हे सीज़ियम एक धात्विक तत्व है जो के समूह 1 से संबंधित है टीखूबसूरत पीकामुक. यह एक चांदी की उपस्थिति है, पानी के साथ प्रतिक्रियाशील है, और इसमें कई समस्थानिक हैं। इनमें से कुछ समस्थानिक रेडियोधर्मी होते हैं और इनका आधा जीवन वर्षों से लेकर लाखों वर्षों तक होता है। सीज़ियम का प्राकृतिक स्रोत खनिज प्रदूषण है, जो कनाडा के एक निश्चित क्षेत्र में बड़ी मात्रा में पाया जाता है।
हे सबसे प्रसिद्ध सीज़ियम समस्थानिक है सीज़ियम-137, जो 1987 में गोइआनिया में हुई रेडियोधर्मी दुर्घटना के लिए जिम्मेदार था।
जानवरों और लोगों के लिए विषाक्त होने के बावजूद, जब सही ढंग से संभाला जाता है, तो रेडियोधर्मी सीज़ियम आइसोटोप लाभ लाना, चिकित्सा क्षेत्र में, भौतिकी में और यहां तक कि कीचड़ की नसबंदी में उपयोग करने में सक्षम होना और खाद्य पदार्थ।
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सीज़ियम के बारे में सारांश
सीज़ियम एक दुर्लभ धातु तत्व है, जो आवर्त सारणी के समूह 1 से संबंधित है।
सीज़ियम है संलयन बिंदु अपेक्षाकृत कम, 28 डिग्री सेल्सियस पर ठोस से तरल में बदलने में सक्षम।
सीज़ियम पानी के साथ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है ऑक्सीजन.
सीज़ियम -133 सीज़ियम का एकमात्र स्थिर समस्थानिक है, जिसमें शेष 39 रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं।
सीज़ियम का मुख्य खनिज स्रोत पॉल्युसाइट है, जिसकी निष्कर्षण खदानें कनाडा में केंद्रित हैं।
सीज़ियम का मुख्य अनुप्रयोग है परमाणु घड़ियां, जो बहुत उच्च परिशुद्धता समय माप उपकरण हैं।
अंतरिक्ष यान प्रणोदन प्रणाली में सीज़ियम फोटो उत्सर्जन उपकरणों में भी आवेदन पाता है तेल अच्छी तरह से ड्रिलिंग तरल पदार्थ की संरचना में और चिकित्सा उपकरणों और उपचारों में औषधीय।
सीज़ियम गुण
चिन्ह, प्रतीक: सी.एस.
परमाणु क्रमांक: 55.
परमाणु भार: 132.905 यू.
इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [एक्सई] 6 एस¹।
भौतिक राज्य: ठोस (20 डिग्री सेल्सियस पर) और तरल (28 डिग्री सेल्सियस पर)।
संलयन बिंदु: 28.5 डिग्री सेल्सियस।
क्वथनांक: 671 डिग्री सेल्सियस
घनत्व: 1.93 ग्राम सेमी-3.
