Реакция цезия с водой уравнение реакции

Цезий: способы получения и химические свойства

Цезий Cs — это щелочной металл. Белый, мягкий, весьма легкоплавкий. Чрезвычайно реакционноспособный, сильнейший восстановитель.

Относительная молекулярная масса Mr = 132,905; относительная плотность для твердого состояния d = 1,873; относительная плотность для жидкого состояния d = 1,841; t_пл = 28,7º C; t_кип = 667,6º C

Способ получения

1. В результате электролиза жидкого гидроксида цезия образуются цезий, кислород и вода :

4CsOH → 4Cs + O₂↑ + 2H₂O

2. В результате разложения оксида цезия при 300 — 500º С получается пероксид цезия и цезий:

3. Хлорид цезия подвергают электролизу в воде , в результате чего на выходе образуется гидроксид цезия, хлор и водород:

2CsCl + 2H₂O = H₂↑ + Cl₂↑ + 2CsOH

Качественная реакция

Качественная реакция на цезий — окрашивание пламени горелки в синий цвет.

Химические свойства

1. Цезий — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами :

1.1. Цезий легко реагирует с водородом при 300–350º C и повышенным давлением с образованием гидрида цезия:

2Cs + H₂ = 2CsH

1.2. Цезий сгорает в кислороде (воздухе) с образованием надпероксида цезия:

а если сгоранием происходит в холодной среде, то образуется оксид цезия:

1.3. Цезий активно реагирует при комнатной температуре с фтором, хлором, бромом и йодом . При этом образуются фторид цезия, хлорид цезия, бромид цезия, йодид цезия :

2Cs + F₂ = 2CsF

2Cs + Cl₂ = 2CsCl

2Cs + Br₂ = 2CsBr

2Cs + I₂ = 2CsI

1.4. С серой цезий реагирует при температуре 100–130º C с образованием сульфида цезия:

2Cs + S = Cs₂S

2. Цезий активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Цезий реагирует с водой . Взаимодействие цезия с водой приводит к образованию гидроксида цезия и газа водорода:

2Cs 0 + 2 H₂ O = 2 Cs + OH + H₂ 0

2.2. Цезий взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Цезий реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид цезия и водород :

2Cs + 2HCl = 2CsCl + H₂ ↑

2.2.2. При взаимодействии с разбавленной и холодной с ерной кислотой образуется сульфат цезия, и смесь продуктов восстановления серной кислоты — оксид серы (IV), осадок сера и вода.

2.2.3. Реагируя с разбавленной и холодной азотной кислотой Цезий образует нитрат цезия, и смесь продуктов восстановления азота — газ оксид азота (II), газ оксид азота (I) или азот и воду.

2.2.4. В результате реакции насыщенной сероводородной кислоты и цезия в бензоле образуется осадок гидросульфид цезия и газ водород:

2Cs + 2H₂S = 2CsHS↓ + H₂↑

2.3. Цезий может взаимодействовать с основаниями:

2.3.1. Цезий взаимодействует с гидроксидом цезия при температуре 300-350º С, при этом образуется оксид цезия и водород:

2Cs + 2CsOH = 2Cs₂O + H₂

2.4. Цезий вступает в реакцию с газом аммиаком при 30-45º С. В результате данной реакции образуется амид цезия и водород:

2.5. Цезий может вступать в реакцию с оксидами :

2.5.1. В результате взаимодействия цезия и оксида кремния при температуре выше 300º С образуется силикат цезия и кремний:

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e10d0003b442193 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Цезий. Свойства цезия. Применение цезия

Тает в руках, но не снег – загадка из раздела «химия». Отгадка – цезий. Температура плавления этого металла равна 24,5 градусам Цельсия. Вещество, буквально утекающее сквозь пальцы, открыто в 1860-ом году. Цезий стал первым элементом, обнаруженным с помощью спектрального анализа.

Провели его Роберт Бунзен и Густав Киргоф. Химики изучали воды минеральных источников в Дюркхейме. Обнаружили магний, литий, кальций, стронций . Напоследок, поместили каплю воды в спектроскоп и увидели две линии синего цвета – свидетельство присутствия неизвестного вещества.

Для начала выделили его хлороплатинат. Ради 50 граммов переработали 300 тонн минеральной воды. С названием нового металла мудрить не стали. С латинского «цезий» переводится как «голубой».

Химические и физические свойства цезия

В спектроскопе металл лучится ярко-синий. В реальности же элемент схож с золотом , немного светлее его. В жидком состоянии желтизна цезия уходит, расплав становится серебристым. Добыть сырье для опытов непросто.

Из металлов элемент самый редкий и рассеянный в земной коре. В природе встречается лишь один изотоп – цезий 133. Он полностью устойчив, то есть не подвержен радиоактивному распаду.

Радиоактивные изотопы металла получены искусственно. 135-ый цезий – долгожитель. Период его полураспада приближается к 3 000 000 лет. Цезий 137 наполовину распадается за 33,5 года. Изотоп признан одним из основных источников загрязнения биосферы.

В нее нуклид попадает из сбросов заводов, атомных станций. Период полураспада цезия позволяет ему проникать в воды, почву, растения, накапливаться в них. Особенно много 137-го изотопа в пресноводных водорослях и лишайниках.

Будучи самым редким из металлов, цезий является еще и самым активным. Элемент щелочной, расположен в главной подгруппе 1-ой группы периодической системы, что уже обязывает вещество легко вступать в химические реакции. Их течение усиливает присутствие воды. Так, на воздухе атом цезия взрывается из-за нахождения ее паров в атмосфере.

