Cezio chloridas, kinų kalba taip pat žinomas kaip cezio chloridas, yra balti arba šiek tiek gelsvi kristaliniai milteliai, kurių molekulinė masė yra 168,359, o ClC molekulinė formulė. Tai bespalvis ir skaidrus kubinis kristalas, kurio grynumas viršija 99,5%. Kambario temperatūroje cezio chlorido tankis yra 3,983 g/mL, jis lengvai tirpsta vandenyje, kurio tirpumas iki 1860 g/l. Be to, cezio chlorido virimo temperatūra taip pat yra 1290 laipsnių, o jo tirpumas vandenyje mažėja didėjant temperatūrai. Cezio chloridas yra joninis junginys, kurio katijonas yra cezio jonas (Cs+), o anijonas yra chlorido jonas (Cl -). Dėl didelio tirpumo ir joninių savybių cezio chloridas turi puikų laidumą vandenyje. Be to, dėl santykinai didelio katijonų spindulio cezio chloridas yra linkęs susidaryti mišrius kristalus, kai susimaišo su kitais metalų jonais. Cezio chlorido lūžio rodiklis yra 1,6418, todėl jis yra optiškai aktyvus ir gali būti naudojamas optiniams tyrimams. Be to, cezio chloridas turi būti laikomas drėgnoje ir aukštos temperatūros aplinkoje, kad būtų išvengta jo tirpimo ir skilimo.
(Produkto nuoroda: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/cesium-chloride-powder-cas-7647-17-8.html)
Pirmasis būdas – ištirpinti cezio karbonatą nedideliame kiekyje vandens, nuolat maišant lėtai įpilti druskos rūgšties, kurios santykinis tankis yra 1,18, ir kaitinti reakciją. Kai pH =3, virkite pusvalandį ir įpilkite cezio hidroksido, kad tirpalo pH būtų neutralus. Filtruoti, išgarinti ir koncentruoti filtratą, kol nusėda didelis kiekis kristalų, atvėsinti iki kambario temperatūros, atskirti motininį tirpalą, išvalyti ir išdžiovinti 100 laipsnių temperatūroje, kad gautumėte gatavą produktą.
Veiksmai yra tokie:
(1) Ištirpinkite cezio karbonatą vandenyje: lėtai įpilkite tam tikrą kiekį cezio karbonato miltelių į nedidelį kiekį vandens, maišykite, kad jis visiškai ištirptų. Šis procesas sukels daug šilumos, todėl reikia atsižvelgti į saugumą.
(2) Įpilkite druskos rūgšties: maišydami lėtai įpilkite tam tikrą kiekį druskos rūgšties į aukščiau pateiktą tirpalą. Šio proceso metu susidarys didelis kiekis dujų, todėl reikia imtis apsaugos priemonių.
(3) Kaitinimo reakcija: pakaitinkite aukščiau pateiktą mišinį iki virimo ir toliau maišykite, kad visiškai sureaguotų.
(4) Neutralizavimo tirpalas: kai reakcijos tirpalo pH vertė pasiekia maždaug 3, nustokite kaitinti ir įpilkite cezio hidroksido neutralizavimo tirpalo, kad tirpalo pH vertė būtų neutrali.
(5) Filtravimas: filtruokite aukščiau pateiktą tirpalą, kad pašalintumėte nesureagavusias kietąsias medžiagas ir priemaišas.
(7) Garinamoji kristalizacija: supilkite filtratą į garinimo indą, kaitinkite ir išgarinkite maišydami, kol nusės daug kristalų.
Aušinimas ir atskyrimas: aukščiau pateiktą mišinį atvėsinkite iki kambario temperatūros, atskirkite motininį tirpalą ir kristalus ir gaukite cezio chlorido produktą.
Pagrindinė šio metodo cheminės reakcijos lygtis yra:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
Ši reakcija yra jonų mainų reakcija, vykdoma vandeniniame tirpale, kur Cs2CO3 ir HCl yra atitinkamai cezio karbonato ir druskos rūgšties jonų formos. Reakcijos metu susidarė cezio chloridas, anglies dioksidas ir vanduo.