वैद्युतीयऋणात्मकता: 0.79 (पॉलिंग इलेक्ट्रोनगेटिविटी)।
रासायनिक श्रृंखला: प्रतिनिधि तत्व।
तालिका में स्थान पीइरोडिक: समूह 1, अवधि 6, ब्लॉक एस।
आइसोटोप: 133सीएस (100%)।
सीज़ियम की विशेषताएं
सीज़ियम है a धातु दुर्लभ घटना आवर्त सारणी के समूह 1 से संबंधित है, जिसे क्षार धातु समूह के रूप में जाना जाता है। सीज़ियम में चांदी-सुनहरी उपस्थिति होती है, यह एक नरम, नमनीय धातु है और इसका गलनांक लगभग 28 ° C होता है। चूंकि पिघलने का तापमान अपेक्षाकृत कम होता है, इसलिए यह तत्व परिवेश के तापमान के आधार पर अपनी तरल अवस्था में पाया जा सकता है।
अन्य क्षार धातुओं की तरह, सीज़ियम पानी के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करता है और इतना प्रतिक्रियाशील है कि यह -116 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर भी बर्फ के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। वायुमंडलीय हवा के संपर्क में, सीज़ियम आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। इस बहुत प्रतिक्रियाशील प्रकृति के कारण, इसका सबसे सामान्य प्रकार का हेरफेर के सहयोग से होता है नाइट्रोजनसीज़ियम एजाइड (CsN) के रूप में। सीज़ियम को गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में डुबो कर या अक्रिय गैसों की उपस्थिति में धात्विक रूप में संग्रहित किया जाता है।
सीज़ियम 39 ज्ञात समस्थानिक हैं. इनमें से केवल सीज़ियम-133 (133Cs) स्वाभाविक रूप से स्थिर है। दूसरों के पास है परमाणु द्रव्यमान जो 112 से 151 u तक फैला है, और उनमें से अधिकांश के पास है हाफ लाइफ कम, एक सेकंड के अंश से लेकर कुछ दिनों तक।
सीज़ियम के कुछ रेडियोधर्मी समस्थानिक प्रकृति में पाए जा सकते हैं, क्योंकि वे किससे प्राप्त होते हैं परमाणु विखंडन अन्य तत्वों की। रेडियोआइसोटोप सीज़ियम-135 (135Cs) का 2.3 मिलियन वर्षों के पैमाने पर लंबा आधा जीवन है। सीज़ियम-137 का आधा जीवन (137Cs) लगभग 30 वर्ष पुराना है और सीज़ियम-134 (134Cs) अभी दो साल से अधिक है।
पर सीज़ियम के भौतिक-रासायनिक गुण किसके समान होते हैं? पोटैशियम यह से है रूबिडीयाम, यह अंतिम तत्व सीज़ियम युक्त अयस्कों के संदूषकों में से एक है।
आवर्त सारणी में, सबसे कम इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाला रासायनिक तत्व होने के कारण, सीज़ियम निचले बाएं छोर पर स्थित है।
यौगिक सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड (CsOH) ज्ञात सबसे मजबूत आधार है, जो कांच पर हमला करने में सक्षम है। अन्य अधिक सामान्य सीज़ियम यौगिक सीज़ियम नाइट्रेट (CsNO .) हैं3) और सीज़ियम क्लोराइड (CsCl), दोनों का उपयोग अन्य रासायनिक उत्पादों को प्राप्त करने के लिए औद्योगिक रूप से किया जाता है।
सीज़ियम एक दुर्लभ तत्व माना जाता है, क्योंकि यह 2.6 पीपीएम की अनुमानित मात्रा के साथ, पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर मात्रा में तत्वों में 45 वें स्थान पर है। सीज़ियम एक विषैली और रेडियोधर्मी धातु है.
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सीज़ियम कहाँ पाया जाता है?
हे सीज़ियम के स्रोत के रूप में जाना जाने वाला मुख्य खनिज प्रदूषक है, एक हाइड्रेटेड सीज़ियम सिलिकेट और अल्युमीनियम, जिसका आणविक सूत्र CsAlSi. है2हे6. पोलुसाइट में 5% से 32% सीज़ियम ऑक्साइड होता है। निष्कर्षण स्थल के आधार पर लेपिडोलाइट सीज़ियम का स्रोत अयस्क भी हो सकता है।
का क्षेत्र मैंऑग बर्निक, मैनिटोबा में स्थित है, कनाडा, ग्रह पर सीज़ियम के मुख्य स्रोतों में से एक है, दुनिया में सभी मौजूदा प्रदूषण का लगभग 82% केंद्रित है, जो कि 300 हजार टन अयस्क के बराबर है। यह अनुमान लगाया गया है कि इस क्षेत्र में मौजूदा प्रदूषण में सीज़ियम में लगभग 20% की संरचना है।
में प्रदूषण युक्त अन्य भंडार हैं जाम्बिया तथा नामिबिया, अफ्रीकी महाद्वीप पर स्थित है। सीज़ियम युक्त खनिज पहले ही अफगानिस्तान, चीन, इटली, तिब्बत और चिली में दर्ज किए जा चुके हैं।
