Цезијум (Цс): својства, примена, незгода

protection click fraud

О цезијум је метални елемент који припада групи 1 ТЉепота Перодичан. Има сребрнаст изглед, реактиван је са водом и има велики број изотопа. Неки од ових изотопа су радиоактивни и имају период полураспада у распону од година до милиона година. Природни извор цезијума је минерал полуцит, који се налази у великим количинама у одређеном региону Канаде.

О Најпознатији изотоп цезијума је цезијум-137, који је одговоран за радиоактивну несрећу која се догодила у Гојанији 1987. године.

Иако су токсични за животиње и људе, када се њима правилно рукује, радиоактивни изотопи цезијума доносе предности, будући да се могу користити у медицинској области, у физици, па чак иу стерилизацији муља и намирнице.

Прочитај и ти: Уранијум — радиоактивни елемент од великог значаја за производњу енергије

Теме у овом чланку

  • 1 - Резиме о цезијуму
  • 2 - Својства цезијума
  • 3 - Карактеристике цезијума
  • 4 - Где се налази цезијум?
  • 5 - Добијање цезијума
  • 6 - Примене цезијума
  • 7 - Мере опреза са цезијумом
  • 8 - Цезијум-137 и несрећа у Гојанији
    • Цезијум-137 видео лекција: највећа радиолошка несрећа на свету
  • 9 - Историја цезијума
instagram story viewer

Резиме о цезијуму

  • Цезијум је редак метални елемент, који припада групи 1 периодног система.

  • Цезијум има тачка спајања релативно низак, може да пређе из чврстог у течно на 28 °Ц.

  • Цезијум је веома реактиван са водом и лако се оксидује кисеоника.

  • Цезијум-133 је једини стабилни изотоп цезијума, са преосталих 39 радиоактивних изотопа.

  • Главни минерални извор цезијума је полуцит, чији су рудници вађења концентрисани у Канади.

  • Главна примена цезијума је у атомски сатови, који су веома прецизна опрема за мерење времена.

  • Цезијум такође налази примену у фотоемисионим уређајима, у погонским системима свемирских летелица у саставу течности за бушење нафтних бушотина и у медицинској опреми и терапијама лековита.

Својства цезијума

  • Симбол: Цс.

  • Атомски број: 55.

  • атомска маса: 132.905 у.

  • Електронска конфигурација: [Ксе] 6с¹.

  • физичко стање: чврста (на 20 °Ц) и течна (на 28 °Ц).

  • Тачка спајања: 28.5°Ц.

  • Тачка кључања: 671°Ц.

  • ГустинаТежина: 1,93 г цм-3.

  • електронегативност: 0,79 (Полингова електронегативност).

  • хемијске серије: репрезентативни елементи.

  • Локација у табели Перодичан: група 1, период 6, блок с.

  • изотопи: 133Цс (100%).

Не заустављај се сада... Има још после огласа ;)

карактеристике цезијума

Цезијум је а метал ретке појаве који припадају групи 1 периодног система, познатој као група алкалних метала. Цезијум има сребрно-златни изглед, мекан је, дуктилан метал и има тачку топљења од приближно 28 °Ц. Пошто је температура топљења релативно ниска, овај елемент се може наћи у течном стању, у зависности од температуре околине.

Стаклена ампула која садржи елемент цезијум
Стаклена ампула која садржи елемент цезијум

Као и други алкални метали, цезијум бурно реагује са водом и толико је реактиван да може да реагује чак и са ледом на температурама изнад -116 °Ц. У контакту са атмосферским ваздухом, цезијум се лако оксидира. Због ове веома реактивне природе, њен најчешћи облик манипулације је у вези са азот, у облику цезијум азида (ЦсН). Цезијум се складишти у металном облику урањањем у неполарне раствараче или у присуству инертних гасова.

цезијум има 39 познатих изотопа. Од њих, само цезијум-133 (133Цс) је природно стабилан. Остали имају атомске масе тај распон од 112 до 151 у, а већина их има полу живот смањен, у распону од делића секунде до чак неколико дана.

Неки радиоактивни изотопи цезијума могу се наћи у природи, као што су добијени Нуклеарна фисија других елемената. Радиоизотоп цезијум-135 (135Цс) има дуг полуживот на скали од 2,3 милиона година. Време полураспада цезијума-137 (137Цс) има око 30 година и цезијум-134 (134Цс) је нешто више од две године.

Ат физичко-хемијска својства цезијума су слична онима код калијум То је од рубидијум, овај последњи елемент је један од загађивача руда које садрже цезијум.

У периодном систему, цезијум се налази на доњем левом крају, као хемијски елемент са најнижом електронегативношћу.

Једињење цезијум хидроксид (ЦсОХ) је најјача позната база, која може да нападне стакло. Друга чешћа једињења цезијума су цезијум нитрат (ЦсНО3) и цезијум хлорид (ЦсЦл), оба се користе у индустрији за добијање других хемијских производа.

цезијум сматра се ретким елементом, пошто заузима 45. позицију међу најзаступљенијим елементима у земљиној кори, са процењеном количином од 2,6 ппм. цезијум је токсичан и радиоактиван метал.

Прочитајте такође: Који хемијски елементи су радиоактивни?

Где се налази цезијум?

О Главни минерал познат као извор цезијума је полуцит, хидратисани цезијум силикат и алуминијум, чија је молекулска формула ЦсАлСи2О6. Поллуците садржи између 5% и 32% цезијум оксида. Лепидолит такође може бити изворна руда за цезијум, у зависности од места вађења.

Минерали загађују.
Минерали загађују.

регион оф лАуг Берник, који се налази у Манитоби, Канада, један је од главних извора цезијума на планети, у коме се концентрише око 82% свих постојећих загађивача у свету, што је еквивалентно 300 хиљада тона руде. Процењује се да постојећи полуцит у овом региону има састав од око 20% у цезијуму.

Постоје и друге резерве које садрже полуцит у Замбија и намибија, који се налази на афричком континенту. Минерали који садрже цезијум већ су забележени у Авганистану, Кини, Италији, Тибету и Чилеу.

Друге руде које садрже цезијум су берил (Бе3Ал2(СиО3)6), са око 9% цезијума, авогадрит ((К, Цс) БФ4), са различитим количинама цезијума и родизита (хидратисани алуминијум, берилијум, натријум и цезијум борат различитог састава), са максималним садржајем од 3% цезијума. И поред тога, једини економски исплатив минерал за екстракцију цезијума је полуцит.

Добијање цезијума

цезијум је присутни у неким минералима, као што је полуцит, који се обично добија у свом нечистом облику. Главна контаминација у цезијуму добијеном из природних извора је због присуства елемента рубидијума, због хемијских сличности између ове две врсте.

ТХЕ екстракција цезијума долази загађивача може се извести помоћу три главне методе: кисело варење, алкално варење или директна редукција.

Кисела дигестија је најчешће коришћена метода и изводи се на високој температури, а бромоводонична, хлороводонична, сумпорна или флуороводоник. У овом процесу настаје раствор који садржи цезијум и нечистоће, који се пречишћава хидролизом, при чему се добија цезијумова со високе чистоће.

У алкалној дигестији, минерал полуцит се пржи са мешавином натријумових или калцијумових соли. Испирањем добијене чврсте супстанце водом или разблаженим амонијаком добија се раствор цезијумових соли веће чистоће.

У методи директне редукције, до изолације цезијума долази дробљењем и загревањем руда које садрже цезијум и рубидијум, у присуству металног натријума на температури од 650 °Ц. У овом процесу се формира метална легура која се подвргава процесу одвајања познатом као фракционом дестилацијом. У дестилацији, температура легуре се постепено повећава и, због различитих температура кључања метала, могуће их је издвојити из смеше и изоловати појединачно.