Взаимодействие с водой сопровождается взрывом, даже если она замерзшая. Реакция со льдом возможна при -120-ти градусах Цельсия. Сухой лед – не исключение. Взрыв неизбежен и при контакте цезия с кислотами, простыми спиртами, галогенидами тяжелых металлов галогенами органического типа.

Взаимодействия легко запускаются по 2-м причинам. Первая – сильный отрицательный электрохимический потенциал. То есть, атом заряжен отрицательно, стремится притянуть к себе иные частицы.

Вторая причина – площадь поверхности цезия при реакциях с другими веществами. Тая в комнатных условиях, элемент растекается. Получается, что для взаимодействия открыто большее число атомов.

Активность элемента привела к отсутствии его чистой формы в природе. Встречаются лишь соединения, к примеру, соли . В их числе: хлорид цезия, фторид, йодит, азит, цианит, бромид и карбонат цезия. Все соли 55-го элемента легко растворяются в воде.

Если же работа ведется с гидроксидом цезия, бояться нужно не его растворения, а того, что он сам способен разрушить, к примеру, стекло. Его структура нарушается реагентом уже при комнатной температуре. Стоит повысить градус, гидроксид не пощадит и кобальт, никель , корунд, платину и железо.

Реакции проходят особенно быстро в кислородной среде. Противостоять гидроксиду цезия способен только родий . Во взаимодействие с 55-ым элементом не вступает и азот. Азит цезия получают только косвенным путем.

Применение цезия

Цезий, формула которого обеспечивает низкую работу выхода электрона, пригождается при изготовлении фотоэлементов. В приборах на основе 55-го вещества затраты на получение тока минимальны. Чувствительность же к излучению, напротив, максимальна.

Чтобы фотоэлектрическое оборудование не стоило запредельно из-за редкости цезия, его сплавляют с серебром , сурьмой , кальцием , барием . Как источник тока цезий применяется в топливных элементах. Твердый электролит на основе 55-го металла – часть автомобилей и высокоэнергоемких аккумуляторов.

Применяют 55-ый металл и в счетчиках заряженных частиц. Для них закупают йодит цезия. Активированный таллием, он регистрирует почти любые излучения. Цезиевые детекторы приобретают для атомных предприятий, геологической разведки, медицинских клиник.

Пользуются приборами и космической отрасли. В частности, «Марс-5» изучил элементарный состав поверхности красной планеты именно благодаря гамма-спектрометру на основе цезия.

Способность улавливать инфракрасные лучи – причина для применения в оптике. В нее добавляют бромид цезия и оксид цезия. Он есть в биноклях и очках ночного видения, оружейных прицелах. Последние, срабатывают даже из космоса.

137-ой изотоп элемента тоже нашел достойное применение. Радиоактивный нуклид не только загрязняет атмосферу, но и стерилизует продукты, точнее, тару для них. Полураспад цезия долог. Можно обработать миллионы консервов. Порой, стерилизуют и мясо – туши птиц и животных .

Обрабатывать 137-ым изотопом можно и медицинские инструменты, лекарства. Нуклид нужен и в самом лечении, если дело касается опухолей. Метод называется радиотерапией. Препараты с цезием дают и при шизофрении, дифтерии, язвенных заболеваниях, некоторых видах шока.

Металлурги нуждаются в чистом элементе. Его примешивают к сплавам алюминия и магния . Добавка повышает их жаропрочность. У магния , к примеру, она увеличивается втрое при лигатуре цезия всего в 0,3%.

Растет и прочность на разрыв, стойкость к коррозии. Правда, промышленники ищут альтернативу 55-му элементу. Слишком уж он дефицитен, не выгоден в цене.

Добыча цезия

Металл выделяют из поллуцита. Это водный алюмосиликат натрия и цезия. Минералов, содержащих 55-ый элемент единицы. В поллуците процентовка цезия делает добычу экономически обоснованной. Немало металла и в авогардите. Однако, этот камень сам столь же редок, как и цезий.

Промышленники вскрывают поллуцит хлоридами или сульфатами. Цезий из камня выделяют, погружая его в подогретую соляную кислоту. Туда же засыпают хлорид сурьмы. Образуется осадок.

Его промывают горячей водой. Итог операций – хлорид цезия. При работе с сульфатом, поллуцит погружают в серную кислоту. На выходе образуются алюмоцезиевые квасцы.

В лабораториях применяют другие методы получения 55-го элемента. Их 3, все трудоемки. Можно нагреть дихромат и хромат цезия с цирконием. Но, для этого требуется вакуум. Он нужен и для разложения азида цезия. Без вакуума обходятся лишь при нагреве специально подготовленного кальция и хлорида 55-го металла.

Цена цезия

В России добычей и переработкой поллуцита занимается Завод редких металлов в Новосибирске. Продукцию предлагает и Горно-обогатительный комбинат Ловозерска. Последний предлагает цезий в ампулах по 10 и 15 миллиграммов.

Они идут в пачках по 1000 штук. Минимальная цена – 6000 рублей. Севредмет тоже торгует ампулами, но готов осуществлять поставки меньших объемов, — от 250-ти граммов.

Если чистота металла 99,9%, за один грамм, как правило, просят в районе 15-20-ти долларов США. Речь идет об устойчивом 133-ем изотопе 55-го элемента периодической системы Менделеева .