Цезиев хлорид, известен също като цезиев хлорид на китайски, е бял или леко жълт кристален прах с молекулно тегло 168,359 и молекулна формула на ClCs. Представлява безцветен и прозрачен кубичен кристал с чистота над 99,5%. При стайна температура плътността на цезиевия хлорид е 3,983g/mL и е лесно разтворим във вода с разтворимост до 1860g/L. В допълнение, цезиевият хлорид също има висока точка на кипене от 1290 градуса и неговата разтворимост във вода намалява с повишаване на температурата. Цезиевият хлорид е йонно съединение, като катионът е цезиев йон (Cs+), а анионът е хлориден йон (Cl -). Поради високата си разтворимост и йонни свойства, цезиевият хлорид има отлична проводимост във вода. В допълнение, поради относително големия си катионен радиус, цезиевият хлорид е склонен да образува смесени кристали, когато се смесва с други метални йони. Коефициентът на пречупване на цезиевия хлорид е 1,6418, което го прави оптически активен и може да се използва за оптични изследвания. В допълнение, цезиевият хлорид трябва да се съхранява във влажна и високотемпературна среда, за да се предотврати неговото разпадане и разлагане.
(Продуктова връзка: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/cesium-chloride-powder-cas-7647-17-8.html)
Първият метод е да разтворите цезиев карбонат в малко количество вода, бавно да добавите солна киселина с относителна плътност 1,18 при непрекъснато разбъркване и да загреете реакцията. Когато pH =3, кипете в продължение на половин час и добавете цезиев хидроксид, за да доведете pH на разтвора до неутрално. Филтрува се, изпарява се и се концентрира филтратът, докато се утаи голямо количество кристали, охлажда се до стайна температура, отделя се матерната луга, почиства се и се изсушава при 100 градуса, за да се получи крайният продукт.
Стъпките са както следва:
(1) Разтворете цезиев карбонат във вода: Бавно добавете определено количество цезиев карбонат на прах към малко количество вода, разбъркайте, за да го разтворите напълно. Този процес ще генерира голямо количество топлина и трябва да се вземе предвид безопасността.
(2) Добавете солна киселина: Бавно добавете определено количество солна киселина към горния разтвор, докато разбърквате. По време на този процес ще се генерира голямо количество газ и трябва да се вземат защитни мерки.
(3) Реакция на нагряване: Загрейте горната смес до кипене и продължете да разбърквате, за да реагира напълно.
(4) Неутрализиращ разтвор: Когато стойността на рН на реакционния разтвор достигне около 3, спрете нагряването и добавете неутрализиращ разтвор на цезиев хидроксид, за да направите рН стойността на разтвора неутрална.
(5) Филтриране: Филтрирайте горния разтвор, за да отстраните нереагиралите твърди вещества и примеси.
(7) Кристализация чрез изпаряване: Поставете филтрата в съд за изпаряване, загрейте и изпарете, като същевременно разбърквате, докато голямо количество кристали се утаят.
Охлаждане и разделяне: Охладете горната смес до стайна температура, отделете матерната луга и кристалите и получете продукта цезиев хлорид.
Основното уравнение на химичната реакция на този метод е:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
Тази реакция е йонообменна реакция, проведена във воден разтвор, където Cs2CO3 и HCl представляват йонните форми съответно на цезиевия карбонат и солната киселина. Реакцията генерира цезиев хлорид, въглероден диоксид и вода.
Метод 2 включва взаимодействие на живак и хлороводород: нагряване на 15 g цезиев хлорид и разтварянето му в 100 ml вода. Разтворете 24,2 g стехиометричен живачен хлорид в 25 ml 4 mol солна киселина. Добавете този разтвор на HgCl/HCl към горния разтвор, докато е горещ, разбъркайте и разбъркайте и охладете, за да се утаят кристалите CsHgCl. Филтрирайте, съберете кристалите и изхвърлете матерния разтвор. Разтворете кристалите в 120 ml гореща вода и след охлаждане кристалите ще се утаят отново.
Стъпките за генериране на цезиев хлорид чрез реакция на живак и хлороводород са както следва:
(1) Разтвор за приготвяне: Разтворете определено количество цезиев хлорид във вода, за да приготвите наситен разтвор.
(2) Добавяне на живак: Добавете определено количество живак към горния разтвор и разбъркайте, докато влезе в пълен контакт.
(3) Въвеждане на хлороводород: Инжектирайте хлороводород в горната смес през тръбопровод, докато разбърквате. Когато реакцията достигне равновесие, спрете въвеждането на хлороводород.
(4) Разделяне и пречистване: Разделете горната смес, за да получите кристали от цезиев хлорид. Матерният разтвор може да се използва повторно.
Основното уравнение на химичната реакция на този метод е:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
Тази реакция е типична реакция на изместване, при която живакът реагира с хлороводород за получаване на живачен хлорид (HgCl2) и цезиев хлорид (CsCl) също се измества.
В допълнение към горните два метода, друг често срещан метод е използването на метален цезий за реакция с хлорен газ за генериране на цезиев хлорид. Следват подробните стъпки и химичните уравнения на този метод:
1. Подгответе суровините
Метален цезий: Металният цезий е активен метален елемент с висока плътност и добра проводимост. В тази реакция металният цезий действа като редуциращ агент.
Хлор: Хлорът е жълтозелен газ със силни окислителни свойства и трябва да се използва в абсорбатор.
2, стъпки на работа
(1) Приготвяне на разтвор: Добавете определено количество вода към металния цезий, за да приготвите наситен разтвор.
(2) Инжектиране на хлорен газ: Инжектирайте хлорен газ в горния разтвор през тръбопровод, докато разбърквате. Когато реакцията достигне равновесие, спрете въвеждането на хлорен газ.
(3) Разделяне и пречистване: Разделете горната смес, за да получите кристали от цезиев хлорид. Матерният разтвор може да се използва повторно.
3. Химично уравнение
Основното уравнение на химичната реакция на този метод е:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
Тази реакция е типична реакция на изместване, при която металният цезий реагира с газообразния хлор, за да се получи цезиев хлорид (CsCl).
Трябва да се отбележи, че този метод използва активен метален цезий и хлорен газ със силни окислителни свойства и изисква ръководството на професионален персонал, за да се гарантира безопасността. В същото време, генерираният продукт от цезиев хлорид трябва да бъде допълнително пречистен и изсушен, за да отговори на нуждите на практическите приложения.