Nije bilo moguće otkriti izotope osim stabilnog 133 Cs u prirodnom cezijumu. Poznata su 33 radioaktivna izotopa cezijuma s masenim brojevima od 114 do 148. U većini slučajeva su kratkog vijeka: vrijeme poluraspada se mjeri u sekundama i minutama, rjeđe - nekoliko sati ili dana. Međutim, tri od njih se ne raspadaju tako brzo - to su 134 Cs, 137 Cs i 135 Cs sa poluživotom od 2 godine, 30 godina i 3·10 6 godina. Sva tri izotopa nastaju tokom raspada uranijuma, torija i plutonijuma u nuklearnim reaktorima ili tokom testiranja nuklearnog oružja.

Oksidacijsko stanje +1.

Godine 1846. u pegmatitima ostrva Elba u Tirenskom moru otkriven je cezijum silikat - polucit. Prilikom proučavanja ovog minerala, cezijum, nepoznat u to vreme, pogrešno je smatran kalijumom. Sadržaj kalija izračunat je iz mase jedinjenja platine, uz pomoć kojeg je element preveden u nerastvorljivo stanje. Kako je kalijum lakši od cezijuma, proračun rezultata hemijske analize pokazao je manjak od oko 7%. Ova misterija je riješena tek nakon otkrića spektralne analize njemačkih naučnika Roberta Bunsena i Gustava Kirchhoffa 1859. Bunsen i Kirchhoff su otkrili cezijum 1861. Prvobitno je pronađen u mineralnim vodama ljekovitih izvora Schwarzwalda. Cezijum je bio prvi element otkriven spektroskopijom. Njegovo ime odražava boju najsjajnijih linija u spektru (od latinskog caesius - nebesko plava).

Otkrivači cezijuma nisu bili u stanju da izoluju ovaj element u slobodnom stanju. Metalni cezijum je prvi put dobio tek 20 godina kasnije, 1882. godine, švedski hemičar K. Setterberg C. elektrolizom rastopljene mešavine cezijuma i barijum cijanida, uzetih u omjeru 4:1. Dodan je barijum cijanid da bi se snizila tačka topljenja, ali je bilo teško raditi sa cijanidima zbog njihove visoke toksičnosti, a barijum je kontaminirao finalni proizvod, a prinos cezijuma je bio veoma mali. Racionalniji metod pronašao je 1890. poznati ruski hemičar N.N. Beketov, koji je predložio redukciju cezijum hidroksida metalnim magnezijumom u struji vodonika na povišenoj temperaturi. Vodik je punio uređaj i sprečavao oksidaciju cezijuma koji je destilovan u poseban prijemnik, međutim, ni u ovom slučaju prinos cezijuma nije prelazio 50% teoretskog.

Cezij u prirodi i njegova industrijska ekstrakcija.

Cezijum je rijedak element. Nalazi se u raspršenom stanju (reda hiljaditih delova procenta) u mnogim stenama; Manje količine ovog metala pronađene su i u morskoj vodi. Nalazi se u većim koncentracijama (do nekoliko desetina procenta) u nekim mineralima kalijuma i litijuma, uglavnom u lepidoliti. Za razliku od rubidija i većine drugih rijetkih elemenata, cezijum formira sopstvene minerale - polucit, avogarit i rodicit.

Rodicit je izuzetno rijedak. Često se klasifikuje kao litijumski mineral, jer njegov sastav (M 2 O 2Al 2 O 3 3B 2 O 3, gde je M 2 O zbir oksida alkalnih metala) obično sadrži više litijuma nego cezijuma. Avogadritus (K,Cs) je takođe rijedak. Najviše cezija se nalazi u polucitu (Cs,Na) n H 2 O (sadržaj Cs 2 O je 29,8–36,7% po težini).

Podaci o globalnim resursima cezijuma su veoma ograničeni. Njihove procjene su zasnovane na polucitu, koji se iskopava kao nusproizvod zajedno s drugim mineralima pegmatita.

Kanada je lider u proizvodnji zagađivača. Ležište jezera Bernik (jugoistočna Manitoba) sadrži 70% svjetskih rezervi cezijuma (oko 73 hiljade tona). Zagađivač se takođe kopa u Namibiji i Zimbabveu, čiji se resursi procjenjuju na 9 hiljada tona, odnosno 23 hiljade tona cezijuma. U Rusiji se nalazišta polucita nalaze na poluostrvu Kola, u Istočnim Sajanskim planinama i Transbajkaliji. Takođe ih ima u Kazahstanu, Mongoliji i Italiji (ostrvo Elba).

Da bi se ovaj mineral otvorio i vrijedne komponente pretvorile u rastvorljiv oblik, tretira se zagrijavanjem s koncentriranim mineralnim kiselinama. Ako se polucit razgradi hlorovodoničnom kiselinom, tada se iz nastale otopine djelovanjem SbCl 3 taloži Cs 3, koji se zatim tretira vrućom vodom ili otopinom amonijaka. Kada se polucit razloži sumpornom kiselinom, dobija se cezijum alum CsAl(SO 4) 2 12H 2 O.

Koristi se i druga metoda: polucit se sinteruje sa mješavinom oksida i kalcijum hlorida, kolač se izluži u autoklavu toplom vodom, otopina se ispari do suha sumpornom kiselinom, a ostatak se tretira vrućom vodom. Nakon odvajanja kalcijum sulfata iz rastvora, izoluju se jedinjenja cezija.

Moderne metode ekstrakcije cezijuma iz polucita zasnivaju se na prethodnom spajanju koncentrata sa viškom vapna i malom količinom fluorita. Ako se proces izvodi na 1200°C, tada se gotovo sav cezij sublimira u obliku Cs2O oksida. operacije. Metalni cezijum se ekstrahuje zagrevanjem mešavine (1:3) usitnjenog polucita sa kalcijumom ili aluminijumom do 900°C.

Ali, u osnovi, cezij se dobija kao čep proizvod u proizvodnji litijuma iz lepidolita. Lepidolit se prethodno topi (ili sinteruje) na temperaturi od oko 1000°C sa gipsom ili kalijum sulfatom i barijum karbonatom. Pod ovim uslovima, svi alkalni metali se pretvaraju u lako rastvorljiva jedinjenja - mogu se izlužiti toplom vodom. Nakon odvajanja litijuma, ostaje obraditi nastale filtrate, a ovdje je najteža operacija odvajanje cezijuma od rubidija i ogromnog viška kalija.

Za odvajanje cezijuma, rubidijuma i kalijuma i dobijanje čistih jedinjenja cezijuma koriste se metode ponovljene kristalizacije stipse i nitrata, taloženje i rekristalizacija Cs 3 ili Cs 2. Koriste se i hromatografija i ekstrakcija. Za dobivanje jedinjenja cezija visoke čistoće koriste se polihalidi.

Većina proizvedenog cezijuma dolazi iz proizvodnje litijuma, pa kada se litij počeo koristiti u fuzionim uređajima i naširoko koristio u automobilskim mazivima 1950-ih, eksploatacija litijuma, kao i cezijuma, porasla je i spojevi cezija su postali dostupniji nego prije.

Podaci o globalnoj proizvodnji i potrošnji cezijuma i njegovih spojeva nisu objavljeni od kasnih 1980-ih. Tržište cezijuma je malo, sa godišnjom potrošnjom koja se procjenjuje na samo nekoliko hiljada kilograma. Kao rezultat toga, nema trgovine i zvaničnih tržišnih cijena.

Karakteristike jednostavne supstance, industrijska proizvodnja i upotreba metalnog cezija.

Cezijum je zlatno-žuti metal, jedan od tri metala intenzivnog boja (zajedno sa bakrom i zlatom). Nakon žive, to je najtopljiviji metal. Cezijum se topi na 28,44°C, ključa na 669,2°C. Njegove pare su obojene zelenkasto-plavom bojom.

Topljivost cezijuma je kombinovana sa velikom lakoćom. Uprkos prilično velikoj atomskoj masi elementa, njegova gustina na 20°C iznosi samo 1,904 g/cm 3 . Cezijum je mnogo lakši od svojih suseda u periodnom sistemu. Lantan, na primjer, koji ima gotovo istu atomsku masu, više je od tri puta gušći od cezijuma. Cezijum je samo dva puta teži od natrijuma, dok su njihove atomske mase u omjeru 6:1. Očigledno, razlog tome leži u elektronskoj strukturi atoma cezija (jedan elektron na zadnjem s-podnivo), što dovodi do činjenice da je metalni radijus cezijuma veoma velik (0,266 nm).

Cezijum ima još jedno veoma važno svojstvo vezano za njegovu elektronsku strukturu - gubi svoj jedini valentni elektron lakše nego bilo koji drugi metal; ovo zahtijeva vrlo malo energije - samo 3,89 eV, stoga, na primjer, proizvodnja plazme iz cezijuma zahtijeva mnogo manje energije nego korištenje bilo kojeg drugog kemijskog elementa.