2 metodas apima gyvsidabrio ir vandenilio chlorido reakciją: kaitinama 15 g cezio chlorido ir ištirpinama 100 ml vandens. Ištirpinkite 24,2 g stechiometrinio gyvsidabrio chlorido 25 ml 4 mol druskos rūgšties. Įpilkite šį HgCl/HCl tirpalą į aukščiau pateiktą tirpalą, kol jis karštas, išmaišykite ir išmaišykite ir atvėsinkite, kad nusodintų CsHgCl kristalai. Filtruokite, surinkite kristalus ir išmeskite motininį tirpalą. Ištirpinkite kristalus 120 ml karšto vandens, o po aušinimo kristalai vėl iškris.
Cezio chlorido susidarymo gyvsidabrio ir vandenilio chlorido reakcijos metu etapai yra tokie:
(1) Paruošiamasis tirpalas: tam tikrą kiekį cezio chlorido ištirpinkite vandenyje, kad gautumėte sočiųjų tirpalų.
(2) Gyvsidabrio įdėjimas: į aukščiau pateiktą tirpalą įpilkite tam tikrą gyvsidabrio kiekį ir maišykite, kol jis visiškai susilies.
(3) Vandenilio chlorido įvedimas: maišydami vamzdynu įpilkite vandenilio chlorido į aukščiau pateiktą mišinį. Kai reakcija pasiekia pusiausvyrą, nustokite įvesti vandenilio chlorido.
(4) Atskyrimas ir gryninimas: atskirkite aukščiau pateiktą mišinį, kad gautumėte cezio chlorido kristalus. Motininį tirpalą galima naudoti pakartotinai.
Pagrindinė šio metodo cheminės reakcijos lygtis yra:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
Ši reakcija yra tipinė išstūmimo reakcija, kai gyvsidabris reaguoja su vandenilio chloridu, kad susidarytų gyvsidabrio chloridas (HgCl2), o cezio chloridas (CsCl) taip pat išstumiamas.
Be pirmiau minėtų dviejų metodų, kitas įprastas metodas yra metalo cezio naudojimas reaguojant su chloro dujomis, kad susidarytų cezio chloridas. Toliau pateikiami išsamūs šio metodo žingsniai ir cheminės lygtys:
1. Paruoškite žaliavas
Metalo cezis: Metalo cezis yra aktyvus metalo elementas, turintis didelį tankį ir gerą laidumą. Šioje reakcijoje metalas cezis veikia kaip reduktorius.
Chloras: Chloras yra geltonai žalios dujos, pasižyminčios stipriomis oksidacinėmis savybėmis ir turi būti naudojamos dūmų gaubte.
2, operacijos žingsniai
(1) Tirpalo ruošimas: į metalinį ceziumą įpilkite tam tikrą kiekį vandens, kad paruoštumėte sotųjį tirpalą.
(2) Chloro dujų įpurškimas: maišydami vamzdynu įpilkite chloro dujų į aukščiau pateiktą tirpalą. Kai reakcija pasiekia pusiausvyrą, nustokite įvesti chloro dujų.
(3) Atskyrimas ir gryninimas: atskirkite aukščiau pateiktą mišinį, kad gautumėte cezio chlorido kristalus. Motininį tirpalą galima naudoti pakartotinai.
3. Cheminė lygtis
Pagrindinė šio metodo cheminės reakcijos lygtis yra:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
Ši reakcija yra tipiška poslinkio reakcija, kai metalo cezis reaguoja su chloro dujomis ir susidaro cezio chloridas (CsCl).
Pažymėtina, kad atliekant šį metodą naudojamas aktyvaus metalo cezio ir chloro dujos, pasižyminčios stipriomis oksidacinėmis savybėmis, todėl norint užtikrinti saugumą, reikalingas profesionalaus personalo nurodymas. Tuo pačiu metu susidaręs cezio chlorido produktas turi būti toliau gryninamas ir išdžiovinamas, kad atitiktų praktinio pritaikymo poreikius.