Tseesiumkloriid, hiina keeles tuntud ka kui tseesiumkloriid, on valge või kergelt kollane kristalne pulber, mille molekulmass on 168 359 ja mille molekulvalem on ClC. See on värvitu ja läbipaistev kuubikujuline kristall, mille puhtus on üle 99,5%. Toatemperatuuril on tseesiumkloriidi tihedus 3,983 g/mL ja see lahustub kergesti vees lahustuvusega kuni 1860 g/l. Lisaks on tseesiumkloriidil ka kõrge keemistemperatuur 1290 kraadi ja selle lahustuvus vees väheneb temperatuuri tõustes. Tseesiumkloriid on ioonne ühend, mille katiooniks on tseesiumioon (Cs+) ja aniooniks kloriidiioon (Cl -). Tänu oma suurele lahustuvusele ja ioonomadustele on tseesiumkloriidil suurepärane juhtivus vees. Lisaks on tseesiumkloriid oma suhteliselt suure katiooniraadiuse tõttu teiste metalliioonidega segamisel kalduvus moodustama segakristalle. Tseesiumkloriidi murdumisnäitaja on 1,6418, mis muudab selle optiliselt aktiivseks ja seda saab kasutada optilistes uuringutes. Lisaks tuleb tseesiumkloriidi hoida niiskes ja kõrge temperatuuriga keskkonnas, et vältida selle vedeldamist ja lagunemist.
(Toote link: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/cesium-chloride-powder-cas-7647-17-8}.html)
Esimene meetod on lahustada tseesiumkarbonaat väikeses koguses vees, lisada pidevalt segades aeglaselt vesinikkloriidhape suhtelise tihedusega 1,18 ja reaktsioonisegu kuumutada. Kui pH on =3, keetke pool tundi ja lisage tseesiumhüdroksiidi, et viia lahuse pH neutraalseks. Filtreerige, aurustage ja kontsentreerige filtraat, kuni sadestub suur kogus kristalle, jahutage toatemperatuurini, eraldage emalahus, puhastage ja kuivatage 100 kraadi juures, et saada valmistoode.
Toimingud on järgmised.
(1) Lahustage tseesiumkarbonaat vees: lisage aeglaselt teatud kogus tseesiumkarbonaadi pulbrit väikesele kogusele veele ja segage, et see täielikult lahustuks. See protsess tekitab palju soojust ja ohutusega tuleb arvestada.
(2) Lisage vesinikkloriidhape: lisage ülaltoodud lahusele segades aeglaselt teatud kogus vesinikkloriidhapet. Selle protsessi käigus tekib suur kogus gaasi ja tuleb võtta kaitsemeetmeid.
(3) Kuumutamisreaktsioon: kuumutage ülaltoodud segu keemiseni ja jätkake segamist, et täielikult reageerida.
(4) Neutraliseerimislahus: kui reaktsioonilahuse pH väärtus jõuab umbes 3-ni, lõpetage kuumutamine ja lisage tseesiumhüdroksiidi neutraliseerimislahus, et muuta lahuse pH väärtus neutraalseks.
(5) Filtreerimine: filtreerige ülaltoodud lahus, et eemaldada reageerimata tahked ained ja lisandid.
(7) Aurustuskristallisatsioon: asetage filtraat aurustusnõusse, kuumutage ja aurustage, samal ajal segades, kuni sadestub suur kogus kristalle.
Jahutamine ja eraldamine: jahutage ülaltoodud segu toatemperatuurini, eraldage emalahus ja kristallid ning saate tseesiumkloriidi produkti.
Selle meetodi peamine keemilise reaktsiooni võrrand on:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
See reaktsioon on ioonivahetusreaktsioon, mis viiakse läbi vesilahuses, kus Cs2CO3 ja HCl on vastavalt tseesiumkarbonaadi ja vesinikkloriidhappe ioonivormid. Reaktsiooni käigus tekkis tseesiumkloriid, süsinikdioksiid ja vesi.
2. meetod hõlmab elavhõbeda ja vesinikkloriidi reageerimist: 15 g tseesiumkloriidi kuumutamist ja selle lahustamist 100 ml vees. Lahustage 24,2 g stöhhiomeetrilist elavhõbekloriidi 25 ml 4 mol vesinikkloriidhappes. Lisage see HgCl/HCl lahus ülaltoodud lahusele, kui see on kuum, segage ja segage ning jahutage CsHgCl kristallide sadestamiseks. Filtreerige, koguge kristallid ja visake emalahus ära. Lahustage kristallid 120 ml kuumas vees ja pärast jahutamist sadestuvad kristallid uuesti.
Elavhõbeda ja vesinikkloriidi reaktsiooni teel tseesiumkloriidi tootmise etapid on järgmised:
(1) Lahuse valmistamine: küllastunud lahuse valmistamiseks lahustage teatud kogus tseesiumkloriidi vees.
(2) Elavhõbeda lisamine: lisage ülaltoodud lahusele teatud kogus elavhõbedat ja segage, kuni see täielikult kokku puutub.
(3) Vesinikkloriidi sisestamine: süstige vesinikkloriid ülaltoodud segusse läbi torujuhtme segades. Kui reaktsioon saavutab tasakaalu, lõpetage vesinikkloriidi lisamine.
(4) Eraldamine ja puhastamine: tseesiumkloriidi kristallide saamiseks eraldage ülaltoodud segu. Emalahust saab taaskasutada.
Selle meetodi peamine keemilise reaktsiooni võrrand on:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
See reaktsioon on tüüpiline nihkumisreaktsioon, mille käigus elavhõbe reageerib vesinikkloriidiga, tekitades elavhõbekloriidi (HgCl2) ja tseesiumkloriidi (CsCl) samuti tõrjutakse välja.
Lisaks ülaltoodud kahele meetodile on veel üks levinud meetod metallist tseesiumi kasutamine gaasilise klooriga reageerimiseks, et tekitada tseesiumkloriid. Selle meetodi üksikasjalikud sammud ja keemilised võrrandid on järgmised:
1. Valmistage toorained
Metallist tseesium: Metallist tseesium on suure tiheduse ja hea juhtivusega aktiivne metallelement. Selles reaktsioonis toimib tseesiummetall redutseeriva ainena.
Kloor: Kloor on kollakasroheline gaas, millel on tugevad oksüdeerivad omadused ja mida tuleb kasutada tõmbekapis.
2, Toimingu sammud
(1) Lahuse valmistamine: küllastunud lahuse valmistamiseks lisage metalltseesiumile teatud kogus vett.
(2) Kloorigaasi süstimine: süstige kloorigaasi ülaltoodud lahusesse läbi torujuhtme segades. Kui reaktsioon saavutab tasakaalu, lõpetage gaasilise kloori lisamine.
(3) Eraldamine ja puhastamine: tseesiumkloriidi kristallide saamiseks eraldage ülaltoodud segu. Emalahust saab taaskasutada.
3. Keemiline võrrand
Selle meetodi peamine keemilise reaktsiooni võrrand on:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
See reaktsioon on tüüpiline nihkumisreaktsioon, mille käigus metallist tseesium reageerib gaasilise klooriga, moodustades tseesiumkloriidi (CsCl).
Tuleb märkida, et selle meetodi puhul kasutatakse tugevate oksüdeerivate omadustega aktiivset metallist tseesiumi ja kloorigaasi ning see nõuab ohutuse tagamiseks professionaalse personali juhendamist. Samal ajal tuleb tekkinud tseesiumkloriidi toodet praktiliste rakenduste vajaduste rahuldamiseks täiendavalt puhastada ja kuivatada.