Cezijum je superiorniji od svih ostalih metala po osetljivosti na svetlost. Cezijumska katoda emituje struju elektrona čak i kada je izložena infracrvenim zracima talasne dužine od 0,80 mikrona. Maksimalna emisija elektrona se javlja za cezijum kada je osvetljen zelenim svetlom, dok se za druge fotoosetljive metale ovaj maksimum pojavljuje samo kada su izloženi ljubičastim ili ultraljubičastim zracima.

Hemijski, cezijum je veoma aktivan. Na zraku trenutno oksidira s upalom, stvarajući superoksid CsO 2 s primjesom peroksida Cs 2 O 2. Cezijum je sposoban da apsorbuje i najmanje tragove kiseonika u uslovima dubokog vakuuma. Eksplozivno reaguje s vodom i stvara hidroksid CsOH i oslobađa vodik. Cezijum reaguje čak i sa ledom na –116° C. Njegovo skladištenje zahteva veliku pažnju.

Cezijum takođe stupa u interakciju sa ugljenikom. Samo najnaprednija modifikacija ugljika - dijamant - može izdržati cezijum. Tečni rastopljeni cezij i njegova para otpuštaju čađ, drveni ugljen, pa čak i grafit, ubacujući se između atoma ugljika i stvarajući prilično jake spojeve zlatno žute boje. Na 200–500° C nastaje jedinjenje sastava C 8 Cs 5, a na višim temperaturama – C 24 Cs, C 36 Cs. Oni se pale na vazduhu, istiskuju vodonik iz vode, a kada se jako zagreju, razgrađuju se i oslobađaju sav apsorbovani cezijum.

Čak i na uobičajenim temperaturama, reakcije cezijuma sa fluorom, hlorom i drugim halogenima su praćene paljenjem, a sa sumporom i fosforom - eksplozijom. Kada se zagrije, cezijum se spaja sa vodonikom. Cezijum ne reaguje sa azotom u normalnim uslovima. Cs 3 N nitrid nastaje u reakciji sa tečnim azotom tokom električnog pražnjenja između elektroda napravljenih od cezijuma.

Cezij se otapa u tečnom amonijaku, alkilaminima i polieterima, formirajući plave rastvore koji su elektronski provodljivi. U rastvoru amonijaka, cezij polako reaguje sa amonijakom da bi se oslobodio vodonik i formirao amid CsNH 2.

Legure i intermetalna jedinjenja cezijuma su relativno nisko topljive. Cezijev aurid CsAu, u kojem se ostvaruje djelomično jonska veza između atoma zlata i cezijuma, je poluvodič n-tip.

Najbolje rješenje za problem dobijanja metalnog cezijuma pronašao je 1911. godine francuski hemičar A. Axpil. Prema njegovoj metodi, koja je i dalje najzastupljenija, cezijum hlorid se redukuje sa metalnim kalcijumom u vakuumu:

2CsCl + Ca → CaCl 2 + 2Cs

u ovom slučaju reakcija se nastavlja gotovo do kraja. Proces se izvodi pri pritisku od 0,1–10 Pa i temperaturi od 700–800° C. Oslobođeni cezijum isparava i destiluje se, a kalcijum hlorid ostaje u potpunosti u reaktoru, jer pod tim uslovima dolazi do isparljivosti soli je zanemarivo (tačka topljenja CaCl 2 je 773°C). Kao rezultat ponovljene destilacije u vakuumu, dobija se apsolutno čisti metalni cezij.

Opisane su mnoge druge metode za proizvodnju metalnog cezija iz njegovih spojeva. Metalni kalcij se može zamijeniti karbidom, ali se temperatura reakcije mora povećati na 800°C, tako da je konačni proizvod kontaminiran dodatnim nečistoćama. Elektroliza taline cezijum halida se takođe izvodi pomoću tečne olovne katode. Rezultat je legura cezijuma i olova iz koje se izoluje metalni cezijum destilacijom u vakuumu.

Moguće je razgraditi cezijev azid ili njegov dikromat reducirati cirkonijumom, ali ove reakcije su ponekad praćene eksplozijom. Prilikom zamjene cezijum dihromata hromatom, proces redukcije teče glatko, a iako prinos ne prelazi 50%, vrlo čisti metalni cezijum se destiluje. Ova metoda je primjenjiva za dobivanje malih količina metala u posebnom vakuum uređaju.

Svjetska proizvodnja cezijuma je relativno mala.

Metalni cezijum je komponenta katodnog materijala za fotoćelije, fotomultiplikatore i katodne cevi koje emituju televizor. Fotoćelije sa složenom srebro-cezijum fotokatodom posebno su vrijedne za radar: osjetljive su ne samo na vidljivu svjetlost, već i na nevidljive infracrvene zrake i, za razliku od, na primjer, selena, rade bez inercije. Antimon-cezijum solarne ćelije se široko koriste na televiziji i u bioskopu; njihova osjetljivost, čak i nakon 250 sati rada, opada za samo 5-6% pouzdano rade u temperaturnom rasponu od –30°C do +90°C. Čine tzv. višestepene fotoćelije; u ovom slučaju, pod uticajem elektrona izazvanih svetlosnim zracima u jednoj od katoda, dolazi do sekundarne emisije - elektrone emituju dodatne fotokatode uređaja. Kao rezultat toga, ukupna električna struja koja nastaje u fotoćeliji se množi. Povećana struja i povećana osjetljivost se postižu i punjenjem fotoćelija cezija inertnim plinom (argon ili neon).

Metalni cezijum se koristi za izradu specijalnih ispravljača koji su po mnogo čemu superiorniji od živinih ispravljača. Koristi se kao rashladna tečnost u nuklearnim reaktorima, komponenta maziva za svemirsku tehnologiju i prijemnik u vakuumskim elektronskim uređajima. Metalni cezijum takođe pokazuje katalitičku aktivnost u reakcijama organskih jedinjenja.

Cezijum se koristi u standardima atomskog vremena. Cezijum satovi su neverovatno precizni. Njihovo djelovanje zasniva se na prijelazima između dva stanja atoma cezijuma s paralelnom i antiparalelnom orijentacijom intrinzičnih magnetnih momenata atomskog jezgra i valentnog elektrona. Ovaj prijelaz je praćen oscilacijama sa strogo konstantnim karakteristikama (talasna dužina 3,26 cm). Godine 1967., Međunarodna generalna konferencija za utege i mjere utvrdila je: “Sekunda je vrijeme jednako 9 192 631 770 perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma-133.”

Nedavno je mnogo pažnje posvećeno cezijumskoj plazmi, sveobuhvatnoj studiji njenih svojstava i uslova nastanka, možda će se koristiti u plazma motorima budućnosti. Osim toga, rad na proučavanju cezijum plazme usko je povezan s problemom kontrolirane termonuklearne fuzije. Mnogi vjeruju da je preporučljivo stvoriti cezijevu plazmu korištenjem toplinske energije nuklearnih reaktora.

Cezij se čuva u staklenim ampulama u atmosferi argona ili zatvorenim čeličnim posudama ispod sloja dehidriranog vazelina. Uklonite ostatke metala tretiranjem pentanolom.

Jedinjenja cezija.

Cezij formira binarna jedinjenja sa većinom nemetala. Cezijum hidridi i deuteridi su veoma zapaljivi u vazduhu, kao iu atmosferi fluora i hlora. Jedinjenja cezija sa azotom, borom, silicijumom i germanijumom su nestabilna i ponekad zapaljiva i eksplozivna. Halogenidi i soli većine kiselina su stabilniji.

Jedinjenja kiseonika. Cezijum formira devet jedinjenja sa kiseonikom, u rasponu sastava od Cs 7 O do CsO 3 .

Cezijev oksid Cs 2 O formira smeđe-crvene kristale koji difundiraju u zraku. Dobija se sporom oksidacijom sa nedovoljnom (2/3 stehiometrijske) količine kiseonika. Ostatak neizreagovanog cezijuma se destiluje u vakuumu na 180-200°C. Cezijev oksid sublimira u vakuumu na 350-450°C, a raspada se na 500°C:

2Cs 2 O = Cs 2 O 2 + 2Cs

Snažno reaguje sa vodom i proizvodi cezijum hidroksid.

Cezijev oksid je komponenta složenih fotokatoda, specijalnih stakala i katalizatora. Utvrđeno je da pri proizvodnji sintola (sintetičkog ulja) iz vodenog plina i stirena iz etilbenzena, kao i u nekim drugim sintezama, dodavanje male količine cezijevog oksida (umjesto kalijevog oksida) u katalizator povećava prinos konačnog proizvod i poboljšava uslove procesa.

