Sezyum 133 - Cs133
Ağır alkali metal sezyumun ilk kez algılanması Bad Dürkheim'dan 44.200 litre maden suyu aldı. Bu maden suyunun kuru kalıntısında, Robert Wilhelm Bunsen ve Gustav Robert Kirchhoff 1861'de spesifik spektral çizgileri keşfettiler. Sezyum, modern spektroskopik yöntemler kullanılarak tespit edilen ilk elementtir. Kısa bir süre sonra rubidyum ve indiyum izledi. Her üç elementin adları, atomik emisyon spektrumundaki en yoğun bantların renklerini ifade eder: sezyum bileşikleri alevde gök mavisi parlar. Kirchhoff ve Bunsen bir dizi sezyum bileşiği yaptılar ve metali bilinen tüm elementlerin en elektropozitifi olarak nitelendirdiler. Prensip olarak, klorürün eriyik akışlı elektrolizinde başarılı oldular, ancak metal ince bölünmüş bir formda oluşmaya başladı ve eriyik "smalt blue" ya döndü - kolloidal sezyum için birkaç kez açıklanan bir etki. İlk gram ölçekli sezyum üretimi, 1 yılında Bunsen'in laboratuarında akış elektrolizini eritmek için sezyum siyanür ve baryum siyanür karışımına maruz kalan Carl Setterberg tarafından gerçekleştirildi. [1881] Pollucite, (Na1-XCsx)2Al2Si4O12· H2O, CsCl'nin üretildiği, bu da ısıdaki kalsiyum ile azaltılır. Sezyum metali, vakumla damıtılır ve birkaç saflaştırma adımından sonra damıtma yoluyla cam ampullerde koruyucu gaz altında eritilir.
Sezyum metalinin altın metalik bir parlaklığı vardır, ancak birçok kaynak hala saf formda gümüş olduğunu ve altın rengini sadece oksitli safsızlıklar sağladığını yazmasına rağmen. Altın rengi göreceli etkilerden gelir. Normal basınç altında bakıldığında, sezyum buharı yosun yeşili görünür, her iki etki de altından bilinir. Kuru oksijen ile sezyum hemen reaksiyona girer ve ekleme yavaş değilse ve karıştırılarak siyah ölçekli bir tabaka ile kaplanır. Bu, elementlerden temiz sezyum-oksijen bileşikleri numunelerinin hazırlanmasında çok zahmetlidir, çünkü daha fazla reaksiyonu büyük ölçüde engeller. Koruyucu gazda nem izleri varsa, metal hızla hidroksitin ince bir tabakasıyla kaplanır, hemen altın parlaklığını kaybeder ve sonra gümüşü parlatır. Bu renk kaybı son derece hassas ve belirgindir. Sıklıkla yanlış tarif edilen rengin nedeni olabilir.
Sezyumun oksijen ile kimyası benzersizdir: başka hiçbir metal, bu kadar renkli bir ikili bileşik bileşiği sunmaz, böylece her şeyin basit oksit C'si2O özellikle görülmesi nadirdir. Suboksitler [3] Cs7O (bronz renkli), Cs4O (metalik kırmızı menekşe), Cs11O3 (metalik mavi-mor) ve “Cs3O “(mavi-yeşil parlaklığa sahip siyah) metallerden ve iyon kristallerinden yapılmış hermafroditlerdir. Turuncu oksit Cs2O suboksit Cs kullanılarak üretilir3O termal Cs + Cs2O ayrışır ve fazla sezyum damıtılır. Renksiz peroksit Cs2O2 Hiperoksitten kontrollü termal ayrışma veya sıvı amonyak içindeki elementlerden reaksiyon yoluyla elde edilebilir. Sezyum metali, fazla oksijen ile reaksiyona sokulursa, başlangıçta siyah, heterojen bir ürün karışımı elde edilir. Bir oksijen atmosferinde uzun süreli tavlama nihayet kanarya sarısı hiperoksit CsO'yu verir2.
