O tseesium on metalliline element, mis kuulub rühma 1 TIlu Perootiline. Sellel on hõbedane välimus, see reageerib veega ja sisaldab mitmeid isotoope. Mõned neist isotoopidest on radioaktiivsed ja nende poolestusajad ulatuvad aastatest miljonite aastateni. Tsesiumi looduslik allikas on mineraalne pollutsiit, mida leidub suures koguses Kanada teatud piirkonnas.
O Tuntuim tseesiumi isotoop on tseesium-137, mis oli vastutav 1987. aastal Goiânias toimunud radioaktiivse õnnetuse eest.
Vaatamata sellele, et see on loomadele ja inimestele mürgine, on õige käsitsemise korral radioaktiivsed tseesiumi isotoobid toob kasu, kuna seda saab kasutada meditsiinivaldkonnas, füüsikas ja isegi muda steriliseerimisel ja toidud.
Loe ka: Uraan - radioaktiivne element, millel on suur tähtsus energia tootmisel
Kokkuvõte tseesiumi kohta
Tseesium on haruldane metalliline element, mis kuulub perioodilise tabeli 1. rühma.
Tseesiumil on fusioonipunkt suhteliselt madal, olles võimeline muutuma tahkest vedelaks 28 °C juures.
Tseesium reageerib väga hästi veega ja oksüdeerub kergesti hapnikku.
Tseesium-133 on ülejäänud 39 radioaktiivse isotoobiga ainus stabiilne tseesiumi isotoop.
Tseesiumi peamine mineraalne allikas on pollutsiit, mille kaevandused on koondunud Kanadasse.
Tseesiumi peamine kasutusala on aatomkellad, mis on väga suure täpsusega ajamõõtmisseadmed.
Tseesium leiab rakendust ka fotoemissiooniseadmetes, kosmoseaparaadi tõukejõusüsteemides naftapuuraukude puurimisvedelike koostises ning meditsiiniseadmetes ja teraapiates meditsiiniline.
Tseesiumi omadused
Sümbol: Cs.
Aatomnumber: 55.
aatommass: 132.905 u.
Elektrooniline konfiguratsioon: [Xe] 6s¹.
füüsiline seisund: tahke (temperatuuril 20 °C) ja vedela (28 °C juures).
Liitmispunkt: 28,5 °C.
Keemispunkt: 671 °C.
TihedusKaal: 1,93 g cm-3.
elektronegatiivsus: 0,79 (Pauling elektronegatiivsus).
keemiline seeria: esinduslikud elemendid.
Asukoht tabelis Perootiline: rühm 1, periood 6, plokk s.
isotoobid: 133Cs (100%).
tseesiumi omadused
Tseesium on a metallist harva esinev kuuluvad perioodilise tabeli 1. rühma, mida tuntakse leelismetallirühmana. Tseesium on hõbedaselt kuldse välimusega, pehme, plastiline metall ja selle sulamistemperatuur on ligikaudu 28 °C. Kuna sulamistemperatuur on suhteliselt madal, võib seda elementi leida vedelas olekus, olenevalt ümbritsevast temperatuurist.
Nagu teised leelismetallid, tseesium reageerib ägedalt veega ja on nii reaktiivne, et võib isegi jääga reageerida temperatuuril üle -116 °C. Kokkupuutel atmosfääriõhuga tseesium oksüdeerub kergesti. Selle väga reaktiivse olemuse tõttu on selle kõige levinum manipuleerimisviis seotud lämmastiktseesiumasiidi (CsN) kujul. Tseesiumi säilitatakse metallilisel kujul mittepolaarsetes lahustites või inertgaaside juuresolekul.
tseesium sellel on 39 teadaolevat isotoopi. Neist ainult tseesium-133 (133Cs) on loomulikult stabiilne. Teistel on aatomi massid mis ulatuvad 112–151 u ja enamikul neist on pool elu vähenenud, ulatudes sekundi murdosast kuni mõne päevani.
Mõnda tseesiumi radioaktiivset isotoopi võib looduses leida, kuna need on saadud tuuma lõhustumine muudest elementidest. Radioisotoop tseesium-135 (135Cs) poolestusaeg on pikk, ulatudes 2,3 miljoni aastani. Tseesium-137 poolväärtusaeg (137Cs) on umbes 30 aastat vana ja tseesium-134 (134Cs) on veidi üle kahe aasta.