Higroskopni blijedožuti kristali cezijum peroksida Cs 2 O 2 mogu se dobiti oksidacijom cezijuma (ili njegovog rastvora u tečnom amonijaku) doziranom količinom kiseonika. Iznad 650°C, cezijev peroksid se razgrađuje oslobađanjem atomskog kisika i snažno oksidira nikl, srebro, platinu i zlato. Cezijev peroksid se otapa u ledenoj vodi bez raspadanja, a iznad 25°C reagira s njim:

2Cs2O2 + 2H2O = 4CsOH + O2

Otapa se u kiselinama stvarajući vodikov peroksid.

Kada se cezijum sagorijeva u zraku ili kisiku, nastaje zlatno-smeđi cezijev superoksid CsO 2. Iznad 350°C disocira oslobađanjem kisika. Cezijum superoksid je veoma jak oksidant.

Cezijev peroksid i superoksid služe kao izvori kisika i koriste se za njegovu regeneraciju u svemirskim letjelicama i podvodnim vozilima.

Seskvioksid "Cs 2 O 3" nastaje u obliku tamnog paramagnetnog praha tokom pažljivog termičkog razlaganja cezijum superoksida. Također se može proizvesti oksidacijom metala otopljenog u tekućem amonijaku ili kontroliranom oksidacijom peroksida. Pretpostavlja se da je dinad peroksid-peroksid [(Cs +)4(O 2 2–)(O 2 –) 2].

Narandžasto-crveni ozonid CsO 3 može se dobiti djelovanjem ozona na bezvodni prah cezijum hidroksida ili peroksida na niskoj temperaturi. Kada stoji, ozonid se polako razlaže na kisik i superoksid, a nakon hidrolize odmah prelazi u hidroksid.

Cezijum takođe formira podokside, u kojima je formalno oksidaciono stanje elementa znatno niže od +1. Oksid sastava Cs 7 O ima bronzanu boju, njegova tačka topljenja je 4,3 ° C, i aktivno reagira s kisikom i vodom. U potonjem slučaju nastaje cezijum hidroksid. Kada se zagreva polako, Cs 7 O se razlaže na Cs 3 O i cezijum. Ljubičasti kristali Cs 11 O 3 se tope sa razgradnjom na 52,5 ° C. Crveno-ljubičasti Cs 4 O se raspada iznad 10,5 ° C. Nestehiometrijska faza Cs 2+ x O mijenja sastav do Cs 3 O, koji se razlaže na 166°C.

Cezijum hidroksid CsOH formira bezbojne kristale koji se tope na °C. Temperature topljenja hidrata su još niže, na primjer, CsOH H 2 O monohidrat se topi sa razgradnjom na 2,5 °C, a CsOH 3H 2 O trihidrat čak -5,5 °C.

Cezijum hidroksid služi kao katalizator za sintezu mravlje kiseline. Sa ovim katalizatorom, reakcija se odvija na 300°C bez visokog pritiska. Prinos finalnog proizvoda je veoma visok - 91,5%.

Cezijum halogenidi CsF, CsCl, CsBr, CsI (bezbojni kristali) se tope bez raspadanja iznad tačke topljenja; Termička stabilnost se smanjuje pri prelasku sa fluorida na jodid; bromid i jodid u pari se djelimično razlažu u jednostavne tvari. Cezijum halogenidi su visoko rastvorljivi u vodi. U 100 g vode na 25 °C rastvoreno je 530 g cezijum fluorida, 191,8 g cezijum hlorida, 123,5 g cezijum bromida, 85,6 g cezijum jodida. Bezvodni hlorid, bromid i jodid kristaliziraju iz vodenih otopina. Cezijum fluorid se oslobađa u obliku kristalnih hidrata sastava CsF· n H 2 O, gdje n = 1, 1,5, 3.

U interakciji sa halogenidima mnogih elemenata, cezijum halogenidi lako formiraju kompleksna jedinjenja. Neki od njih, na primjer Cs 3, koriste se za izolaciju i analitičko određivanje cezijuma.

Cezijum fluorid se koristi za proizvodnju organofluornih jedinjenja, piezoelektrične keramike i specijalnih stakala. Cezijum hlorid je elektrolit u gorivnim ćelijama, fluks za zavarivanje molibdena.

Cezijum bromid i jodid se široko koriste u optici i elektrotehnici. Kristali ovih jedinjenja su transparentni za infracrvene zrake sa talasnim dužinama od 15 do 30 μm (CsBr) i od 24 do 54 μm (CsI). Konvencionalne prizme napravljene od natrijum hlorida propuštaju zrake talasne dužine 14 mikrona, a od kalijum hlorida - 25 mikrona, pa je primena cezijum bromida i jodida umesto natrijuma i kalijum hlorida omogućila snimanje spektra složenih molekula u daleko infracrveno područje.

Ako se pri izradi fluorescentnih ekrana za televizore i naučnu opremu unese približno 20% cezijum jodida između kristala cink sulfida, ekrani će bolje apsorbovati rendgenske zrake i svetliti jače kada ih ozrače elektronskim snopom.

Scintilacioni instrumenti za detekciju teško naelektrisanih čestica koji sadrže monokristale cezijum jodida aktiviranog talijem imaju najveću osetljivost od svih instrumenata ovog tipa.

Cezijum-137.

Izotop 137 Cs nastaje u svim nuklearnim reaktorima (u prosjeku 6 137 Cs jezgara od 100 jezgara urana).

U normalnim uslovima rada nuklearnih elektrana, emisije radionuklida, uključujući radioaktivni cezijum, su beznačajne. Velika većina proizvoda fisije ostaje u gorivu. Prema podacima dozimetrijskog monitoringa, koncentracija cezijuma u područjima gdje se nalaze nuklearne elektrane gotovo da ne prelazi koncentraciju ovog nuklida u kontrolnim područjima.

Teške situacije nastaju nakon nesreća, kada ogromna količina radionuklida uđe u vanjsku sredinu i velike površine su kontaminirane. Ispuštanje cezijuma-137 u atmosferu zabeleženo je tokom nesreće na Južnom Uralu 1957. godine, gde je došlo do termalne eksplozije skladišta radioaktivnog otpada, tokom požara u radiohemijskom postrojenju u Windenaleu u Velikoj Britaniji 1957. godine, tokom uklanjanje radionuklida vjetrom iz poplavne ravnice jezera. Karačaj na južnom Uralu 1967. Nesreća u nuklearnoj elektrani u Černobilu 1986. postala je katastrofa cezijum-137 činio je oko 15% ukupne kontaminacije zračenjem. Glavni izvor radioaktivnog cezijuma koji ulazi u ljudsko tijelo su prehrambeni proizvodi životinjskog porijekla kontaminirani nuklidom.

Radionuklid 137 Cs se takođe može koristiti za dobrobit ljudi. Koristi se u otkrivanju nedostataka, kao i u medicini za dijagnostiku i liječenje. Specijalisti iz oblasti rendgenske terapije zainteresovali su se za cezijum-137. Ovaj izotop se relativno sporo razgrađuje, gubeći samo 2,4% svoje prvobitne aktivnosti godišnje. Pokazalo se korisnim u liječenju malignih tumora. Cezijum-137 ima određene prednosti u odnosu na radioaktivni kobalt-60: duži poluživot i manje tvrdo g-zračenje. U tom smislu, uređaji na bazi 137 Cs su izdržljiviji, a zaštita od zračenja je manje glomazna. Međutim, ove prednosti postaju stvarne tek u odsustvu 134 Cs nečistoće s kraćim poluživotom i tvrđim g-zračenjem.

Iz rastvora dobijenih preradom radioaktivnog otpada iz nuklearnih reaktora, 137 Cs se ekstrahuje koprecipitacijom sa gvožđem, niklom, cink heksacijanoferatima ili amonijum fluorovolfratom. Koriste se i jonska izmjena i ekstrakcija.

Elena Savinkina

Hemijski element I grupe periodnog sistema, atomski broj 55, atomska masa 132,9054; odnosi se na alkalne metale.

Istorija otkrića

Cezijum je otkriven relativno nedavno, 1860. godine, u mineralnim vodama poznatih lekovitih izvora u Švarcvaldu (Baden-Baden i dr.). U kratkom istorijskom periodu prošao je briljantan put - od retkog, nepoznatog hemijskog elementa do strateškog metala. Pripada porodici retkih lakih alkalnih metala. Lako stupa u interakciju s drugim elementima, formirajući jake veze. Trenutno se koristi istovremeno u nekoliko industrija: u elektronici i automatizaciji, u radaru i kinu, u nuklearnim reaktorima i na svemirskim letjelicama.

Prvo su ga otkrile dvije svijetle linije u plavom dijelu spektra, a latinska riječ "caesius" od koje je i dobio naziv znači nebesko plavo. Neosporno je da je cezijum praktički poslednji u nizu alkalnih metala. Istina, Mendeljejev je oprezno ostavio u svojoj tablici praznu ćeliju za "ekacezij", koji je trebao slijediti cezijum u grupi I. A ovaj element (Francij) je otkriven 1939. godine. Međutim, francij postoji samo u obliku radioaktivnih izotopa koji se brzo raspadaju s vremenom poluraspada od nekoliko minuta, sekundi ili čak hiljaditih dijelova sekunde.

Cezijum je bio prvi element otkriven spektralnom analizom. Ranije su cezijeve soli pogrešno smatrane kalijevim solima. Naučnici su, međutim, imali priliku da se upoznaju s ovim elementom i prije nego što su Bunsen i Kirchhoff stvorili novu istraživačku metodu. Govorimo o gubitku koji proganja hemičare dugi niz godina. Davne 1846. godine njemački naučnik K. Plattner započeo je istraživanje minerala hemicita pronađenog na ostrvu Elba. Izvođenje potpune hemijske analize minerala nije bio težak zadatak, ali evo kvake: bez obzira na to kako je Plattner zbrojio svoje rezultate, ispostavilo se da je zbir svih komponenti jednak 93%. Gdje je moglo otići preostalih 7%? Gotovo dvije decenije niko nije mogao odgovoriti na ovo pitanje. I tek 1864. Italijan Pisani iznio je nepobitne dokaze da je krivac za "malo težine" bio cezijum, koji je Plattner pogrešno uzeo za kalij - ovi elementi su prilično blisko kemijski povezani, ali je cezijum više nego dvostruko teži.

Metalni cezijum je prvi put dobio Setterberg 1882. godine elektrolizom rastopljenog cezijum cijanida. Proizvodnja cezijumskih jedinjenja nastala je krajem prošlog veka, a proizvodnja metala cezijuma organizovana je dvadesetih godina prošlog veka. Međutim, trenutno se dobivaju u ograničenim količinama.

Opis

Sjajna površina metalnog cezijuma ima blijedozlatnu boju. To je jedan od najtopljivijih metala: topi se na 28,5 °C, ključa na 705 °C u normalnim uslovima i na 330 °C u vakuumu. Topljivost cezijuma je kombinovana sa velikom lakoćom. Uprkos prilično velikoj atomskoj masi (132,905) elementa, njegova gustina na 20 °C je samo 1,87. Cezijum je mnogo puta lakši od svojih suseda u periodnom sistemu. Lantan, na primjer, koji ima gotovo istu atomsku masu, više je od tri puta gušći od cezijuma. Cezijum je samo dva puta teži od natrijuma, a njihove atomske mase su u omjeru 6:1. Očigledno, razlog za to leži u neobičnoj elektronskoj strukturi atoma cezija. Svaki od njegovih atoma sadrži 55 protona, 78 neutrona i 55 elektrona, ali svi ovi brojni elektroni nalaze se relativno labavo - jonski radijus cezijuma je vrlo velik - 1,65 Ǻ*. Jonski radijus lantana, na primjer, iznosi samo 1,22 Ǻ, iako njegov atom sadrži 57 protona, 82 neutrona i 57 elektrona. Atomski radijus cezijuma je 2,62 Ǻ.

Prirodni cezijum se sastoji od stabilnog nuklida 133 Cs. Presjek hvatanja toplinskih neutrona je 2,9 * 10 -27 m 2.
Konfiguracija vanjske elektronske ljuske atoma je 6s 1, oksidacijsko stanje +1; energija jonizacije tokom tranzicije Cs →Cs + →Cs 2+ odgovara 3,89397, 25,1 eV; afinitet prema elektronu 0,47 eV; Paulingova elektronegativnost 0,7; Posao
prinos elektrona 1,81 eV; metalni radijus 0,266 nm, kovalentni radijus 0,235 nm, jonski radijus Cs + 0,181 nm (koordinacioni broj 6), 0,188 nm (8), 0,192 nm (9), 0,195 nm (10), 0,202 nm).

Sadržaj cezijuma u zemljinoj kori iznosi 3,7·10 -4% po masi. Minerali cezijuma su polucit (Cs, Na) [AlSi 2 O 6 ] ·H 2 O (sadržaj Cs 2 O 29,8–36,7% po težini) i rijetki avogadrit (K, Cs) [VF 4 ]. Cezijum je prisutan kao nečistoća u aluminosilikatima bogatim kalijumom: lepidolit (0,1–0,5% CsO), flogopit (0,2–1,5%) itd., takođe u karnalitu (0,0003–0,002% CsS1), trifilin, u termičkim (do 5 mg/l Cs) i jezerske (do 0,3 mg/l Cs) vode. Industrijski izvori cezijuma su polucit i lepidolit.

Svojstva cezijuma

Cezijum je meki metal koji je na sobnoj temperaturi u polutečnom stanju. Parovi su obojeni zelenkasto-plavom bojom. Kristalizuje u kubičnoj tjelesno centriranoj rešetki: a = 0,6141 nm, z = 2, razmaci, grupa Im3m\ m.p. 28,44 °C, tačka ključanja 669,2 °C; gustina 1,904 g/cm 3 (20 °C); C 0 p 32,21 J/(mol K); H 0 pl 2,096 kJ/mol, ∆H 0 npr. 65,62 kJ/mol, ∆H 0 sub 76,54 kJ/mol (298,15 K); S 0 298 85,23 J/(mol K); jednadžbe za temperaturnu ovisnost tlaka pare: log p (mm Hg) = -4122/T + 5,228 – 1,514 log T + 3977 T (100–301,59 K), log p (mm Hg) = -3822/ T + 4,940 – 0,746 lg T (301,59–897 K); toplotna provodljivost, W/(m K): 19,0 (298 K), 19,3 (373 K), 20,2 (473 K); ρ, μΩ m: 0,1830 (273,15 K), 0,2142 (301,59 K, čvrsta), 0,3568 (301,59 K, tečnost), temperaturni koeficijent ρ 6,0–10 -3 K -1 (273–291 K); paramagnetna, specifična magnetna osetljivost +0,22·10 -9 (293 K); η, mPa s: 6,76 (301,59 K), 5,27 (350 K), 3,18 (500 K); γ 60,6 mN/m (301,59 K); temperaturni koeficijent linearne ekspanzije 97·10 -6 K -1 (273 K); Mohsova tvrdoća 0,2; modul elastičnosti 1,7 GPa (293 K); koeficijent kompresibilnost 71·10 -11 Pa -1 (323 K).

U zraku, cezij trenutno oksidira uz upalu i stvaranje peroksida i superoksida. Cezij i rubidijum burno reaguju sa vodom da formiraju hidrokside i oslobađaju vodonik. Ova reakcija se dešava čak i na temperaturi od –100°C.

Cezijum se rastvara u tečnom amonijaku i sa alkoholom stvara alkoholate koji mogu da dodaju jedan molekul alkohola. Zbog svoje visoke reaktivnosti, cezij se skladišti u zatvorenim čeličnim posudama ispod sloja parafina.

Cezijum, kao i natrijum i kalijum, poseduje jedan 5-elektron iznad konfiguracije plemenitog gasa. Struktura elektronskih ljuski cezijuma određuje mnoga njegova fizičko-hemijska svojstva. Konfiguracija elektronskih školjki je sljedeća: Kb – [Kg] kriptona. 5s i Sz – [Xe] xenon 6s. Zbog male razlike u energijama atomskih orbita - 5d i 6s za cezijum, njihovi atomi se lako pobuđuju. Iz tog razloga, metali imaju nizak potencijal ionizacije, dobru električnu provodljivost i fotoelektrični efekat. Sposobnost svjetlosnih zraka da napune tijela pozitivnim elektricitetom ili uklone negativni naboj s njih nazvana je fotoelektrični efekt (od grčke riječi “fotografije” - svjetlost i latinske riječi - "efekat" - djelovanje). Svjetlosne zrake "izbijaju" elektrone iz cezijuma, koji formiraju električnu struju. Vrlo je lako "izbiti" elektron iz cezijuma, jer postoji samo jedan elektron na vanjskom sloju elektrona. Što je elektron udaljeniji od jezgra atoma, lakše ga je otkinuti. Dakle, cezijum ima šest elektronskih slojeva, dok natrijum ima samo tri; Između jezgra i vanjskog elektrona, cezijum ima 54 elektrona, dok natrijum ima samo 10. Stoga cezijum najlakše odustaje od svog elektrona jer ima najveći atomski radijus i najmanji potencijal jonizacije. Cezijum se u prirodi javlja samo kao stabilni izotop 135 Cs

Najznačajnije svojstvo cezijuma je njegova izuzetno visoka aktivnost. Po svojoj osjetljivosti na svjetlost superiorniji je od svih drugih metala. Cezijumska katoda emituje struju elektrona čak i kada je izložena infracrvenim zracima talasne dužine od 0,80 mikrona. Osim toga, maksimalna emisija elektrona, stotine puta veća od normalnog fotoelektričnog efekta, javlja se u cezijumu kada je obasjan zelenim svjetlom, dok se kod drugih fotoosjetljivih metala ovaj maksimum pojavljuje samo kada su izloženi ljubičastim ili ultraljubičastim zracima.

