Cezijum hlorid, također poznat kao cezijum hlorid na kineskom, je bijeli ili blago žuti kristalni prah s molekulskom težinom od 168,359 i molekulskom formulom ClCs. To je bezbojni i prozirni kubični kristal čistoće preko 99,5%. Na sobnoj temperaturi, gustina cezijum hlorida je 3,983g/mL, a lako je rastvorljiv u vodi sa rastvorljivošću do 1860g/L. Osim toga, cezijum hlorid takođe ima visoku tačku ključanja od 1290 stepeni, a njegova rastvorljivost u vodi opada sa porastom temperature. Cezijum hlorid je jonsko jedinjenje, pri čemu je kation cezijum jon (Cs+), a anjon hlorid ion (Cl-). Zbog svoje visoke rastvorljivosti i jonskih svojstava, cezijum hlorid ima odličnu provodljivost u vodi. Osim toga, zbog svog relativno velikog radijusa kationa, cezijum hlorid je sklon formiranju miješanih kristala kada se pomiješa s drugim metalnim ionima. Indeks prelamanja cezijum hlorida je 1,6418, što ga čini optički aktivnim i može se koristiti za optička istraživanja. Osim toga, cezijev hlorid treba čuvati u vlažnom okruženju sa visokim temperaturama kako bi se spriječilo njegovo raspadanje i raspadanje.
(Link proizvoda: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/cesium-chloride-powder-cas-7647-17-8.html)
Prvi metod je da se cezijum karbonat rastvori u maloj količini vode, polagano se doda hlorovodonična kiselina relativne gustine 1,18 uz neprekidno mešanje i zagreje reakcija. Kada je pH=3, prokuhajte pola sata i dodajte cezijum hidroksid da se pH rastvora dovede na neutralan. Filtrirati, ispariti i koncentrisati filtrat dok se ne istaloži velika količina kristala, ohladiti na sobnu temperaturu, odvojiti matičnu tečnost, očistiti i osušiti na 100 stepeni da bi se dobio gotov proizvod.
Koraci su sljedeći:
(1) Rastvorite cezijum karbonat u vodi: Polako dodajte određenu količinu cezijum karbonata u prahu u malu količinu vode, promešajte da se potpuno rastvori. Ovaj proces će proizvesti veliku količinu topline, a sigurnost se mora uzeti u obzir.
(2) Dodajte hlorovodoničnu kiselinu: Polako dodajte određenu količinu hlorovodonične kiseline u gornji rastvor uz mešanje. Tokom ovog procesa stvoriće se velika količina gasa i potrebno je preduzeti zaštitne mere.
(3) Reakcija zagrijavanja: Zagrijte gornju smjesu do ključanja i nastavite miješati da u potpunosti reaguje.
(4) Rastvor za neutralizaciju: Kada pH vrednost reakcionog rastvora dostigne oko 3, prestanite sa zagrevanjem i dodajte rastvor za neutralizaciju cezijum hidroksida da pH vrednost rastvora bude neutralna.
(5) Filtracija: Filtrirajte gornji rastvor da biste uklonili neizreagovane čvrste supstance i nečistoće.
(7) Kristalizacija isparavanjem: Filtrat stavite u posudu za isparavanje, zagrijte i isparite uz miješanje dok se ne istaloži velika količina kristala.
Hlađenje i odvajanje: Gornju smjesu ohladiti na sobnu temperaturu, odvojiti matičnu tekućinu i kristale i dobiti proizvod cezijum hlorida.
Glavna jednačina hemijske reakcije ove metode je:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
Ova reakcija je reakcija jonske izmjene koja se izvodi u vodenom rastvoru, gdje Cs2CO3 i HCl predstavljaju jonske oblike cezij karbonata i hlorovodonične kiseline, respektivno. Reakcija je stvorila cezijum hlorid, ugljični dioksid i vodu.
Metoda 2 uključuje reakciju žive i hlorovodonika: zagrijavanje 15 g cezijum hlorida i rastvaranje u 100 mL vode. Rastvorite 24,2 g stehiometrijskog živinog hlorida u 25 mL 4mol hlorovodonične kiseline. Dodati ovaj rastvor HgCl/HCl u gornji rastvor dok je vruć, promešati i promešati i ohladiti da bi se istaložili kristali CsHgCl. Filtrirajte, sakupite kristale i bacite matičnu tečnost. Otopite kristale u 120mL vrele vode i nakon hlađenja kristali će se ponovo taložiti.
Koraci za stvaranje cezij hlorida reakcijom žive i hlorovodonika su sledeći:
(1) Rastvor za pripremu: Rastvorite određenu količinu cezijum hlorida u vodi da biste pripremili zasićeni rastvor.
(2) Dodavanje žive: Dodajte određenu količinu žive u gornji rastvor i mešajte dok ne dođe u potpuni kontakt.
(3) Unošenje hlorovodonika: Ubrizgati hlorovodonik u gornju smešu kroz cevovod uz mešanje. Kada reakcija dostigne ravnotežu, prestanite sa uvođenjem klorovodika.
(4) Razdvajanje i prečišćavanje: Odvojiti gornju smjesu kako bi se dobili kristali cezijum hlorida. Matična tečnost se može ponovo koristiti.
Glavna jednačina hemijske reakcije ove metode je:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
Ova reakcija je tipična reakcija istiskivanja, u kojoj živa reagira sa klorovodikom kako bi se proizvela živin hlorid (HgCl2), a cezijum hlorid (CsCl) je također istisnut.
Pored gornje dvije metode, još jedna uobičajena metoda je korištenje metalnog cezijuma za reakciju s plinovitim klorom kako bi se dobio cezijum hlorid. Slijede detaljni koraci i hemijske jednačine ove metode:
1. Pripremite sirovine
Metalni cezijum: Metalni cezijum je aktivni metalni element velike gustine i dobre provodljivosti. U ovoj reakciji metalni cezij djeluje kao redukcijski agens.
Hlor: Klor je žutozeleni gas sa jakim oksidacionim svojstvima i treba ga koristiti u odvodu.
2, Operativni koraci
(1) Priprema rastvora: Dodajte određenu količinu vode metalnom cezijumu da biste pripremili zasićeni rastvor.
(2) Ubrizgavanje gasa hlora: Ubrizgavanje gasa hlora u gornji rastvor kroz cevovod uz mešanje. Kada reakcija dostigne ravnotežu, prestanite sa uvođenjem plinovitog hlora.
(3) Odvajanje i prečišćavanje: Odvojite gornju smjesu da dobijete kristale cezijum hlorida. Matična tečnost se može ponovo koristiti.
3. Hemijska jednačina
Glavna jednačina hemijske reakcije ove metode je:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
Ova reakcija je tipična reakcija istiskivanja, u kojoj metalni cezijum reaguje sa gasovitim hlorom da bi se dobio cezijum hlorid (CsCl).
Treba napomenuti da ova metoda koristi aktivni metalni plin cezijum i hlor sa jakim oksidacionim svojstvima, te zahtijeva vodstvo stručnog osoblja kako bi se osigurala sigurnost. Istovremeno, proizvedeni proizvod cezijum hlorida treba dalje da se pročisti i osuši kako bi se zadovoljile potrebe praktične primene.