Bu daha sonra koyu kırmızı ozonide CsO'ya ozon ile devam edebilir3 uygulanmalıdır. Son olarak, siyah bir çift tuz, peroksit-hiperoksit Cs de var4O6, bilinen. Redoks kimyası açısından sezyum, tüm elementlerin en elektropozitifi için beklediğinizden daha heyecan vericidir. Cs'yi ısıtırsanız2O, metalik sezyum ve CsO'ya orantısız2, Bu, oksidasyon maddesinin Cs olan oksidasyonunun hiperoksidasyona oksidasyonudur.+ Cs metaline indirgenmiştir. Sezyumun azaltılması da mümkündür: Uygun kriptandlar ve çözücüler ile sezyum metali düşük sıcaklıklarda bir Cs'ye dönüştürülebilir.+Kriptand ve çözülmüş bir Cs ile karmaşık katyon-- Orantısız anyon. Bu arada, böyle bir alkali ve elektrür serisinin tamamı bilinmektedir. [4]
Sezyum ve Çernobil
Doğada sadece kararlı izotop oluşur 133Cs önce. Bununla birlikte, 1986'daki Çernobil nükleer felaketinden bu yana, nüfusun büyük kısımları sezyum elementini radyoaktif fisyon ürünü şeklinde bulmuştur. 137Cs, çevreye büyük ölçüde gelen bilinir hale geldi. İzotopun yarı ömrü 30,17 yıldır ve sezyum kolayca suda çözünür olduğundan, mantar ve bitkiler yoluyla her şeyden önce topraktan besin zincirine ulaşır ve hala arka plan radyoaktivitesinin büyük bir kısmından sorumludur. Nadir metal fizyolojik olarak önemsizdir. Vücutta potasyuma benzer ve yerini alabilir. Bu, dahil edildiğinde, temel fizyolojik süreçlerde yer aldığı, ancak aynı zamanda çok hızlı bir şekilde atıldığı anlamına gelir.
Sezyum ve uygulamaları
Pahalı metalin kullanımları sınırlıdır. Vakaların büyük çoğunluğunda (indirgeme ajanı, soğutma ortamı, ...) daha ucuz alkali metallerle değiştirilebilir. Petrol üretiminde sondaj yağları olarak daha büyük miktarlarda sezyum klorür kullanılır, aksi takdirde küçük miktarlar vakumlu tüplerde alıcı metal olarak, bir ultrasantrifüj ortamı olarak veya kamuflaj mühimmatında kullanılır. Sezyum atom saatindeki en ünlü uygulama için birkaç atom yeterlidir. 137Cs jeofizik ve radyasyon terapisinde bir izleyici element olarak niş bir varlık bulmuştur ve bazı termiyonik piller ve gıda ışınlama sistemleri de bu izotoplara dayanmaktadır. Sezyumdaki 6s elektronun bağlanma enerjisi o kadar düşüktür ki, 910 nm'lik kızılötesi ışık, fotoelektrik etki üretmek için yeterlidir. [5] İş fonksiyonları, metal zengini oksijen bileşikleri olan sezyum altoksitleri için daha da düşüktür. Ve bunlar sezyum için eşsizdir. Bu nedenle, ilk gece görüş cihazlarının fotoğraf katodu olarak gümüş bir katmanı vardı, bu da o kadar ince ki mavi renkte parlıyor. Bu sezyum ve sezyum oksit ile kaplandı, bu da sezyum suboksitlerin oluşmasına neden oldu. Modern artık ışık amplifikatörleri yarı iletken malzemeler kullanır, sezyum bu alandan tamamen yer değiştirmiştir.
Sezyum - yüksek fiyat ve kaçakçılık
Sezyumun yüksek fiyatı, pek çok kimyacının bu elementi sentezlerde daha fazla kullanması için bir engeldir. Sezyum fiyatı şu anda gram başına yaklaşık 40 avro, kabaca altın fiyatı seviyesinde, daha büyük miktarlar küçük miktarlardan daha düşük fiyatlar gösteriyor. Gerçek fiyat, saflıktan ziyade ampul boyutuna bağlıdır. İsterseniz, saf izotop bile yapabilirsiniz 133C'leri gram başına 1.000 Euro'ya satın alın, bu özellikle doğal sezyumun doğası gereği izotop saflığı olduğunu düşündüğünüzde ilginçtir. Ancak en kolay yol, sezyumu gümrükten veya ceza polisinden ucuza satın almaktır. Bir süredir, Doğu Avrupa ve Rusya'dan mükemmel bir şekilde hazırlanmış malzeme kaçakçılığı yapılıyor. Materyal 1970'lerde ve 1980'lerde, muhtemelen manyetohidrodinamik (MHD) jeneratörler hakkındaki Sovyet projeleri ile bağlantılı olarak üretildi. İki iletken elektrot arasında içinden bir plazma atılır. Elektrotlara dikey olarak farklı yüklü iyonları uzamsal olarak ayıran bir manyetik alan uygulanır. Ortaya çıkan voltaj farkı bu nedenle kinetik enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürebilir. 11,5'da ABD'de 1959 kW'lık ilk MHD jeneratör inşa edildi, 25'de Sovyetler Birliği'nde 1971 MW'lık bir MHD pilot elektrik santrali faaliyete geçti, 1985 için Ryazan'da 500 MW'lık bir elektrik santrali planlandı ve diğer büyük santraller ülke çapında kullanılacaktı. sonuçlar. İlk sistemler, geleneksel enerji santrallerinden gelen sıcak yanma gazlarını çalışma plazması olarak kullandı, ancak kapalı MHD jeneratörlerinde bir plazma devresi kullanılabilir. [6] Sezyum, bir çalışma ortamı olarak ideal olarak uygundur: kolayca iyonize edilebilir, orta sıcaklıklarda yüksek buhar basıncına sahiptir ve yüksek atom ağırlığı nedeniyle çok fazla kinetik enerji taşır. Ek olarak, gaz halindeki sezyumdaki kırılma indisi <1'dir ve bu, plazma dinamikleri için avantajlıdır. Doğu Bloku'nun çöküşü sırasında büyük ölçekli projeler terk edildi, bekleyen sezyum işsiz kaldı ve sonunda batıya doğru yol almaya başladı. Sezyum ya doğrudan iç Avrupa sınırlarına taşınırken el konulur ya da "sığınak buluntularında" güvence altına alınır. [7] İlgili madde verilerini ve güvenlik veri sayfalarını kısaca inceledikten sonra, sorumlu makamların genellikle birkaç kilogram sezyum için yetkin alıcılar bulmaktan memnun olmaları şaşırtıcı değildir. Bu nedenle, bazı Alman araştırma grupları, çalışmalarına sürekli ve özverili destek için organize kaçakçılık yaptıkları için minnettar.
edebiyat
- Kirchhoff, R. Bunsen, Ann. Phys. Chem.1861, 189, 337.
- Setterberg, Liebigs Ann. Chem. 1881, 221.
- A. Simon, Z. Anorg. Gen. Chem. 1973.
- RH Huang, DL Ward, ME Kuchenmeister, JL Boya, J. Am. Chem Soc. 1987, 109, 5561'de açıklanmaktadır.
- Schulze, Z. Phys. 1934, 92.
- "Tüneldeki alev", Der Spiegel 1988, 38.
- Heilbronn emniyet müdürlüğünün ilk polis memuru, kişisel iletişim.
Şuradan küçük değişikliklerle alınan metin:
https://faszinatio nchemie.de/wissen-und-ffekten/news/caesium-das-unedle-gold/
Kaynak:
Çok teşekkürler Dr. Yüksek.
Resimler: İMKB
