O cēzijs ir metālisks elements, kas pieder pie 1. grupas TSkaistums Perodisks. Tam ir sudrabains izskats, tas reaģē ar ūdeni un tam ir vairāki izotopi. Daži no šiem izotopiem ir radioaktīvi, un to pussabrukšanas periods ir no gadiem līdz miljoniem gadu. Dabiskais cēzija avots ir minerālais pollucīts, kas lielos daudzumos atrodams noteiktā Kanādas reģionā.
O Vispazīstamākais cēzija izotops ir cēzijs-137, kas bija atbildīga par radioaktīvo avāriju, kas notika Gojānijā 1987. gadā.
Neskatoties uz to, ka tas ir toksisks dzīvniekiem un cilvēkiem, pareizi rīkojoties, radioaktīvie cēzija izotopi sniedz priekšrocības, jo to var izmantot medicīnā, fizikā un pat dūņu sterilizācijā un pārtikas produkti.
Lasi arī: Urāns ir radioaktīvs elements, kam ir liela nozīme enerģijas ražošanā
Kopsavilkums par cēziju
Cēzijs ir rets metālisks elements, kas pieder periodiskās tabulas 1. grupai.
Cēzija ir saplūšanas punkts relatīvi zems, 28 °C temperatūrā var mainīties no cietas uz šķidru.
Cēzijs ļoti reaģē ar ūdeni un viegli oksidējas skābeklis.
Cēzijs-133 ir vienīgais stabilais cēzija izotops ar atlikušajiem 39 radioaktīvajiem izotopiem.
Galvenais cēzija minerālu avots ir pollucīts, kura ieguves raktuves ir koncentrētas Kanādā.
Galvenais cēzija pielietojums ir atomu pulksteņi, kas ir ļoti augstas precizitātes laika mērīšanas iekārtas.
Cēzijs tiek izmantots arī fotoemisijas ierīcēs, kosmosa kuģu piedziņas sistēmās naftas urbumu urbšanas šķidrumu sastāvā un medicīnas iekārtās un terapijās zāles.
Cēzija īpašības
Simbols: Cs.
Atomu skaits: 55.
atomu masa: 132.905 u.
Elektroniskā konfigurācija: [Xe] 6s¹.
fiziskais stāvoklis: cieta (pie 20 °C) un šķidra (pie 28 °C).
Sadales punkts: 28,5°C.
Vārīšanās punkts: 671°C.
Blīvums: 1,93 g cm-3.
elektronegativitāte: 0,79 (Paulinga elektronegativitāte).
ķīmiskā sērija: reprezentatīvie elementi.
Atrašanās vieta tabulā Perodisks: 1. grupa, 6. periods, s bloks.
izotopi: 133Cs (100%).
cēzija īpašības
Cēzijs ir a metāls reta parādība kas pieder periodiskās tabulas 1. grupai, kas pazīstama kā sārmu metālu grupa. Cēzijam ir sudrabaini zeltains izskats, tas ir mīksts, kaļams metāls, un tā kušanas temperatūra ir aptuveni 28 °C. Tā kā kušanas temperatūra ir salīdzinoši zema, šo elementu var atrast šķidrā stāvoklī atkarībā no apkārtējās vides temperatūras.
Tāpat kā citi sārmu metāli, cēzijs spēcīgi reaģē ar ūdeni un ir tik reaktīvs, ka var pat reaģēt ar ledu temperatūrā virs -116 °C. Saskaroties ar atmosfēras gaisu, cēzijs viegli oksidējas. Šī ļoti reaktīvā rakstura dēļ tās visizplatītākais manipulācijas veids ir saistīts ar slāpekliscēzija azīda (CsN) formā. Cēziju uzglabā metāliskā formā, iegremdējot nepolāros šķīdinātājos vai inertu gāzu klātbūtnē.
cēzijs ir 39 zināmi izotopi. No tiem tikai cēzijs-133 (133Cs) ir dabiski stabils. Pārējiem ir atomu masas kas aptver no 112 līdz 151 u, un lielākā daļa no tiem ir Pus dzīve samazināts, sākot no sekundes daļām līdz pat dažām dienām.