Цезијум у свом металном облику је веома реактиван, тако да јесте најчешће његова комерцијализација и манипулација у облику цезијум азида (ЦсН3), при чему се цезијум може добити једноставним загревањем на приближно 390 °Ц. Цезијум-азид се добија реакцијом између раствора цезијум-сулфата и баријум-азида.

Примене цезијума

Примене цезијума су ограничене због ниске тачке топљења и стога има врло специфичне намене.

Једна од главних употреба елемента цезијума је у атомским сатовима., који су високо прецизни сатови који се користе у системима за мерење времена. Ова врста опреме користи прелаз од електрона између два различита и добро позната нивоа основног стања атома цезијума да би се дефинисала временска јединица секунде. Употреба ове врсте прелаза за мерење времена је због његове стабилности, чињенице да се не мења од атома до атома и да се не хаба током времена.

Атомски сат заснован на прелазима атома цезијума који се налази у лабораторији у Немачкој. [1]
Атомски сат заснован на прелазима атома цезијума који се налази у лабораторији у Немачкој. [1]

Због фотоемисионих својстава цезијум је користи се у фотоелектричним и соларним ћелијама, уређаји за снимање у телевизорима и опрема за ноћно осматрање. Овај елемент и даље чини неке врсте стакла у посебним сочивима и оптичким влакнима.

У хемијској индустрији цезијум се користи као катализатор у органским реакцијама на хидрогенација и методе пречишћавања Петролеум.

Тренутно, једна од најважнијих примена овог елемента је у саставу течности за бушење за индустрију природног гаса и нафте.

У комбинацији са кисеоником формира једињење које се користи за уклањање отпадних гасова у вакуумским цевима.

Јони цезијума, због своје велике молекуларне масе, користе се у системима јонског погона у моторима свемирских летелица.

Радиоактивни изотоп цезијум-137 налази примену у медицини и индустрији као емитер гама зрачења.

Прочитајте такође:Куријум — синтетички елемент који се одликује великим радиоактивним капацитетом

Мере опреза са цезијумом

Цезијум је елемент изузетно реактиван у присуству воде, па је класификован као опасан, а његов транспорт и складиштење мора се обављати изоловано од других реагенаса.

У контакту са водом, цезијум ствара цезијум хидроксид. Ово једињење је а база веома јак способан да нападне стакло.

цезијум има неке радиоизотопе који су изузетно опасни по здравље човека и животиња. О 137Цс је узрок неплодности, рак, оштећење коштане сржи и коже и може довести до смрти.

Узорак цезијум-137 са назнаком на паковању радиоактивне супстанце
Узорак цезијум-137 са назнаком на паковању радиоактивне супстанце

Јони цезијума, због њихове хемијске сличности са калијумом, можете позвати Тхе рецептори за калијум у живим организмима, инхибирајући функционисање натријум-калијум пумпе, механизам укључен у неколико биолошких функција.

Цезијум-137 и несрећа у Гојанији

цезијум-137 (137Цс) је један од радиоизотопа елемента цезијума, који има време полураспада од око 30 година. Као изотоп цезијума, врста 137Цс има исти број протона (З = 55) и различит број неутрона. Вредност „137“ описује збир протона и неутрона (55 + 82 = 137).

О137Цс је нестабилна и радиоактивна врста. То значи да његово језгро емитује зрачење типа бета, трансформишући се у хемијски елемент баријум-137 (137Ба). Овај процес је представљен нуклеарном реакцијом:

\({_{55}^{137}}Цс⟶{_{-1}^{0}}β+{_{56}^{137}}Ба\)

Зрачење које емитује 137Цс је веома штетан по људско здравље, јер се формира од јонизујућих честица и електромагнетно зрачењеовде, који продиру у ткива, што доводи до низа компликација, укључујући могуће промене у ДНК.

производ од радиоактивног распада оф 137Цс - тхе 137Ба ― ослобађа зрачење гама типа, које има чак и дубљу продорну моћ од бета зрачења.