Kell tseesiumi füüsikalis-keemilised omadused on sarnased tseesiumi omadustega kaalium See on pärit rubiidium, see viimane element on üks tseesiumi sisaldavate maakide saasteaineid.
Perioodilises tabelis asub tseesium alumises vasakpoolses otsas, olles väikseima elektronegatiivsusega keemiline element.
Ühend tseesiumhüdroksiid (CsOH) on tugevaim teadaolev alus, mis suudab rünnata klaasi. Teised levinumad tseesiumiühendid on tseesiumnitraat (CsNO3) ja tseesiumkloriid (CsCl), mida mõlemat kasutatakse tööstuslikult muude keemiatoodete saamiseks.
tseesium peetakse haruldaseks elemendiks, kuna see on maakoore kõige rikkalikumate elementide hulgas 45. kohal, hinnangulise kogusega 2,6 ppm. tseesium on mürgine ja radioaktiivne metall.
Loe ka: Millised keemilised elemendid on radioaktiivsed?
Kust tseesiumi leidub?
O Peamine tseesiumi allikana tuntud mineraal on pollutsiit, hüdraatunud tseesiumi silikaat ja alumiiniumist, mille molekulvalem on CsAlSi2O6. Pollucite sisaldab 5–32% tseesiumoksiidi. Lepidoliit võib olenevalt kaevandamiskohast olla ka tseesiumi lähtemaagiks.
piirkond lAug Bernic, mis asub Manitobas, Kanada, on üks peamisi tseesiumi allikaid planeedil, mis koondab umbes 82% kogu maailmas olemasolevast saasteainest, mis vastab 300 tuhandele tonnile maagile. Hinnanguliselt on selles piirkonnas olemasoleva pollutsiidi sisaldus tseesiumis ligikaudu 20%.
Seal on ka teisi pollutsiiti sisaldavaid varusid Sambia ja Namiibia, mis asub Aafrika mandril. Tseesiumi sisaldavaid mineraale on juba registreeritud Afganistanis, Hiinas, Itaalias, Tiibetis ja Tšiilis.
Teised tseesiumi sisaldavad maagid on berüül (Be3Al2(SiO3)6), umbes 9% tseesiumiga, avogadriit ((K, Cs) BF4), milles on erinevas koguses tseesiumi, ja rodosiit (erineva koostisega hüdraatunud alumiinium, berüllium, naatrium ja tseesiumboraat), mis sisaldab maksimaalselt 3% tseesiumi. Sellegipoolest on tseesiumi kaevandamiseks ainus majanduslikult elujõuline mineraal pollutsiit.
Tseesiumi saamine
tseesium on esinevad mõnedes mineraalides, nagu pollutsiit, mida saadakse tavaliselt ebapuhtal kujul. Looduslikest allikatest saadava tseesiumi peamine saastumine on tingitud rubiidiumi elemendi olemasolust, mis tuleneb nende kahe liigi keemilisest sarnasusest.
THE tseesiumi ekstraheerimine tulemas pollutsiidi eemaldamist saab läbi viia kolme peamise meetodiga: happeline seedimine, leeliseline seedimine või otsene redutseerimine.
Happega lagundamine on enimkasutatav meetod ja seda tehakse kõrgel temperatuuril ning vesinikbromiid-, vesinikkloriid-, väävelhape või vesinikfluoriid. Selle protsessi käigus moodustub tseesiumi ja lisandeid sisaldav lahus, mis puhastatakse hüdrolüüsi teel, saades kõrge puhtusastmega tseesiumisoola.
Aluselisel seedimisel röstitakse mineraalset pollutsiiti naatriumi- või kaltsiumisoolade seguga. Saadud tahket ainet pestes vee või lahjendatud ammoniaagiga saadakse kõrgema puhtusastmega tseesiumisoolade lahus.