Daži cēzija radioaktīvie izotopi ir sastopami dabā, jo tie ir iegūti no kodola skaldīšana citiem elementiem. Radioizotops cēzijs-135 (135Cs) pussabrukšanas periods ir ilgs 2,3 miljonu gadu mērogā. Cēzija-137 pussabrukšanas periods (137Cs) ir aptuveni 30 gadus vecs un cēzijs-134 (134Cs) ir tikai nedaudz vairāk par diviem gadiem.
Plkst cēzija fizikāli ķīmiskās īpašības ir līdzīgas cēzija fizikāli ķīmiskajām īpašībām kālijs Tas ir no rubīdijs, šis pēdējais elements ir viens no rūdu piesārņotājiem, kas satur cēziju.
Periodiskajā tabulā cēzijs atrodas apakšējā kreisajā galā, kas ir ķīmiskais elements ar viszemāko elektronegativitāti.
Cēzija hidroksīda savienojums (CsOH) ir spēcīgākā zināmā bāze, kas spēj uzbrukt stiklam. Citi biežāk sastopamie cēzija savienojumi ir cēzija nitrāts (CsNO3) un cēzija hlorīdu (CsCl), ko izmanto rūpnieciski citu ķīmisko produktu iegūšanai.
cēzijs tiek uzskatīts par retu elementu, jo tas ieņem 45. vietu starp visizplatītākajiem elementiem zemes garozā ar aptuveno daudzumu 2,6 ppm. cēzijs ir toksisks un radioaktīvs metāls.
Izlasi arī: Kuri ķīmiskie elementi ir radioaktīvi?
Kur atrodams cēzijs?
O Galvenais minerāls, kas pazīstams kā cēzija avots, ir pollucīts, hidratēts cēzija silikāts un alumīnija, kura molekulārā formula ir CsAlSi2O6. Pollucīts satur no 5% līdz 32% cēzija oksīda. Lepidolīts var būt arī cēzija avots atkarībā no ieguves vietas.
reģionā lAug Bernic, atrodas Manitobā, Kanāda, ir viens no galvenajiem cēzija avotiem uz planētas, kas koncentrējas aptuveni 82% no visa pasaulē esošā piesārņojuma, kas atbilst 300 tūkstošiem tonnu rūdas. Tiek lēsts, ka šajā reģionā esošā piesārņojuma cēzija sastāvs ir aptuveni 20%.
Ir arī citas rezerves, kas satur piesārņojumu Zambija un namībija, kas atrodas Āfrikas kontinentā. Cēziju saturoši minerāli jau reģistrēti Afganistānā, Ķīnā, Itālijā, Tibetā un Čīlē.
Citas rūdas, kas satur cēziju, ir berils (Be3Al2(SiO3)6), ar aptuveni 9% cēzija, avogadrīta ((K, Cs) BF4), ar dažādu cēzija daudzumu un rodozītu (dažāda sastāva hidratētu alumīniju, berilija, nātrija un cēzija borātu), kas satur ne vairāk kā 3 % cēzija. Tomēr vienīgais ekonomiski dzīvotspējīgais minerāls cēzija ieguvei ir pollucīts.
Cēzija iegūšana
cēzijs ir atrodas dažos minerālos, piemēram, pollucītu, ko parasti iegūst netīrā veidā. Galvenais piesārņojums ar cēziju, kas iegūts no dabīgiem avotiem, ir saistīts ar elementa rubīdija klātbūtni, pateicoties ķīmiskajām līdzībām starp šīm divām sugām.
THE cēzija ekstrakcija nāk pollucītu var veikt ar trim galvenajām metodēm: skābes gremošana, sārmainā gremošana vai tieša reducēšana.
Skābes šķelšana ir visbiežāk izmantotā metode, un to veic augstā temperatūrā un bromūdeņraža, sālsskābes, sērskābi vai fluorūdeņraža. Šajā procesā veidojas cēzija un piemaisījumu saturošs šķīdums, ko attīra hidrolīzes ceļā, iegūstot augstas tīrības pakāpes cēzija sāli.
Sārmainā šķelšanā minerālo pollucītu apgrauzdē ar nātrija vai kalcija sāļu maisījumu. Mazgājot iegūto cieto vielu ar ūdeni vai atšķaidītu amonjaku, iegūst augstākas tīrības pakāpes cēzija sāļu šķīdumu.
Tiešās reducēšanas metodē cēzija izolēšana notiek, sasmalcinot un karsējot rūdas, kas satur cēziju un rubīdiju, metāliskā nātrija klātbūtnē 650 °C temperatūrā. Šajā procesā veidojas metāla sakausējums, kas tiek pakļauts atdalīšanas procesam, kas pazīstams kā frakcionēta destilācija. Destilācijā sakausējuma temperatūra tiek pakāpeniski paaugstināta, un metālu atšķirīgās viršanas temperatūras dēļ tos ir iespējams atdalīt no maisījuma un izolēt atsevišķi.
Cēzija metāliskā formā ir ļoti reaģējoša, tāpēc tā ir visbiežāk tā komercializācija un manipulācijas cēzija azīda veidā (CsN3), kur cēziju var atgūt, vienkārši karsējot līdz aptuveni 390 °C. Cēzija azīdu iegūst, reaģējot starp cēzija sulfāta šķīdumu un bārija azīdu.
Cēzija aplikācijas
Cēzija pielietojums ir ierobežots tā zemās kušanas temperatūras dēļ, un tāpēc tam ir ļoti specifiski lietojumi.
Viens no galvenajiem elementa cēzija lietojumiem ir atomu pulksteņos., kas ir augstas precizitātes pulksteņi, ko izmanto laika noteikšanas sistēmās. Šāda veida aprīkojums izmanto pāreju no elektroni starp diviem dažādiem un labi zināmiem cēzija atoma pamatstāvokļa līmeņiem, lai noteiktu sekundes laika vienību. Šāda veida pārejas izmantošana laika mērīšanai ir saistīta ar tā stabilitāti, to, ka tas nemainās no atoma uz atomu un laika gaitā nenolietojas.
![Atompulkstenis, kas balstīts uz cēzija atomu pārejām, kas atrodas laboratorijā Vācijā. [1]](/f/b929677c7ce47f86150f2774f63c4f16.jpg)
Pateicoties fotoemisijas īpašībām, cēzijs ir izmanto fotoelektriskajās un saules baterijās, attēlveidošanas ierīces televizoros un nakts redzamības iekārtas. Šis elements joprojām veido dažus stikla veidus īpašās lēcās un optiskajā šķiedrā.
Ķīmiskajā rūpniecībā cēziju izmanto kā katalizatoru organiskajās reakcijās hidrogenēšana un attīrīšanas metodes Nafta.
Pašlaik viens no svarīgākajiem šī elementa pielietojumiem ir urbšanas šķidrumu sastāvā dabasgāzes un naftas rūpniecībai.
Kombinācijā ar skābekli tas veido savienojumu, ko izmanto izplūdes gāzu noņemšanai vakuuma caurulēs.
Cēzija jonus to augstās molekulmasas dēļ izmanto kosmosa kuģu dzinēju jonu vilces sistēmās.
Radioaktīvais izotops cēzijs-137 tiek izmantots medicīnā un rūpniecībā kā emitētājs gamma starojums.
Izlasi arī:Kūrijs ir sintētisks elements, kas izceļas ar savu lielo radioaktīvo spēju
Piesardzības pasākumi ar cēziju
Cēzijs ir elements ļoti reaģējošs ūdens klātbūtnē, tāpēc tas ir klasificēts kā bīstams, un tā transportēšana un uzglabāšana jāveic izolēti no citiem reaģentiem.
Saskaroties ar ūdeni, cēzijs rada cēzija hidroksīdu. Šis savienojums ir a bāze ļoti spēcīgs, kas spēj uzbrukt stiklam.
cēzijs ir daži radioizotopi, kas ir ārkārtīgi bīstami veselībai cilvēks un dzīvnieks. O 137Cs ir neauglības cēlonis, vēzis, kaulu smadzeņu un ādas bojājumus un var izraisīt nāvi.
Cēzija joni to ķīmiskās līdzības ar kāliju dēļ, jūs varat zvanīt The kālija receptori dzīvos organismos, kavē nātrija-kālija sūkņa darbību, kas ir mehānisms, kas iesaistīts vairākās bioloģiskās funkcijās.
Cēzijs-137 un avārija Gojānijā
Cēzijs-137 (137Cs) ir viens no radioizotopi elementa cēzija, kura pussabrukšanas periods ir aptuveni 30 gadi. Kā cēzija izotops, suga 137Cs ir vienāds protonu skaits (Z = 55) un atšķirīgs neitronu skaits. Vērtība “137” apraksta protonu un neitronu summu (55 + 82 = 137).