अन्य अयस्क जिनमें सीज़ियम होता है, वे हैं बेरिल (Be .)3अली2(एसआईओ3)6), लगभग 9% सीज़ियम के साथ, एवोगैड्राइट ((K, Cs) BF4), सीज़ियम की अलग-अलग मात्रा के साथ, और रोडिज़ाइट (हाइड्रेटेड एल्यूमीनियम, बेरिलियम, सोडियम और विभिन्न संरचना के सीज़ियम बोरेट), जिसमें सीज़ियम की अधिकतम सामग्री 3% होती है। फिर भी, सीज़ियम के निष्कर्षण के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य एकमात्र खनिज प्रदूषण है।
सीज़ियम प्राप्त करना
सीज़ियम is कुछ खनिजों में मौजूद, जैसे कि प्रदूषण, सामान्य रूप से अपने अशुद्ध रूप में प्राप्त किया जा रहा है। प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त सीज़ियम में मुख्य संदूषण रूबिडियम तत्व की उपस्थिति के कारण होता है, इन दो प्रजातियों के बीच रासायनिक समानता के कारण।
सीज़ियम निष्कर्षण आ रहा प्रदूषण तीन मुख्य तरीकों से किया जा सकता है: अम्ल पाचन, क्षारीय पाचन या प्रत्यक्ष कमी।
एसिड पाचन सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है और इसे उच्च तापमान पर किया जाता है, और हाइड्रोब्रोमिक, हाइड्रोक्लोरिक, गंधक का या हाइड्रोफ्लोरिक। इस प्रक्रिया में, सीज़ियम और अशुद्धियों वाला एक घोल बनता है, जिसे उच्च शुद्धता का सीज़ियम नमक प्राप्त करके हाइड्रोलिसिस द्वारा शुद्ध किया जाता है।
क्षारीय पाचन में, खनिज प्रदूषण को सोडियम या कैल्शियम लवण के मिश्रण से भुना जाता है। परिणामी ठोस को पानी या तनु अमोनिया से धोने से सीज़ियम लवण का उच्च शुद्धता वाला विलयन प्राप्त होता है।
प्रत्यक्ष कमी विधि में, सीज़ियम और रूबिडियम युक्त अयस्कों को 650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर धातु सोडियम की उपस्थिति में कुचलने और गर्म करने से सीज़ियम का अलगाव होता है। इस प्रक्रिया में, एक धातु मिश्र धातु का निर्माण होता है जिसे एक पृथक्करण प्रक्रिया के अधीन किया जाता है जिसे के रूप में जाना जाता है आंशिक आसवन. आसवन में, मिश्र धातु का तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है और धातुओं के अलग-अलग क्वथनांक के कारण, उन्हें मिश्रण से अलग करना और अलग-अलग करना संभव है।
सीज़ियम अपने धात्विक रूप में अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है, इसलिए यह है आमतौर पर इसका व्यावसायीकरण और सीज़ियम एज़ाइड के रूप में हेरफेर (सीएसएन3), जिससे सीज़ियम को केवल लगभग 390 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। सीज़ियम एज़ाइड सीज़ियम सल्फेट और बेरियम एज़ाइड के घोल के बीच प्रतिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।
सीज़ियम अनुप्रयोग
सीज़ियम के अनुप्रयोग इसके कम गलनांक के कारण सीमित हैं और इसलिए, इसके बहुत विशिष्ट उपयोग हैं।
सीज़ियम तत्व के मुख्य उपयोगों में से एक परमाणु घड़ियों में है।, जो उच्च परिशुद्धता वाली घड़ियाँ हैं जिनका उपयोग टाइमिंग सिस्टम में किया जाता है। इस प्रकार के उपकरण के संक्रमण का उपयोग करते हैं इलेक्ट्रॉनों सेकंड की समय इकाई को परिभाषित करने के लिए सीज़ियम परमाणु की जमीनी अवस्था के दो अलग-अलग और प्रसिद्ध स्तरों के बीच। समय को मापने के लिए इस प्रकार के संक्रमण का उपयोग इसकी स्थिरता के कारण होता है, तथ्य यह है कि यह परमाणु से परमाणु में नहीं बदलता है और समय के साथ खराब नहीं होता है।
![जर्मनी में एक प्रयोगशाला में स्थित सीज़ियम परमाणुओं के संक्रमण पर आधारित परमाणु घड़ी। [1]](/f/b929677c7ce47f86150f2774f63c4f16.jpg)
प्रकाश उत्सर्जक गुणों के कारण सीज़ियम होता है फोटोइलेक्ट्रिक और सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है, टेलीविजन में इमेजिंग डिवाइस और नाइट विजन उपकरण। यह तत्व अभी भी विशेष लेंस और ऑप्टिकल फाइबर में कुछ प्रकार के ग्लास बनाता है।
रासायनिक उद्योग में, सीज़ियम का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है की कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में हाइड्रोजनीकरण और शुद्धिकरण के तरीके पेट्रोलियम.