Dugo su se naučnici nadali da će u prirodi pronaći radioaktivne izotope cezijuma, budući da ih imaju rubidijum i kalijum. Ali u prirodnom cezijumu nije bilo moguće otkriti nijedan izotope osim potpuno stabilnog 133 Cs. Istina, umjetno su dobivena 22 radioaktivna izotopa cezija s atomskim masama od 123 do 144. U većini slučajeva oni su kratkog vijeka: vrijeme poluraspada se mjeri u sekundama i minutama, rjeđe - nekoliko sati ili dana. Međutim, tri od njih se ne raspadaju tako brzo - to su 134 Cs, 137 Cs i 135 Cs, sa životnim vijekom od 2,07; 26,6 i 3·10 6 godina. Sva tri izotopa nastaju u nuklearnim reaktorima raspadom uranijuma, torija i plutonijuma; njihovo uklanjanje iz reaktora je prilično teško.

Hemijska aktivnost cezijuma je izuzetna. Vrlo brzo reaguje sa kiseonikom i ne samo da se trenutno zapali u vazduhu, već je sposoban da apsorbuje i najmanje tragove kiseonika u dubokom vakuumu. Brzo razgrađuje vodu čak i na uobičajenim temperaturama; u tom slučaju se oslobađa mnogo topline, a vodik istisnut iz vode odmah se zapali. Cezijum reaguje čak i sa ledom na –116 °C. Njegovo skladištenje zahteva veliku pažnju.

Cezijum takođe stupa u interakciju sa ugljenikom. Samo najnaprednija modifikacija ugljika – dijamant – je u stanju da izdrži njegov „napad“. Tečni rastopljeni cezij i njegove pare otpuštaju čađ, drveni ugljen, pa čak i grafit, prodiru između atoma ugljika i stvaraju osebujne, prilično jake spojeve zlatno žute boje, koje u granici, očigledno, odgovaraju sastavu C 8 Cs 5. Oni se pale na vazduhu, istiskuju vodonik iz vode, a kada se zagreju, razgrađuju se i oslobađaju sav apsorbovani cezijum.

Čak i na uobičajenim temperaturama, reakcije cezijuma sa fluorom, hlorom i drugim halogenima su praćene paljenjem, a sa sumporom i fosforom - eksplozijom. Kada se zagrije, cezijum se spaja sa vodonikom, dušikom i drugim elementima, a na 300 °C uništava staklo i porculan. Cezijum hidridi i deuteridi su veoma zapaljivi u vazduhu, kao iu atmosferi fluora i hlora. Jedinjenja cezija sa azotom, borom, silicijumom i germanijumom, kao i ugljen monoksid, nestabilna su i ponekad zapaljiva i eksplozivna. Cezijum halogenidi i cezijumove soli većine kiselina, naprotiv, veoma su jaki i stabilni. Aktivnost originalnog cezijuma se u njima očituje samo u dobroj rastvorljivosti velike većine soli. Osim toga, lako se pretvaraju u složenije kompleksne spojeve.

Ako bi se pisac fantastike morao pozabaviti „biografijom“ cezijuma, mogao bi početi ovako: „Cezijum je otkriven relativno nedavno, 1860. godine, u mineralnim vodama poznatih ljekovitih izvora u Schwarzwaldu (Baden-Baden itd.). ). U kratkom istorijskom periodu prošao je briljantan put - od retkog, nepoznatog hemijskog elementa do strateškog metala. Pripada radničkoj porodici alkalnih metala, a venama mu teče plava krv poslednje vrste... Međutim, to ga ni najmanje ne sprečava da komunicira sa drugim elementima, pa čak i ako nisu takvi. poznat, rado stupa u kontakte s njima i uspostavlja jaku komunikaciju. Trenutno radi istovremeno u nekoliko industrija: u elektronici i automatizaciji, u radaru i bioskopu, u nuklearnim reaktorima i na svemirskim brodovima...”

Bez ozbiljnog shvaćanja humorističnog vrha i nekih očito književnih pretjerivanja, ova biografija se sa sigurnošću može uzeti kao “roman bez laži”. Razgovor o "plavoj krvi" cezijuma nije bespredmetan - prvo su je otkrile dvije svijetle linije u plavom dijelu spektra, a latinska riječ "caesius", od koje dolazi i njegovo ime, znači nebesko plavo. Neosporno je da je cezijum praktički poslednji u nizu alkalnih metala. Istina, Mendeljejev je oprezno ostavio u svojoj tablici praznu ćeliju za "ekacezij", koji je trebao slijediti cezijum u grupi I. A ovaj element (Francij) je otkriven 1939. godine. Međutim, francij postoji samo u obliku radioaktivnih izotopa koji se brzo raspadaju s vremenom poluraspada od nekoliko minuta, sekundi ili čak hiljaditih dijelova sekunde. Konačno, istina je i da se cezijum koristi u nekim od najvažnijih oblasti moderne tehnologije i nauke.

Rasprostranjenost cezijuma u prirodi i njegova proizvodnja

U literaturi nema tačnih podataka o tome koliko je cezijuma dostupno na kugli zemaljskoj. Poznato je samo da je to jedan od rijetkih hemijskih elemenata. Smatra se da je njegov sadržaj u zemljinoj kori, u svakom slučaju, nekoliko stotina puta manji od rubidijuma i ne prelazi 7·10–4%.

Cezijum se nalazi u izuzetno dispergovanom stanju (reda hiljaditih delova procenta) u mnogim stenama; Manje količine ovog metala pronađene su i u morskoj vodi. Nalazi se u većim koncentracijama (do nekoliko desetina procenta) u nekim mineralima kalijuma i litijuma, uglavnom u lepidoliti. Ali ono što je posebno značajno jeste da, za razliku od rubidija i većine drugih retkih elemenata, cezijum formira sopstvene minerale – polucit, avogadrit i rodicit. Rodicit je izuzetno rijedak, a neki autori ga svrstavaju u litijumski mineral, jer njegov sastav (R 2 O 2Al 2 O 3 3B 2 O 3, gdje je R 2 O zbir oksida alkalnih metala) obično sadrži više litijuma nego cezijuma. Avogadritus (K, Cs) je također rijedak, a polluciti nisu česti; njihove naslage su tanke, ali sadrže najmanje 20, a ponekad i do 35 % cezijuma. Zagađivači Sjedinjenih Država (Južna Dakota i Mejn), Jugozapadne Afrike, Švedske i Sovjetskog Saveza (Kazahstan, itd.) imaju najveći praktični značaj.

Poluciti su aluminosilikati, složena i vrlo jaka jedinjenja. Njihov sastav je određen formulom (Cs, Na) · n H 2 O, a iako sadrže mnogo cezijuma, nije ga tako lako izdvojiti. Da bi se mineral „otvarao“ i vrijedne komponente transformirale u topljivi oblik, tretira se zagrijavanjem s koncentriranim mineralnim kiselinama - fluorovodoničnom ili hlorovodoničnom i sumpornom. Tada se rastvor oslobađa od svih teških i lakih metala i, što je posebno teško, od stalnih satelita cezijuma - alkalnih metala: kalijuma, natrijuma i rubidijuma.

Savremene metode ekstrakcije cezijuma iz polucita zasnivaju se na prethodnoj fuziji koncentrata sa viškom vapna i malom količinom fluorita. Ako se proces izvodi na 1200°C, tada se gotovo sav cezijum sublimira u obliku Cs 2 O oksida. , što pojednostavljuje dalje operacije.

Cezijum se ekstrahuje iz lepidolita zajedno sa rubidijumom kao nusproizvodom proizvodnje litijuma. Lepidoliti se prethodno spajaju (ili sinteruju) na temperaturi od oko 1000°C sa gipsom ili kalijum sulfatom i barijum karbonatom. Pod ovim uslovima, svi alkalni metali se pretvaraju u lako rastvorljiva jedinjenja - mogu se izlužiti toplom vodom. Nakon odvajanja litijuma, ostaje obraditi nastale filtrate, a ovdje je najteža operacija odvajanje cezijuma od rubidija i ogromnog viška kalija. Kao rezultat, dobiva se malo cezijeve soli - klorid, sulfat ili karbonat. Ali ovo je samo dio priče, budući da se cezijumska so mora pretvoriti u metalni cezijum. Da bi se razumela složenost poslednje faze, dovoljno je istaći da otkrivač cezijuma - najveći nemački hemičar Bunsen - nikada nije uspeo da dobije element broj 55 u slobodnom stanju. Sve metode prikladne za dobivanje drugih metala nisu dale željene rezultate. Metalni cezijum je prvi put dobio tek 20 godina kasnije, 1882. godine, švedski hemičar Seterberg u procesu elektrolize rastopljene mešavine cezijuma i barijum cijanida, uzetih u omjeru 4:1. Dodan je barijum cijanid da bi se snizila tačka topljenja. Međutim, barij je kontaminirao finalni proizvod, te je bilo teško raditi s cijanidima zbog njihove ekstremne toksičnosti, a prinos cezija je bio vrlo mali. Njegovu racionalnu metodu otkrio je 1890. poznati ruski hemičar N.N. Beketov, koji je predložio redukciju cezijum hidroksida metalnim magnezijumom u struji vodonika na povišenim temperaturama. Vodik puni uređaj i sprečava oksidaciju cezijuma, koji se destiluje u poseban prijemnik. Međutim, u ovom slučaju prinos cezijuma ne prelazi 50% teoretskog.

Najbolje rješenje za težak problem dobijanja metalnog cezijuma pronašao je 1911. godine francuski hemičar Axpil. Axpil metodom, koja je i dalje najzastupljenija, cezijum hlorid se redukuje sa metalnim kalcijumom u vakuumu, a reakcija

2CsCl + Ca → CaCl 2 + 2Cs

ide skoro do kraja. Proces se izvodi u posebnom uređaju (u laboratorijskim uslovima - od kvarca ili vatrostalnog stakla), opremljenom nastavkom. Ako pritisak u uređaju nije veći od 0,001 mm Hg. Art., temperatura procesa ne smije prelaziti 675°C. Oslobođeni cezijum isparava i destiluje se u proces, a kalcijum hlorid u potpunosti ostaje u reaktoru, jer je u ovim uslovima isparljivost soli zanemarljiva (tačka topljenja CaCl 2 je 773°C, tj. 100°C viša od temperatura procesa). Kao rezultat ponovljene destilacije u vakuumu, dobija se apsolutno čisti metalni cezij.

U literaturi su opisane mnoge druge metode za proizvodnju metalnog cezija iz njegovih spojeva, ali u pravilu ne obećavaju neke posebne prednosti. Dakle, kada se metalni kalcij zamjenjuje njegovim karbidom, temperatura reakcije se mora povećati na 800°C, a konačni proizvod je kontaminiran dodatnim nečistoćama. Moguće je razgraditi cezijev azid ili reducirati njegov dikromat cirkonijumom, ali su te reakcije eksplozivne. Međutim, kada se dikromat zamijeni cezijum hromatom, proces redukcije teče glatko, i iako prinos ne prelazi 50%, vrlo čisti metalni cezijum se destiluje. Ova metoda je primjenjiva za dobivanje malih količina metala u posebnom vakuum uređaju.

Svjetska proizvodnja cezijuma je relativno mala, ali u posljednje vrijeme stalno raste. Može se samo nagađati koliki je taj rast;

Svojstva cezijuma

Sjajna površina metalnog cezijuma ima blijedozlatnu boju. To je jedan od najtopljivijih metala: topi se na 28,5°C, ključa na 705°C u normalnim uslovima i na 330°C u vakuumu. Topljivost cezijuma je kombinovana sa velikom lakoćom. Uprkos prilično velikoj atomskoj masi (132,905) elementa, njegova gustina na 20°C je samo 1,87. Cezijum je mnogo puta lakši od svojih suseda u periodnom sistemu. Lantan, na primjer, koji ima gotovo istu atomsku masu, više je od tri puta gušći od cezijuma. Cezijum je samo dva puta teži od natrijuma, a njihove atomske mase su u omjeru 6:1. Očigledno, razlog za to leži u neobičnoj elektronskoj strukturi atoma cezija. Svaki od njegovih atoma sadrži 55 protona, 78 neutrona i 55 elektrona, ali svi ti brojni elektroni nalaze se relativno labavo - jonski radijus cezijuma je vrlo velik - 1,65 Å*. Jonski radijus lantana, na primjer, iznosi samo 1,22 Å, iako njegov atom sadrži 57 protona, 82 neutrona i 57 elektrona.

* Atomski radijus cezijuma je 2,62 Å.

Cezijum takođe stupa u interakciju sa ugljenikom. Samo najnaprednija modifikacija ugljika – dijamant – je u stanju da izdrži njegov „napad“. Tečni rastopljeni cezij i njegova para otpuštaju čađ, drveni ugljen, pa čak i grafit, prodiru između atoma ugljika i stvaraju osebujne, prilično jake spojeve zlatno žute boje, koje u granici, očigledno, odgovaraju sastavu C 8 Cs 5. Oni se pale na vazduhu, istiskuju vodonik iz vode, a kada se zagreju, razgrađuju se i oslobađaju sav apsorbovani cezijum.

Čak i na uobičajenim temperaturama, reakcije cezijuma sa fluorom, hlorom i drugim halogenima su praćene paljenjem, a sa sumporom i fosforom - eksplozijom. Kada se zagrije, cezijum se spaja sa vodonikom, dušikom i drugim elementima, a na 300°C uništava staklo i porculan. Cezijum hidridi i deuteridi su veoma zapaljivi u vazduhu, kao iu atmosferi fluora i hlora. Jedinjenja cezija sa azotom, borom, silicijumom i germanijumom, kao i ugljen monoksid, nestabilna su i ponekad zapaljiva i eksplozivna. Cezijum halogenidi i cezijumove soli većine kiselina su, naprotiv, veoma jaki i stabilni. Aktivnost originalnog cezijuma se u njima očituje samo u dobroj rastvorljivosti velike većine soli. Osim toga, lako se pretvaraju u složenije kompleksne spojeve.

Legure cezijuma i intermetalna jedinjenja su uvek relativno nisko topljive.

Cezijum ima još jedno veoma važno svojstvo, usko povezano sa njegovom elektronskom strukturom. Činjenica je da svoj jednovalentni elektron gubi lakše nego bilo koji drugi metal; Za to je potrebno vrlo malo energije - samo 3,89 eV. Stoga je za proizvodnju plazme iz cezijuma potrebno mnogo manje energije nego korištenje bilo kojeg drugog kemijskog elementa.

Gdje se koristi cezijum?

Nije iznenađujuće da su izvanredna svojstva cezijuma već dugo davala pristup raznim sferama ljudske aktivnosti.

Prije svega, našao je primjenu u radiotehnici. Vakumske fotoćelije sa složenom srebro-cezijum fotokatodom posebno su vrijedne za radar: osjetljive su ne samo na vidljivu svjetlost, već i na nevidljive infracrvene zrake i, za razliku od, na primjer, selena, rade bez inercije. Vakuumske antimon-cezijum fotoćelije se široko koriste u televizijskim i zvučnim filmovima; njihova osjetljivost, čak i nakon 250 sati rada, opada za samo 5...6% pouzdano rade u temperaturnom rasponu od –30° do +90°C; Oni čine takozvane višestepene fotoćelije; u ovom slučaju, pod uticajem elektrona izazvanih svetlosnim zracima u jednoj od katoda, dolazi do sekundarne emisije - elektrone emituju dodatne fotokatode uređaja. Kao rezultat toga, ukupna električna struja koja nastaje u fotoćeliji se množi. Povećana struja i povećana osjetljivost postižu se i u fotoćelijama sa cezijumom punjenim inertnim gasom (argon ili neon).

Bromidi, jodidi i neke druge soli cezija imaju široku primjenu u optici i elektrotehnici. Ako se pri izradi fluorescentnih ekrana za televizore i naučnu opremu unese približno 20% cezijum jodida između kristala cink sulfida, ekrani će bolje apsorbovati rendgenske zrake i svetliti jače kada ih ozrače elektronskim snopom.

Na Međunarodnoj izložbi "Hemija-65" održanoj u Moskvi 1965. godine, u paviljonu SSSR-a demonstrirani su scintilacioni uređaji sa monokristalima cezijum jodida aktiviranim talijem. Ovi uređaji, dizajnirani za detekciju teško nabijenih čestica, imaju najveću osjetljivost od svih uređaja ovog tipa.

Kristali cezijum bromida i jodida su transparentni za infracrvene zrake sa talasnim dužinama od 15 do 30 μm (CsBr) i od 24 do 54 μm (CsI). Konvencionalne prizme napravljene od natrijum hlorida propuštaju samo zrake talasne dužine od 14 mikrona, a one od kalijum hlorida - 25 mikrona. Stoga je upotreba cezijum bromida i jodida omogućila snimanje spektra složenih molekula u dalekom infracrvenom području.

Jedinjenja cezijuma sa kalajnom kiselinom (ortostanati) i sa cirkonijum oksidom (metacirkonati) su veoma osetljiva na svetlost. Fluorescentne cijevi napravljene na njihovoj osnovi proizvode zelenu luminescenciju kada su zračene ultraljubičastim zrakama ili elektronima.

Aktivnost mnogih jedinjenja cezija očituje se u njihovoj katalitičkoj sposobnosti. Utvrđeno je da pri proizvodnji sintola (sintetičkog ulja) iz vodenog plina i stirena iz etilbenzena, kao i u nekim drugim sintezama, dodavanje male količine cezijevog oksida (umjesto kalijevog oksida) u katalizator povećava prinos konačnog proizvod i poboljšava uslove procesa. Cezijum hidroksid služi kao odličan katalizator za sintezu mravlje kiseline. Sa ovim katalizatorom, reakcija se odvija na 300°C bez visokog pritiska. Prinos finalnog proizvoda je veoma visok - 91,5%. Metalni cezij je bolji od drugih alkalnih metala u ubrzavanju reakcije hidrogenacije aromatičnih ugljovodonika.

Uopšteno govoreći, katalitička svojstva cezijuma su malo proučavana i njegov pozitivan efekat je procenjen kvalitativno, a ne kvantitativno. Ovo se vjerovatno može objasniti nerelevantnošću ovog pitanja, jer je cezijum hitno tražen u nizu drugih veoma važnih oblasti. Ovo posljednje uključuje, posebno, medicinu. Izotop 137 Cs, nastao u svim nuklearnim reaktorima (u prosjeku, od 100 jezgara uranijuma, 6 jezgara 137 Cs), postao je zanimljiv specijalistima iz oblasti rendgenske terapije. Ovaj izotop se relativno sporo razgrađuje, gubeći samo 2,4% svoje prvobitne aktivnosti godišnje. Pokazalo se pogodnim za liječenje malignih tumora i ima određene prednosti u odnosu na radioaktivni kobalt-60: duži poluživot (26,6 godina u odnosu na 5,27) i četiri puta manje oštrog gama zračenja. U tom smislu, uređaji na bazi 137 Cs su izdržljiviji, a zaštita od zračenja je manje glomazna. Međutim, ove prednosti postaju stvarne samo pod uslovom apsolutne radiohemijske čistoće 137 Cs i odsustva nečistoća 134 Cs, koje imaju kraće vreme poluraspada i oštrije gama zračenje.

Ne samo radioaktivni, već i stabilni metalni cezijum postaje sve važniji. Koristi se za proizvodnju specijalnih ispravljača, koji su po mnogo čemu bolji od živinih ispravljača. U vojnim i pomorskim aplikacijama, vakuumske cijevi sa cezijumom se koriste za infracrvenu signalizaciju i kontrolu. U SAD-u se ova vrsta uređaja, sposobna da detektuje sve vrste objekata u mraku, naziva “snajperskopom”.

Ali posebno se velika pažnja u posljednje vrijeme poklanja cezij plazmi, sveobuhvatnoj studiji njenih svojstava i uslova nastanka. Možda će to postati "gorivo" plazma motora budućnosti. Osim toga, rad na proučavanju cezijum plazme usko je povezan s problemom kontrolirane termonuklearne fuzije. Mnogi znanstvenici smatraju da je preporučljivo stvoriti cezijevu plazmu korištenjem visokotemperaturne toplinske energije nuklearnih reaktora, odnosno direktno pretvarati ovu toplinsku energiju u električnu energiju.

Ovo nije potpuna lista mogućnosti cezijuma.

Ubrzo nakon otvaranja

Poznato je da je cezijum bio prvi element otkriven spektralnom analizom. Naučnici su, međutim, imali priliku da se upoznaju s ovim elementom i prije nego što su Bunsen i Kirchhoff stvorili novu istraživačku metodu. Godine 1846. njemački hemičar Plattner je, analizirajući mineral polucit, otkrio da je zbir njegovih poznatih komponenti samo 93%, ali nije mogao precizno odrediti koji je drugi element (ili elementi) uključen u ovaj mineral. Tek 1864. godine, nakon otkrića Bunsena, Italijan Pisani pronašao je cezijum u polucitu i ustanovio da su to spojevi ovog elementa koje Plattner nije mogao identificirati.

Cezijum i pritisak

Svi alkalni metali se jako mijenjaju kada su izloženi visokom pritisku. Ali cezijum je taj koji na njega reaguje najneobičnije i najoštrije. Pri pritisku od 100 hiljada atm. njegov volumen se smanjuje gotovo tri puta - više nego kod drugih alkalnih metala. Pored toga, u uslovima visokog pritiska otkrivene su dve nove modifikacije elementarnog cezijuma. Električni otpor svih alkalnih metala raste sa povećanjem pritiska; Kod cezijuma je ovo svojstvo posebno izraženo.

Atomski sat

Jezgro atoma cezijuma i njegov valentni elektron imaju svoje magnetne momente. Ovi momenti mogu biti orijentisani na dva načina - paralelno ili antiparalelno. Razlika između energija oba stanja je konstantna i, prirodno, prelazak iz jednog stanja u drugo je praćen oscilacijama sa strogo konstantnim karakteristikama (talasna dužina 3,26 cm). Koristeći ovo svojstvo, naučnici su stvorili cezijum „atomski sat” - možda najprecizniji na svetu.

(Cezijum; od latinskog caesius - plava), Cs - hemikalija. element grupe I periodnog sistema elemenata; at, n. 55, at. m 132.9054. Srebrno-bijeli metal. U jedinjenjima pokazuje oksidacijsko stanje od +1 Prirodni ugljik se sastoji od stabilnog izotopa 133Cs. Dobivena su 22 radioaktivna izotopa, od kojih je najpraktičnija upotreba izotopa 137Cs s poluživotom od 27 godina. Cezijum su otkrili (1860.) nemački hemičar R. W. Bunsen i nemački fizičar G. P. Kirchhoff proučavajući spektar soli alkalnih metala dobijenih iz vode mineralnog izvora Dirkem.

Metalni cezijum je prvi dobio (1882) K. Setterberg elektrolizom rastopljene mešavine cezijuma i barijum cijanida. Cezijum je rijedak element. Njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi 3,7 10-4% i ne nalazi se u prirodi u slobodnom stanju zbog visoke aktivnosti. C. je pronađen u 78 minerala; Najveća količina sadržana je u mineralima cezijuma: polucitu (do 36% Cs20), sparoritu i avogadritu (do 7,5% Cs20). Sadrži u malim količinama (od 0,004 do 0,001% ili manje). stijene: bazalti, graniti, dijabazi, sijeniti, nefelini, liskuni, feldspati, krečnjaci, škriljci, itd. Glavni izvori C. su polucit, karnalit, slanica slanih jezera, slanice i morsko blato. Kristalna rešetka C. kubni centriran po tijelu sa periodom a = 6,05 A (temperatura - 175 °C).

Atomski radijus 2,65 A, jonski radijus Cs+ je 165 A. Gustina 1,9039 (temperatura 0°C) i 1,880 g/cm3 (temperatura 26,85°C); tačka topljenja 28,60°C; tačka ključanja 685,85°C; sri koeficijent linearna ekspanzija (u temperaturnom opsegu 0-26°C) 9,7-10-5 deg-1; koeficijent toplotna provodljivost (temperatura 28,5°C) 0,04 - 0,065 cal/cm -sec-deg; toplotni kapacitet u prosjeku 7,24 (temperatura 0° C) i 7,69 cal/g-atom deg (temperatura 25° C); specifični električni otpor je 18,30 (temperatura 0°C) i 21,25 μΩ cm (temperatura 26,85°C). Metalna para je magnetna. Cezijum je mekan, duktilni metal. Tvrdoća po Mohsovoj skali 0,2; HB - = 0,015; modul normalne elastičnosti 175 kgf/mm2; kompresibilnost na sobnoj temperaturi 7,0-10-5 kgf/cm2. Metalni cezijum ima najveću reaktivnost među alkalnim elementima. Na zraku trenutno oksidira s upalom, stvarajući peroksid i superoksid.

Sa vodonikom na temperaturi od 200-350 ° C i pritisku od 50-100 at. formira hidrid CsH - bijelu kristalnu supstancu koja se pali u vlažnom okruženju, u okruženju hlora i fluora. Sa kiseonikom, u zavisnosti od uslova, daje: Cs2O oksid - Cs2O2 peroksid - higroskopni žuti kristali - žuti kristali, na temperaturi iznad 180°C menjaju boju u ozonid CsO3; - fino kristalno narandžasto - crveni prah; CsOH hidroksid je bijela kristalna supstanca koja se brzo otapa u zraku. C. se direktno kombinuje sa halogenima (sa paljenjem), formirajući halogenide CsF, CsCl, CsBr u Csl - bezbojne kristale, visoko rastvorljive u vodi i mnoge druge. organski rastvarači.