O137Cs ir nestabila un radioaktīva suga. Tas nozīmē, ka tā kodols izstaro šāda veida starojumu beta, pārvēršoties ķīmiskajā elementā bārijs-137 (137Ba). Šo procesu attēlo kodolreakcija:
\({_{55}^{137}}Cs⟶{_{-1}^{0}}β+{_{56}^{137}}Ba\)
Radiācija, ko izstaro 137Cs ir ļoti kaitīgs cilvēka veselībai, jo veidojas, jonizējot daļiņas un elektromagnētiskā radiācijašeit, kas iekļūst audos, izraisot virkni komplikāciju, tostarp iespējamās izmaiņas DNS.
produkts radioaktīvā sabrukšana no 137Cs — 137Ba ― izdala gamma tipa starojumu, kam ir pat dziļāka iespiešanās spēja nekā beta starojumam.
Radiācijas radītie bojājumi ir saistīti ar tā spēju izspiest elektronus no atomiem, veidojot katjonus (sugas ar pozitīvi), kas ir ļoti reaktīvi un spēj veicināt nopietnas izmaiņas audu šūnās un pat DNS.
Tomēr, rīkojoties uzmanīgi, starojums, ko izstaro 137Cs var būt izdevīga, un tāpēc šī ķīmiskā suga tiek izmantota vēža terapijā dažās nozarēs pārtikas sterilizācijā, notekūdeņu attīrīšanā un iekārtās ķirurģiskas.
Tomēr pareizas instrukcijas trūkums var izraisīt The nopietni vides negadījumi, piemēram, tas, kas notika Gojānijā 1987. gadā. Toreiz divi pārstrādes darbinieki atrada pamestu staru terapijas iekārtu, kurā bija kapsula ar cēziju-137 cēzija hlorīda sāls (CsCl) veidā.
Pārdodot tālāk metālisko aprīkojumu atkritumu saimniecībai, kapsulu atvēra vietas īpašnieks, kurš atrada baltu pulveri, kas tumsā kļuva spilgti zils. Atrastā materiāla skaistuma dēļ viņš to izplatīja reģiona iedzīvotājiem. Pēc dažām dienām pilsētas veselības sistēma identificēja vairākus desmitus cilvēku ar radioaktīvā elementa piesārņojuma simptomiem.
Toreiz bojā gāja četri cilvēki., un simtiem citu ir bijuši vai ir jāsadzīvo ar radioaktīvo vielu saindēšanās simptomiem. Tā kā cēzija hlorīds ir ūdenī šķīstošs un higroskopisks, tas viegli izplatās visā reģionā, piesārņojot augsni, ūdeni, dzīvniekus un pārtiku.
Šajā epizodē apmēram septiņas tonnas atomu atkritumi tika izolēti noteiktās ēkās, lai ierobežotu starojumu, un tiem jāpaliek tur vismaz 180 gadi, laiks, kas nepieciešams, lai radioaktīvā materiāla koncentrācija samazinātos ievērojami.
Cēzijs-137 var arī tikt izlaists atmosfērā, aktivizējot atomieroči un atomelektrostacijas. Viens vēl viens vides piesārņojuma avots ar cēziju-137 bija notikums, kas notika gadā Černobiļa, 1986. gadā, jo šis radioaktīvais elements ir iegūts no urāna radioaktīvās sabrukšanas mehānismiem.
Video nodarbības Cēzijs-137: lielākā radioloģiskā avārija pasaulē
cēzija vēsture
Cēzija elements bija tika atklāts 1860 Vācu zinātnieki Roberts Vilhelms Bunsens un Gustavs Roberts Kirhhofs, izmantojot ūdens paraugu spektroskopisko analīzi. Cēzijs bija pirmais ķīmiskais elements, kas tika atklāts ar spektroskopiju.
Šo analīžu rezultāts parādīja divas spilgti zilas līnijas, ko papildināja citas līnijas citos viļņu garumos, kas saistītas ar sarkanām, zaļām un dzeltenām krāsām. Spektrā identificēto zilo līniju dēļ Zinātnieki izmantoja terminu "cēzijs", kas nozīmē "zilas debesis"..
Attēlu kredīti
[1] ģeogifs / shutterstock
[2] Wikimedia Commons (reprodukcija)
Ana Luiza Lorenzen Lima
Ķīmijas skolotājs