[拼音]：se

[外文]：cesium

元素符號(hào)Cs，銀白色稀有堿金屬，在元素周期表中屬IA族，原子序數(shù)55，原子量132.9054，體心立方晶體，常見化合價(jià)為＋1。

1860年德國(guó)化學(xué)家本生（R.W.Bunsen）和基爾霍夫(G.R.Kirchhoff) 在研究礦泉水的光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)新的元素譜線，根據(jù)光譜線的顏色按拉丁文caesius（天藍(lán)色）命名為cesium。1881年塞特貝格(C.Setterberg)在電解氰化銫-氰化鋇混合熔鹽時(shí)，首次制得金屬銫。

銫在地殼中含量比較稀少， 主要的銫礦叫做銫榴石（2Cs₂O?2Al₂O₃?9SiO₂?H₂O），含Cs₂O34.6％，產(chǎn)于加拿大、美國(guó)和中國(guó)。還有硼銫銣礦，含Cs₂O3.5％；銫綠柱石，含Cs₂O1.72～3.6％，但較稀少。四川鹽井鹵水和氣田水也含有較高的銫。

性質(zhì)和用途

在堿金屬中，銫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)最低，蒸氣壓最高，密度最大，正電性最強(qiáng)，電離勢(shì)和電子逸出功最小。

銫在空氣中猛烈燃燒，遇純氧則爆炸，生成橙色的超氧化銫（CsO₂）；與水作用，生成氫氧化銫，放出氫氣。自然界中的銫為穩(wěn)定同位素¹³³Cs。放射性同位素¹³⁷Cs是原子反應(yīng)堆的裂變產(chǎn)物。

銫和其他堿金屬可形成低熔點(diǎn)合金。如含鈉12％、鉀47％、銫41％的合金，熔點(diǎn)為－78℃；含銣13％、銫87％的合金，熔點(diǎn)為－39℃；含鈉5.5％、銫94.5％的合金，熔點(diǎn)為－29℃。

銫的主要工業(yè)用途是制造光電池、光電倍增管和電視攝象管以及用作真空管的吸氣劑。由鈉和鉈激活的碘化銫可制作工業(yè)和醫(yī)療用的 X射線圖象放大板或熒光屏。用銫形成的人工銫離子云，可以進(jìn)行電磁波的傳播和反射。銫在多種有機(jī)、無(wú)機(jī)合成中用作助催化劑或催化劑。銫鹽還用于生產(chǎn)激光用的玻璃、低熔點(diǎn)玻璃和纖維透鏡玻璃。銫可用于制作銫原子鐘，1976年國(guó)際度量衡局規(guī)定一原子秒相當(dāng)于¹³³銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間。70年代銫原子鐘的準(zhǔn)確度已經(jīng)達(dá)到 500萬(wàn)年誤差僅一秒的水平。在銫離子熱電轉(zhuǎn)換器、銫離子發(fā)動(dòng)機(jī)、磁流體發(fā)電系統(tǒng)以及超臨界蒸氣發(fā)電系統(tǒng)等新能源研究中均用及銫。多種銫鹽用于微量分析和用作藥物。

金屬銫的活性很強(qiáng)，在空氣中燃燒會(huì)噴濺，產(chǎn)生濃密的堿性煙霧，傷害眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚。因此在生產(chǎn)、貯存及運(yùn)輸時(shí)必須嚴(yán)格防止金屬銫同空氣或水接觸。金屬銫轉(zhuǎn)移時(shí)，一般在熔融狀態(tài)（65℃）進(jìn)行。常用的方法有針筒抽吸，虹吸，惰性氣體中傾注、壓送，或真空抽吸等。

美國(guó)1979～1980年每年消耗銫及其化合物(以銫計(jì))約為12～13噸。1980年金屬銫的價(jià)格為606～716美元/公斤，銫化合物為64～83美元/公斤。

銫化合物的提取

從銫榴石中提取銫化合物的傳統(tǒng)方法有鹽酸法，工藝流程見下頁(yè)圖。

經(jīng)過揀選或浮選的銫榴石的精礦(含Cs₂O20～30％)磨細(xì)后，以濃鹽酸攪拌浸出（見浸取），精礦中的銫轉(zhuǎn)化成氯化銫，以水稀釋，并加入三氯化銻鹽酸溶液，析出氯化銻銫復(fù)鹽(3CsCl?2SbCl₃)。由于銻銫復(fù)鹽在鹽酸溶液中的溶解度比銣、鉀復(fù)鹽小，銣、鉀大部分留在母液中而與銫分離。銻銫復(fù)鹽加入10倍重量的水，煮沸，水解生成白色的堿式氯化銻沉淀，反應(yīng)式為：3CsCl?2SbCl₃＋2H₂O─→

3CsCl＋2SbOCl↓＋4HCl

氯化銫重新進(jìn)入溶液。溶液中通入H₂S氣體，除去殘余的銻及其他重金屬。將精制液煮沸，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，經(jīng)干燥得到氯化銫。

還有氯化焙燒法、鹽熔法和硫酸法。氯化焙燒法是將銫榴石同碳酸鈣和氯化鈣混合，在800～900℃焙燒后以水浸出。鹽熔法是將銫榴石與氯化納和碳酸鈉混合，于800～850℃熔融，再以水浸出。兩種方法的浸出液經(jīng)過凈化，均可以用4-仲丁基-2(α-甲芐基)苯酚(簡(jiǎn)稱BAMBP)-脂肪烴煤油萃取，以鹽酸或二氧化碳加水反萃，得氯化銫或碳酸銫產(chǎn)品。

金屬銫的制取

常用金屬熱還原法以鈣還原氯化銫。此法在小于10^-3托真空下，溫度700～900℃進(jìn)行還原反應(yīng)，產(chǎn)生的銫蒸氣，經(jīng)冷凝后成液態(tài)收集。熔鹽電解法制取金屬銫是以液態(tài)鉛作陰極，石墨作陽(yáng)極，于700℃電解氯化銫，由陰極得到含銫8.5％的鉛銫合金。合金于600～700℃真空蒸餾，除去鉛等雜質(zhì)，制得純銫。真空管用的銫一般在真空中于850℃以鋯還原鉻酸銫制得：4CsCrO₄＋5Zr─→2Cr₂O₃＋5ZrO₂＋8Cs↑

銫成氣態(tài)直接進(jìn)入真空管中。

參考書目

1. W. A. Hart & O. F. Beumel Jr.， The Chemistryof Lithium， Sodium， Potassium， Rubidium， Cesium and Francium，Pergamon， Oxford， 1973.

參考文章

• 放射性廢水中銫去除方法廢水治理
• 銫和銣的由來(lái)工業(yè)博覽
• 蔗糖、甘油和氯化銫都是密度離心分離中的介質(zhì)，它們?cè)谛再|(zhì)上和使用上有什么不同?生物知識(shí)

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

標(biāo)簽：銫

版權(quán)聲明：本文采用知識(shí)共享 署名4.0國(guó)際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱：《銫》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/14493.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)整合。如若侵權(quán)請(qǐng)通過投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。