Otsese redutseerimise meetodi puhul toimub tseesiumi eraldamine tseesiumi ja rubiidiumi sisaldavate maakide purustamisel ja kuumutamisel metallilise naatriumi juuresolekul temperatuuril 650 °C. Selle protsessi käigus moodustub metallisulam, mis allutatakse eraldusprotsessile, mida nimetatakse fraktsionaalne destilleerimine. Destilleerimisel tõstetakse sulami temperatuuri järk-järgult ning metallide erineva keemistemperatuuri tõttu on võimalik neid segust eraldada ja eraldi isoleerida.
Tseesium oma metallilisel kujul on väga reaktiivne, nii et see on kõige sagedamini selle turustamine ja manipuleerimine tseesiumasiidi kujul (CsN3), kusjuures tseesiumi saab taastada, kuumutades lihtsalt umbes 390 °C-ni. Tseesiumasiidi valmistatakse tseesiumsulfaadi lahuse ja baariumasiidi reaktsioonil.
Tseesiumi rakendused
Tseesiumi kasutusalad on piiratud selle madala sulamistemperatuuri tõttu ja seetõttu on sellel väga spetsiifilised kasutusalad.
Üks tseesiumi elemendi peamisi kasutusalasid on aatomkellades., mis on ajavõtusüsteemides kasutatavad ülitäpsed kellad. Seda tüüpi seadmed kasutavad üleminekut elektronid tseesiumi aatomi põhioleku kahe erineva ja hästi tuntud taseme vahel, et määratleda sekundi ajaühik. Seda tüüpi ülemineku kasutamine aja mõõtmiseks on tingitud selle stabiilsusest, sellest, et see ei muutu aatomilt aatomiks ega kulu aja jooksul.
![Saksamaa laboris asuv aatomkell, mis põhineb tseesiumi aatomite üleminekutel. [1]](/f/b929677c7ce47f86150f2774f63c4f16.jpg)
Fotoemissiivsete omaduste tõttu on tseesium kasutatakse fotoelektrilistes ja päikesepatareides, telerite ja öövaatlusseadmete pildiseadmed. See element sisaldab endiselt teatud tüüpi klaasi spetsiaalsetes läätsedes ja optilistes kiududes.
Keemiatööstuses kasutatakse tseesiumi katalüsaatorina orgaanilistes reaktsioonides hüdrogeenimine ja puhastusmeetodid Nafta.
Praegu on selle elemendi üks olulisemaid rakendusi maagaasi- ja naftatööstuse puurimisvedelike koostises.
Koos hapnikuga moodustab see ühendi, mida kasutatakse heitgaaside eemaldamiseks vaakumtorudes.
Tseesiumioone kasutatakse nende suure molekulmassi tõttu kosmoselaevade mootorite ioonsetes tõukejõusüsteemides.
Radioaktiivne isotoop tseesium-137 leiab rakendust meditsiinis ja tööstuses kiirgusallikana gammakiirgus.
Loe ka:Kuurium – sünteetiline element, mida iseloomustab suur radioaktiivne võime
Ettevaatusabinõud tseesiumiga
Tseesium on element vee juuresolekul äärmiselt reaktiivne, seega on see klassifitseeritud ohtlikuks ning selle transport ja ladustamine peab toimuma teistest reagentidest eraldatult.
Kokkupuutel veega tekib tseesiumist tseesiumhüdroksiid. See ühend on a alus väga tugev, suudab klaasi rünnata.
tseesium sisaldab mõningaid radioisotoope, mis on tervisele äärmiselt ohtlikud inimene ja loom. O 137Cs on viljatuse põhjus, vähk, luuüdi ja naha kahjustused ning võivad lõppeda surmaga.
Tseesiumioonid nende keemilise sarnasuse tõttu kaaliumiga, sa võid helistada The kaaliumi retseptorid elusorganismides, mis pärsib naatrium-kaaliumpumba, mitme bioloogilise funktsiooniga seotud mehhanismi, tööd.
Tseesium-137 ja õnnetus Goiânias
tseesium-137 (137Cs) on üks radioisotoobid elemendist tseesium, mille poolestusaeg on umbes 30 aastat. Tseesiumi isotoobina liik 137Cs-l on sama arv prootoneid (Z = 55) ja erinev arv neutroneid. Väärtus “137” kirjeldab prootonite ja neutronite summat (55 + 82 = 137).
