cézium-klorid kristályokat kapunk. Az anyalúg újra felhasználható.
Ennek a módszernek a fő kémiai reakcióegyenlete a következő:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
Ez a reakció egy tipikus kiszorítási reakció, amelyben a higany hidrogén-kloriddal reagál, így higany-klorid (HgCl2) keletkezik, és a cézium-klorid (CsCl) is kiszorul.
A fenti két módszer mellett egy másik elterjedt módszer az, hogy fém-céziumot klórgázzal reagáltatva cézium-kloridot állítanak elő. A módszer részletes lépései és kémiai egyenletei a következők:
1. Készítse elő az alapanyagokat
Fém cézium: A fém cézium egy aktív fém elem, nagy sűrűséggel és jó vezetőképességgel. Ebben a reakcióban a fém cézium redukálószerként működik.
Klór: A klór egy sárga, zöld gáz, erős oxidáló tulajdonságokkal, és füstelszívóban kell üzemeltetni.
2, Művelet lépései
(1) Az oldat elkészítése: Adjunk hozzá bizonyos mennyiségű vizet a fémcéziumhoz, hogy telített oldatot készítsünk.
(2) Klórgáz befecskendezése: Fecskendezzen be klórgázt a fenti oldatba egy csövön keresztül keverés közben. Amikor a reakció eléri az egyensúlyt, hagyja abba a klórgáz bevezetését.
(3) Elválasztás és tisztítás: A fenti keveréket szétválasztva cézium-klorid kristályokat kapunk. Az anyalúg újra felhasználható.
3. Kémiai egyenlet
Ennek a módszernek a fő kémiai reakcióegyenlete a következő:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
Ez a reakció egy tipikus kiszorítási reakció, amelyben a fém cézium klórgázzal reagál, és cézium-kloridot (CsCl) képez.
Megjegyzendő, hogy ez a módszer aktív fém céziumot és erős oxidáló tulajdonságú klórgázt használ, és a biztonság érdekében szakszemélyzet irányítása szükséges. Ugyanakkor a keletkezett cézium-klorid terméket tovább kell tisztítani és szárítani, hogy megfeleljen a gyakorlati alkalmazások igényeinek.