वर्तमान में, इस तत्व के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक प्राकृतिक गैस और तेल उद्योगों के लिए ड्रिलिंग तरल पदार्थ की संरचना में है।
ऑक्सीजन के संयोजन में, यह एक यौगिक बनाता है जिसका उपयोग वैक्यूम ट्यूबों में अपशिष्ट गैसों को हटाने के लिए किया जाता है।
सीज़ियम आयन, अपने उच्च आणविक द्रव्यमान के कारण, अंतरिक्ष यान के इंजनों में आयनिक प्रणोदन प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं।
रेडियोधर्मी आइसोटोप सीज़ियम -137 दवा और उद्योग में के उत्सर्जक के रूप में आवेदन पाता है गामा विकिरण.
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सीज़ियम के साथ सावधानियां
सीज़ियम एक तत्व है पानी की उपस्थिति में अत्यंत प्रतिक्रियाशील, इसलिए इसे खतरनाक के रूप में वर्गीकृत किया गया है, और इसके परिवहन और भंडारण को अन्य अभिकर्मकों से अलग किया जाना चाहिए।
पानी के संपर्क में, सीज़ियम सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड को जन्म देता है। यह यौगिक है a आधार कांच पर हमला करने में बहुत मजबूत।
सीज़ियम कुछ रेडियो आइसोटोप हैं जो स्वास्थ्य के लिए बेहद खतरनाक हैं मानव और पशु। हे 137सीएस बांझपन का एक कारण है, कैंसरअस्थि मज्जा और त्वचा की क्षति और मृत्यु का कारण बन सकता है।
सीज़ियम आयन, पोटेशियम के साथ रासायनिक समानता के कारण, आप कॉल कर सकते हैं जीवित जीवों में पोटेशियम रिसेप्टर्स, सोडियम-पोटेशियम पंप के कामकाज को रोकना, कई जैविक कार्यों में शामिल एक तंत्र।
सीज़ियम-137 और गोइयानिया में दुर्घटना
सीज़ियम-137 (137Cs) में से एक है रेडियोआइसोटोप सीज़ियम तत्व का, जिसका आधा जीवन लगभग 30 वर्ष है। सीज़ियम के समस्थानिक के रूप में, प्रजाति 137Cs में समान संख्या में प्रोटॉन (Z = 55) और विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। मान "137" प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (55 + 82 = 137) के योग का वर्णन करता है।
हे137Cs एक अस्थिर और रेडियोधर्मी प्रजाति है. इसका मतलब यह है कि इसका कोर प्रकार के विकिरण का उत्सर्जन करता है बीटा, रासायनिक तत्व बेरियम-137 में बदलना (137बी ० ए)। इस प्रक्रिया को परमाणु प्रतिक्रिया द्वारा दर्शाया गया है:
\({_{55}^{137}}Cs⟶{_{-1}^{0}}β+{_{56}^{137}}Ba\)
द्वारा उत्सर्जित विकिरण 137Cs मानव स्वास्थ्य के लिए अत्यधिक हानिकारक है, क्योंकि यह आयनकारी कणों से बनता है और विद्युत चुम्बकीय विकिरणयहां, जो ऊतकों में प्रवेश करता है, जिससे जटिलताओं की एक श्रृंखला होती है, जिसमें संभावित परिवर्तन शामिल हैं डीएनए.