O137Cs on ebastabiilne ja radioaktiivne liik. See tähendab, et selle tuum kiirgab seda tüüpi kiirgust beeta, muutudes keemiliseks elemendiks baarium-137 (137Ba). Seda protsessi esindab tuumareaktsioon:
\({_{55}^{137}}Cs⟶{_{-1}^{0}}β+{_{56}^{137}}Ba\)
Kiirgus, mida kiirgab 137Cs on inimeste tervisele väga kahjulik, kuna tekib ioniseerivate osakeste ja elektromagnetiline kiirgussiin, mis tungivad kudedesse, põhjustades mitmeid tüsistusi, sealhulgas võimalikke muutusi DNA.
toode radioaktiivne lagunemine kohta 137Cs – 137Ba ― eraldab gamma-tüüpi kiirgust, millel on isegi sügavam läbitungimisvõime kui beetakiirgusel.
Kiirguse põhjustatud kahjustused on tingitud selle võimest tõrjuda aatomitelt elektrone välja, moodustades katioone (liigid, positiivsed), mis on väga reaktiivsed ja võivad soodustada tõsiseid muutusi koerakkudes ja isegi kudedes DNA.
Ettevaatlikul käsitsemisel aga eraldub kiirgus 137Cs võib olla kasulik ja seetõttu kasutatakse seda keemilist liiki vähiravis teatud tööstusharudes, toiduainete steriliseerimise, reoveepuhastuse ja seadmete valdkonnas kirurgiline.
Siiski, õige juhendamise puudumine võib põhjustada The tõsiseid keskkonnaõnnetusi, nagu näiteks Goiânias juhtunu aastal 1987. Sel korral leidsid kaks taaskasutustöötajat mahajäetud kiiritusravi seadme, milles oli tseesiumkloriidsoola (CsCl) kujul tseesium-137-ga kapsel.
Metallist varustust romuplatsile edasi müües avas kapsli koha omanik, kes leidis sealt valge pulbri, mis pimedas helesiniseks muutus. Leitud materjali ilu tõttu jagas ta seda piirkonna elanikele. Mõne päeva pärast tuvastas linna tervishoiusüsteem kümnete radioaktiivse elemendiga saastumise sümptomitega inimeste hoolduse.
Sel ajal suri neli inimest.ja veel sadadel on olnud või peavad elama radioaktiivse aine mürgistuse sümptomid. Kuna tseesiumkloriid on vees lahustuv ja hügroskoopne, levib see kergesti üle kogu piirkonna, saastades mulda, vett, loomi ja toitu.
Selles episoodis umbes seitse tonni aatomijäätmed eraldati kiirguse hoidmiseks konkreetsetes hoonetes ja peavad sinna jääma vähemalt kauaks 180 aastat, radioaktiivse materjali kontsentratsiooni vähenemiseks kuluv aeg oluliselt.
Tseesium-137 võib atmosfääri paisata ka selle aktiveerimise kaudu tuumarelvad ja tuumaelektrijaamad. Üks aastal toimunud sündmus oli veel üks keskkonna saastamise allikas tseesium-137-ga Tšernobõli, 1986. aastal, kuna see radioaktiivne element on saadud uraani radioaktiivse lagunemise mehhanismidest.
Videotunnid Tseesium-137: suurim radioloogiline õnnetus maailmas
tseesiumi ajalugu
Tseesiumi element oli avastati 1860. aastal Saksa teadlaste Robert Wilhelm Bunseni ja Gustav Robert Kirchhoffi poolt veeproovide spektroskoopilise analüüsi kaudu. Tseesium oli esimene keemiline element, mis spektroskoopia abil avastati.
Nende analüüside tulemus näitas kahte helesinist joont, millele kaasnesid muud jooned muudel lainepikkustel, mis olid seotud punase, rohelise ja kollase värviga. Spektris tuvastatud siniste joonte tõttu on Teadlased kasutasid terminit "tseesium", mis tähendab "sinist taevast"..
Pildi tiitrid
[1] geogif / shutterstock
[2] Wikimedia Commons (paljundamine)
Autor Ana Luiza Lorenzen Lima
Keemia õpetaja