Cloruro de cesio, también conocido como cloruro de cesio en chino, es un polvo cristalino blanco o ligeramente amarillo con un peso molecular de 168,359 y una fórmula molecular de ClC. Es un cristal cúbico incoloro y transparente con una pureza superior al 99,5%. A temperatura ambiente, la densidad del cloruro de cesio es de 3,983 g/ml y es fácilmente soluble en agua con una solubilidad de hasta 1860 g/l. Además, el cloruro de cesio también tiene un alto punto de ebullición de 1290 grados y su solubilidad en agua disminuye al aumentar la temperatura. El cloruro de cesio es un compuesto iónico, siendo el catión el ion cesio (Cs+) y el anión el ion cloruro (Cl -). Debido a su alta solubilidad y propiedades iónicas, el cloruro de cesio tiene una excelente conductividad en agua. Además, debido a su radio catiónico relativamente grande, el cloruro de cesio tiende a formar cristales mixtos cuando se mezcla con otros iones metálicos. El índice de refracción del cloruro de cesio es 1,6418, lo que lo hace ópticamente activo y puede utilizarse para investigaciones ópticas. Además, el cloruro de cesio debe almacenarse en un ambiente húmedo y de alta temperatura para evitar su delicuescencia y descomposición.
(Enlace de producto: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/cesium-chloride-powder-cas-7647-17-8.html)
El primer método consiste en disolver carbonato de cesio en una pequeña cantidad de agua, agregar lentamente ácido clorhídrico con una densidad relativa de 1,18 con agitación continua y calentar la reacción. Cuando el pH sea =3, hierva durante media hora y agregue hidróxido de cesio para llevar el pH de la solución a neutro. Filtrar, evaporar y concentrar el filtrado hasta que precipite una gran cantidad de cristales, enfriar a temperatura ambiente, separar las aguas madre, limpiar y secar a 100 grados para obtener el producto terminado.
Los pasos son los siguientes:
(1) Disuelva el carbonato de cesio en agua: agregue lentamente una cierta cantidad de carbonato de cesio en polvo a una pequeña cantidad de agua y revuelva para disolverlo por completo. Este proceso generará una gran cantidad de calor y se debe tener en cuenta la seguridad.
(2) Agregue ácido clorhídrico: agregue lentamente una cierta cantidad de ácido clorhídrico a la solución anterior mientras agita. Durante este proceso se generará una gran cantidad de gas y es necesario tomar medidas de protección.
(3) Reacción de calentamiento: Caliente la mezcla anterior hasta que hierva y continúe revolviendo para que reaccione completamente.
(4) Solución de neutralización: cuando el valor de pH de la solución de reacción alcance aproximadamente 3, deje de calentar y agregue una solución de neutralización de hidróxido de cesio para que el valor de pH de la solución sea neutro.
(5) Filtración: Filtre la solución anterior para eliminar los sólidos y las impurezas que no reaccionaron.
(7) Cristalización evaporativa: Colocar el filtrado en un plato de evaporación, calentar y evaporar, mientras se agita hasta que precipite una gran cantidad de cristales.
Enfriamiento y separación: Enfriar la mezcla anterior a temperatura ambiente, separar las aguas madre y los cristales y obtener el producto de cloruro de cesio.
La principal ecuación de reacción química de este método es:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
Esta reacción es una reacción de intercambio iónico que se lleva a cabo en solución acuosa, donde Cs2CO3 y HCl representan las formas iónicas de carbonato de cesio y ácido clorhídrico, respectivamente. La reacción generó cloruro de cesio, dióxido de carbono y agua.
El método 2 consiste en hacer reaccionar mercurio y cloruro de hidrógeno: calentar 15 g de cloruro de cesio y disolverlo en 100 ml de agua. Disolver 24,2 g de cloruro de mercurio estequiométrico en 25 ml de 4 moles de ácido clorhídrico. Agregue esta solución de HgCl/HCl a la solución anterior mientras esté caliente, revuelva, mezcle y enfríe para precipitar cristales de CsHgCl. Filtrar, recoger cristales y desechar el licor madre. Disuelva los cristales en 120 ml de agua caliente y, después de enfriarlos, los cristales volverán a precipitar.
Los pasos para generar cloruro de cesio mediante la reacción de mercurio y cloruro de hidrógeno son los siguientes:
(1) Solución de preparación: disuelva una cierta cantidad de cloruro de cesio en agua para preparar una solución saturada.
(2) Agregar mercurio: agregue una cierta cantidad de mercurio a la solución anterior y revuelva hasta que entre en pleno contacto.
(3) Introducción de cloruro de hidrógeno: Inyecte cloruro de hidrógeno en la mezcla anterior a través de una tubería mientras se agita. Cuando la reacción alcance el equilibrio, deje de introducir cloruro de hidrógeno.
(4) Separación y purificación: Separar la mezcla anterior para obtener cristales de cloruro de cesio. Las aguas madre se pueden reutilizar.
La principal ecuación de reacción química de este método es:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
Esta reacción es una reacción de desplazamiento típica, en la que el mercurio reacciona con el cloruro de hidrógeno para producir cloruro de mercurio (HgCl2) y también se desplaza el cloruro de cesio (CsCl).
Además de los dos métodos anteriores, otro método común es utilizar cesio metálico para reaccionar con cloro gaseoso para generar cloruro de cesio. Los siguientes son los pasos detallados y las ecuaciones químicas de este método:
1. Preparar materias primas
Cesio metálico: el cesio metálico es un elemento metálico activo con alta densidad y buena conductividad. En esta reacción, el cesio metálico actúa como agente reductor.
Cloro: El cloro es un gas de color amarillo verdoso con fuertes propiedades oxidantes y debe operarse en una campana extractora.
2, pasos de operación
(1) Preparación de la solución: agregue una cierta cantidad de agua al cesio metálico para preparar una solución saturada.
(2) Inyección de cloro gaseoso: Inyecte cloro gaseoso en la solución anterior a través de una tubería mientras se agita. Cuando la reacción alcance el equilibrio, deje de introducir cloro gaseoso.
(3) Separación y purificación: Separar la mezcla anterior para obtener cristales de cloruro de cesio. Las aguas madre se pueden reutilizar.
3. Ecuación química
La principal ecuación de reacción química de este método es:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
Esta reacción es una reacción de desplazamiento típica, en la que el cesio metálico reacciona con cloro gaseoso para producir cloruro de cesio (CsCl).
Cabe señalar que este método utiliza cesio metálico activo y cloro gaseoso con fuertes propiedades oxidantes y requiere la guía de personal profesional para garantizar la seguridad. Al mismo tiempo, el producto de cloruro de cesio generado debe purificarse y secarse aún más para satisfacer las necesidades de las aplicaciones prácticas.