का उत्पाद रेडियोधर्मी क्षय का 137सीएस - the 137बा गामा-प्रकार के विकिरण को छोड़ता है, जिसमें बीटा विकिरण की तुलना में अधिक गहरी भेदन शक्ति होती है।
विकिरण के कारण होने वाली क्षति परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित करने की क्षमता के कारण होती है, जिससे धनायन बनते हैं (जिन प्रजातियों के साथ सकारात्मक), जो अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं और ऊतक कोशिकाओं और यहां तक कि यहां तक कि गंभीर परिवर्तनों को बढ़ावा देने में सक्षम होते हैं डीएनए।
हालांकि, जब देखभाल के साथ संभाला जाता है, तो द्वारा उत्सर्जित विकिरण 137Cs फायदेमंद हो सकता है और इसलिए, इस रासायनिक प्रजाति का उपयोग कैंसर उपचारों में किया जाता है, कुछ उद्योग, खाद्य नसबंदी में, सीवेज उपचार में और उपकरण में शल्य चिकित्सा।
हालांकि उचित निर्देश की कमी के कारण हो सकता है गंभीर पर्यावरणीय दुर्घटनाएँ, जैसे कि गोइयानिया में हुई दुर्घटनाएँ 1987 में। उस अवसर पर, दो पुनर्चक्रण श्रमिकों को एक परित्यक्त रेडियोथेरेपी उपकरण मिला, जिसमें सीज़ियम क्लोराइड नमक (CsCl) के रूप में सीज़ियम-137 के साथ एक कैप्सूल था।
कबाड़खाने के लिए धातु के उपकरण को पुनर्विक्रय करते समय, उस स्थान के मालिक द्वारा कैप्सूल खोला गया, जिसे एक सफेद पाउडर मिला जो अंधेरे में चमकीला नीला हो गया। प्राप्त सामग्री की सुंदरता के कारण, उन्होंने इसे क्षेत्र के लोगों में वितरित किया। कुछ दिनों के बाद, शहर की स्वास्थ्य प्रणाली ने रेडियोधर्मी तत्व द्वारा संदूषण के लक्षणों वाले दर्जनों लोगों की देखभाल की पहचान की।
उस समय चार लोगों की मौत हो गई थी।, और सैकड़ों अन्य लोगों को रेडियोधर्मी सामग्री विषाक्तता के लक्षणों के साथ रहना पड़ा है या रहना पड़ा है। चूंकि सीज़ियम क्लोराइड पानी में घुलनशील और हीड्रोस्कोपिक है, यह आसानी से पूरे क्षेत्र में फैल जाता है, जिससे मिट्टी, पानी, जानवर और भोजन दूषित हो जाता है।
इस कड़ी में करीब सात टन परमाणु अपशिष्ट विकिरण को रोकने के लिए विशिष्ट भवनों में पृथक किया गया था और कम से कम वहाँ रहना चाहिए 180 वर्ष, रेडियोधर्मी सामग्री की सांद्रता को कम करने के लिए आवश्यक समय उल्लेखनीय रूप से।
सीज़ियम-137 को किसके सक्रियण द्वारा वायुमंडल में छोड़ा जा सकता है? परमाणु हथियार तथा परमाणु ऊर्जा संयंत्र. एक सीज़ियम-137 द्वारा पर्यावरण के दूषित होने का एक अन्य स्रोत वह घटना थी जो में हुई थी चेरनोबिल1986 में, चूंकि यह रेडियोधर्मी तत्व यूरेनियम के रेडियोधर्मी क्षय तंत्र से प्राप्त होता है।
वीडियो सबक सीज़ियम-137: दुनिया की सबसे बड़ी रेडियोलॉजिकल दुर्घटना
सीज़ियम का इतिहास
सीज़ियम तत्व था 1860. में खोजा गया जर्मन वैज्ञानिकों रॉबर्ट विल्हेम बन्सन और गुस्ताव रॉबर्ट किरचॉफ द्वारा पानी के नमूनों के स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण के माध्यम से। स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा खोजा जाने वाला पहला रासायनिक तत्व सीज़ियम था।
इन विश्लेषणों के परिणाम में लाल, हरे और पीले रंग से जुड़ी अन्य तरंग दैर्ध्य पर अन्य रेखाओं के साथ दो चमकदार नीली रेखाएँ दिखाई दीं। स्पेक्ट्रम में पहचानी गई नीली रेखाओं के कारण, वैज्ञानिकों ने "सीज़ियम" शब्द का प्रयोग किया, जिसका अर्थ है "नीला आकाश".
छवि क्रेडिट
[1] जियोजीफ / Shutterstock
[2] विकिमीडिया कॉमन्स (प्रजनन)
एना लुइज़ा लोरेंजेन लीमा द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक
