Хлорид цезия, также известный по-китайски как хлорид цезия, представляет собой белый или слегка желтоватый кристаллический порошок с молекулярной массой 168,359 и молекулярной формулой ClCs. Это бесцветный и прозрачный кубический кристалл чистотой более 99,5%. При комнатной температуре плотность хлорида цезия составляет 3,983 г/мл, он легко растворим в воде с растворимостью до 1860 г/л. Кроме того, хлорид цезия также имеет высокую температуру кипения — 1290 градусов, а его растворимость в воде снижается с повышением температуры. Хлорид цезия представляет собой ионное соединение, катион которого представляет собой ион цезия (Cs+), а анион — ион хлорида (Cl -). Благодаря высокой растворимости и ионным свойствам хлорид цезия обладает отличной проводимостью в воде. Кроме того, из-за относительно большого катионного радиуса хлорид цезия склонен образовывать смешанные кристаллы при смешивании с ионами других металлов. Показатель преломления хлорида цезия составляет 1,6418, что делает его оптически активным и может использоваться для оптических исследований. Кроме того, хлорид цезия необходимо хранить во влажной и высокотемпературной среде, чтобы предотвратить его расплывание и разложение.
(Ссылка на продукт: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/cesium-хлорид-powder-cas-7647-17-8.html)
Первый метод заключается в растворении карбоната цезия в небольшом количестве воды, медленном добавлении соляной кислоты с относительной плотностью 1,18 при постоянном перемешивании и нагревании реакции. При pH=3 кипятите полчаса и добавьте гидроксид цезия, чтобы довести pH раствора до нейтрального. Фильтрат фильтруют, упаривают и концентрируют до выпадения большого количества кристаллов, охлаждают до комнатной температуры, отделяют маточный раствор, очищают и сушат при температуре 100 градусов до получения готового продукта.
Шаги следующие:
(1) Растворите карбонат цезия в воде: медленно добавьте определенное количество порошка карбоната цезия в небольшое количество воды, перемешайте, чтобы полностью растворить его. Этот процесс будет выделять большое количество тепла, поэтому необходимо учитывать безопасность.
(2) Добавьте соляную кислоту: Медленно добавьте определенное количество соляной кислоты к указанному выше раствору, перемешивая. Во время этого процесса будет выделяться большое количество газа, поэтому необходимо принять защитные меры.
(3) Реакция нагрева: Нагрейте вышеуказанную смесь до кипения и продолжайте перемешивать до полной реакции.
(4) Раствор для нейтрализации: когда значение pH реакционного раствора достигнет около 3, прекратите нагревание и добавьте раствор нейтрализации гидроксида цезия, чтобы значение pH раствора стало нейтральным.
(5) Фильтрация: Отфильтруйте вышеуказанный раствор для удаления непрореагировавших твердых веществ и примесей.
(7) Испарительная кристаллизация: Поместите фильтрат в выпарную чашку, нагрейте и выпаривайте, перемешивая, пока не выпадет в осадок большое количество кристаллов.
Охлаждение и разделение: Охладите вышеуказанную смесь до комнатной температуры, отделите маточный раствор и кристаллы и получите продукт хлорида цезия.
Основное уравнение химической реакции этого метода:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
Эта реакция представляет собой реакцию ионного обмена, проводимую в водном растворе, где Cs2CO3 и HCl представляют собой ионные формы карбоната цезия и соляной кислоты соответственно. В результате реакции образовались хлорид цезия, углекислый газ и вода.
Метод 2 включает взаимодействие ртути и хлористого водорода: нагревание 15 г хлорида цезия и растворение его в 100 мл воды. Растворите 24,2 г стехиометрического хлорида ртути в 25 мл 4 моль соляной кислоты. Добавьте этот раствор HgCl/HCl к вышеуказанному раствору, пока он горячий, перемешайте и охладите, чтобы осадить кристаллы CsHgCl. Профильтруйте, соберите кристаллы и вылейте маточный раствор. Растворите кристаллы в 120 мл горячей воды, после охлаждения кристаллы снова выпадут в осадок.
Этапы получения хлорида цезия посредством реакции ртути и хлористого водорода следующие:
(1) Приготовительный раствор: растворите определенное количество хлорида цезия в воде, чтобы приготовить насыщенный раствор.
(2) Добавление ртути: добавьте определенное количество ртути в вышеуказанный раствор и перемешайте до полного контакта.
(3) Введение хлористого водорода: Введите хлористый водород в вышеуказанную смесь через трубопровод при перемешивании. Когда реакция достигнет равновесия, прекратить введение хлористого водорода.
(4) Разделение и очистка: разделяют вышеуказанную смесь для получения кристаллов хлорида цезия. Маточный раствор можно использовать повторно.
Основное уравнение химической реакции этого метода:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
Эта реакция представляет собой типичную реакцию замещения, в которой ртуть реагирует с хлористым водородом с образованием хлорида ртути (HgCl2), а также вытесняется хлорид цезия (CsCl).
В дополнение к двум вышеупомянутым методам, еще одним распространенным методом является использование металлического цезия для реакции с газообразным хлором с образованием хлорида цезия. Ниже приведены подробные этапы и химические уравнения этого метода:
1. Подготовьте сырье.
Металлический цезий: Металлический цезий представляет собой активный металлический элемент с высокой плотностью и хорошей проводимостью. В этой реакции металлический цезий действует как восстановитель.
Хлор: Хлор представляет собой желто-зеленый газ с сильными окислительными свойствами, с которым необходимо работать в вытяжном шкафу.
2, этапы работы
(1) Приготовление раствора: добавьте к металлическому цезию определенное количество воды, чтобы приготовить насыщенный раствор.
(2) Впрыскивание газообразного хлора: Впрыскивание газообразного хлора в вышеуказанный раствор через трубопровод при перемешивании. Когда реакция достигнет равновесия, прекратите введение газообразного хлора.
(3) Разделение и очистка: разделяют вышеуказанную смесь для получения кристаллов хлорида цезия. Маточный раствор можно использовать повторно.
3. Химическое уравнение
Основное уравнение химической реакции этого метода:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
Эта реакция представляет собой типичную реакцию замещения, в которой металлический цезий реагирует с газообразным хлором с образованием хлорида цезия (CsCl).
Следует отметить, что в этом методе используются активный металлический цезий и газообразный хлор с сильными окислительными свойствами, и для обеспечения безопасности требуется руководство профессионального персонала. В то же время полученный продукт хлорида цезия необходимо дополнительно очистить и высушить для удовлетворения потребностей практического применения.