Оштећење изазвано зрачењем је због његове способности да истисне електроне из атома, формирајући катјоне (врсте са позитивни), који су високо реактивни и способни да промовишу озбиљне промене у ћелијама ткива, па чак и у ДНК.

Међутим, када се њиме пажљиво рукује, зрачење које емитује 137Цс може бити користан и стога се ова хемијска врста користи у терапији рака, у неке индустрије, у стерилизацији хране, у третману отпадних вода и у опреми хируршки.

Међутим недостатак одговарајућег упутства може довести до Тхе озбиљне еколошке несреће, попут оне која се догодила у Гојанији 1987. године. Том приликом, двојица радника на рециклажи пронашли су напуштену радиотерапијску опрему, у којој се налазила капсула са цезијумом-137, у виду цезијум хлоридне соли (ЦсЦл).

Приликом препродаје металне опреме за сметлиште, капсулу је отворио власник локала, који је пронашао бели прах који је у мраку постао светло плави. Због лепоте пронађеног материјала, поделио га је људима у региону. Након неколико дана, градски здравствени систем је идентификовао збрињавање десетина људи са симптомима контаминације радиоактивним елементом.

Фотографија радиоактивног извора укљученог у несрећу у Гојанији 1987.
Фотографија радиоактивног извора укљученог у несрећу у Гојанији 1987. Овај метални део припадао је опреми за радиотерапију. [2]

Тада су четири особе умрле., а стотине других је имало или морало да живи са симптомима тровања радиоактивним материјалом. Пошто је цезијум хлорид растворљив у води и хигроскопан, лако се шири по целом региону, загађујући земљиште, воду, животиње и храну.

У овој епизоди, око седам тона атомски отпад су били изоловани у одређеним зградама да би задржали зрачење и морају тамо остати најмање 180 година, време потребно да се концентрација радиоактивног материјала смањи значајно.

Цезијум-137 се такође може ослободити у атмосферу кроз активацију нуклеарно оружје и нуклеарне електране. Једно још један извор контаминације животне средине цезијумом-137 био је догађај који се догодио у Цхернобил, 1986. године, пошто је овај радиоактивни елемент изведен из механизама радиоактивног распада уранијума.

  • Видео лекције Цезијум-137: највећа радиолошка несрећа на свету

историја цезијума

Елемент цезијум је био откривен 1860 немачких научника Роберта Вилхелма Бунзена и Густава Роберта Кирхофа кроз спектроскопску анализу узорака воде. Цезијум је био први хемијски елемент који је откривен спектроскопијом.

Резултат ових анализа показао је две јарко плаве линије, праћене другим линијама на другим таласним дужинама, које су повезане са црвеном, зеленом и жутом бојом. Због плавих линија идентификованих у спектру, Научници су користили термин "цезијум", реч која значи "плаво небо".

Заслуге за слике

[1] геогиф / схуттерстоцк

[2] Викимедиа Цоммонс (репродукција)

Аутор: Ана Луиза Лоренцен Лима
наставник хемије

Да ли бисте желели да референцирате овај текст у школском или академском раду? погледај:

ЛИМА, Ана Луиза Лоренцен. "Цезијум (Цс)"; Бразилска школа. Доступна у: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/cesio-cs.htm. Приступљено 25. августа 2022.

Teachs.ru

Рицхард Хартсхорне. Мисао Рицхарда Хартсхорнеа

Рицхард Хартсхорне (1899-1992) био је амерички географ добро познат по широком ширењу својих глав...

read more
Историја карневала у Бразилу: порекло и еволуција

Историја карневала у Бразилу: порекло и еволуција

О. Карневал је у Бразил довео Португалски колонизатори између 16. и 17. века, у почетку се манифе...

read more
Рационализам: појам, карактеристике, филозофи

Рационализам: појам, карактеристике, филозофи

О. рационализамбио је једанфилозофска струја веома важно од Модерност. Као концепција филозофског...

read more
instagram viewer