U tekućem dušiku, tijekom električnog pražnjenja između elektroda, iz cezijuma se dobiva cezijum nitrid - higroskopni, nestabilni prah sivkastozelene ili plave boje. Azid CsN3 - žuto-bijeli kristali. Poznata su jedinjenja kalcijuma sa sumporom, selenom i telurom - halkogenidi. Sa sumporom, cezijum formira sulfid Cs2S, tamnocrveni kristalni prah rastvorljiv u vodi. Osim toga, dobijeni su di-, tri- i pentasulfidi. C. sa selenom i telurom formira kristalna jedinjenja: beli prah Cs2Se selenida i svetložuti prah Cs2Te telurida, koji se razlažu na vazduhu. Sa silicijumom stvara silicid CsSi, žutu kristalnu supstancu koja se pali na vazduhu; u interakciji s vodom, eksplozivno se zapali. Poznata su jedinjenja C. sa fosforom - . Prilikom zamjene vodika u anorganskoj tvari ugljikom, dobivaju se odgovarajuće soli: sulfat, nitrat, karbonat itd.

Sa mnogim metalima, uključujući alkalne, cezijum takođe formira intermetalna jedinjenja, od kojih su najznačajnija jedinjenja sa bizmutom, antimonom, zlatom i živom. U reakcijama sa neorganskim jedinjenjima, cezij se ponaša kao jako redukciono sredstvo. Reaguje eksplozivno s ugljičnim dioksidom i ugljičnim tetrakloridom. Metalni cink se uglavnom dobija reakcijom sa solima cinka, na primer. na, magnezijum ili kalcij na visokom nivou

t-rah u vakuumu. Za dobivanje ugljika koristi se i elektrohemijska metoda, u kojoj se tijekom elektrolize, na primjer, CsCl na katodi tekućeg olova, dobiva legura olova i cezijuma, s koje se boja uklanja vakuumskom destilacijom. Male količine cirkonija se dobijaju redukcijom njegovog hromata (Cs2Cr04) sa cirkonijumom u prahu na temperaturi od 650°C ili razlaganjem CsN3 na temperaturi od 390-395°C u vakuumu.

Primjena cezijuma

Koristi se u fotoćelijama; u fotomultiplikatorima namenjenim za scintilacione brojače, nebeske navigacione instrumente, spektroskope, za detektore zračenja u laserskim sistemima; u elektro-optičkim pretvaračima koji se koriste u uređajima za noćno gledanje; u predajnim katodnim cijevima. Cezijum se koristi kao prijemnik za apsorpciju zaostalih tragova vazduha u proizvodnji vakuumskih cevi. Nalazi primenu u tiratronima sa užarenim pražnjenjem i u atomskim standardima - najtačnijim standardima vremenskih intervala. Greška atomskog sata sa izvorom cezija je 1 sekunda u 4000 godina. Cezijeva para se koristi u optičkim kvantnim generatorima - gasnim laserima. Dodaci ugljenika inertnom gasu u magnetohidrodinamičkim generatorima omogućavaju jonizaciju gasa na temperaturama približno dva puta nižim nego bez ovih aditiva. C. se koristi u termoelektronskim pretvaračima dizajniranim da direktno pretvaraju toplotu u električnu energiju. energija; u jonskim raketnim motorima za svemirske letjelice. Cezijum je našao primenu u novoj grani elektronike - mikrotalasnoj plazma elektronici, kao i u cezijumskim lampama, koje su po intenzitetu superiornije u odnosu na druge izvore svetlosti.

Karakteristike elemenata

Otkriće cezijuma, poput rubidija, povezano je sa spektralnom analizom. Godine 1860. R. Bunsen je otkrio dvije jarko plave linije u spektru koje nisu pripadale nijednom elementu poznatom u to vrijeme. Odatle potiče naziv "caesius", što znači nebesko plavo. To je posljednji element podgrupe alkalnih metala koji se još uvijek pojavljuje u mjerljivim količinama. Najveći atomski radijus i najmanji prvi jonizacioni potencijali određuju karakter i ponašanje ovog elementa. Ima izraženu elektropozitivnost i izražene metalne kvalitete. Želja za doniranjem vanjskog 6s elektrona dovodi do činjenice da se sve njegove reakcije odvijaju izuzetno burno. Mala razlika u atomskim 5 energijamad- i 6 s -orbitale izazivaju laku podražljivost atoma. Emisija elektrona iz cezijuma se posmatra pod uticajem nevidljivih infracrvenih zraka (toplote). Ova karakteristika atomske strukture određuje dobru električnu provodljivost struje. Sve to čini cezij nezamjenjivim u elektroničkim uređajima. U posljednje vrijeme sve se više pažnje poklanja cezij plazmi kao gorivu budućnosti iu vezi sa rješavanjem problema termonuklearne fuzije.

Svojstva prostih materija i jedinjenja

Cezijum je u normalnim sobnim uslovima polutečni metal (t pl = 28,5°C, t ključanje = 688°C). Njegova sjajna površina je blijedo zlatne boje. Cezijum je laki metal sa m2. 1,9 g/cm³ , na primjer, sa približno istom atomskom masom teži više od 6 puta više.

Razlog zašto je cezijum mnogo puta lakši od svojih susjeda u periodnom sistemu je velika veličina njegovih atoma. Atomski i jonski radijusi metala su veoma veliki:R na = 2,62 A, R ion =1,6 A. Cezijum je neobično hemijski aktivan. Toliko pohlepno reaguje sa kiseonikom da je u stanju da pročisti mešavinu gasova i od najmanjih tragova kiseonika čak iu uslovima dubokog vakuuma. Reaguje sa vodom kada je smrznuta na -116°C. Većina reakcija sa drugim materijama odvija se eksplozijama: sa halogenima, sumporom, fosforom, grafitom, silicijumom (u poslednja tri slučaja potrebno je blago zagrevanje). Na to burno reaguju i oni teški: CO 2 , tetrahlorid, silicijum dioksid (na 300°C). U atmosferi vodika nastaje CsH hidrid koji se pali u nedovoljno suhom zraku. On istiskuje sve anorganske i organske kiseline, formirajući soli.

Reakcije cezijuma sa dušikom teku mirnije u polju tihog električnog naboja, a s ugljem kada se zagrije. Reaguje sa vodonikom na 300-350°C ili pod pritiskom od 5-10⋅ 10 ⁶ Pa. Stoga se može bezbedno čuvati u posudi napunjenoj vodonikom.

2Ss + 2SiO 2 = Ss 2 O 4 + 2Si

2Rb + 2SiO 2 = Rb 2 O 4 + 2Si

Od jedinjenja cezija najvažniji su c srebro i antimon. Kristali cezijum bromida i jodida su transparentni za infracrvene zrake, pa se koriste u optici i elektrotehnici.

Sulfat SsSO 4 - vatrostalna i termički stabilna smjesa koja počinje primjetno isparavati tek na temperaturama iznad 1400°C. Istovremeno, sve soli cezija su visoke.

Proizvodnja i upotreba cezijuma

Cezij, kao i , ne formira samostalne minerale i obično prati uobičajene elemente grupe I. Cezij se u prirodi javlja kao nečistoća u mineralima Na i K. Polucit CsNa ⋅ nH 2 je najbogatiji cezijem O. U prirodi se nalazi u vrlo raspršenom stanju u obliku spojeva koji prate druge rude. Na primjer, polucit sadrži cezijum zajedno s natrijem. Najzahtjevniji dio njihove proizvodnje je obogaćivanje i odvajanje frakcija rubidijumom i cezijem od kalija, natrijuma i litijuma. Čisti (Rb i Cs) se dobijaju iz halogena redukcijom sa metalnim kalcijumom na 700-800°C. Dobijaju se reakcijom izmjene rastopljenih hlorida s metalnim kalcijem:

cezijum(lat. Caesium), Cs, hemijski element grupe I periodnog sistema Mendeljejeva; atomski broj 55, atomska masa 132, 9054; srebrno-bijeli metal, pripada alkalnim metalima. U prirodi se javlja kao stabilni izotop 133 Cs. Od umjetno proizvedenih radioaktivnih izotopa s masenim brojevima od 113 do 148, najstabilniji je 137 Cs s vremenom poluraspada T ½ = 33 godine.

Istorijski podaci. Cezijum su 1860. godine otkrili R. W. Bunsen i G. R. Kirchhoff u vodama mineralnog izvora Durkheim (Njemačka) metodom spektralne analize. Nazvan je cezijum (od latinskog caesius - nebesko plavo) zbog svoje dve svetle linije u plavom delu spektra. Metalni cezijum je prvi izolovao švedski hemičar K. Setterberg 1882. godine tokom elektrolize rastopljene smeše CsCN i Ba.

Rasprostranjenost cezijuma u prirodi. Cezijum je tipičan rijedak element u tragovima. Prosječan sadržaj cezijuma u zemljinoj kori (klarka) iznosi 3,7·10 -4% mase. Ultramafične stijene sadrže 1·10 -5% cezijuma, osnovne stijene sadrže 1·10 -4%. Cezijum je geohemijski blisko povezan sa granitnom magmom, formirajući koncentracije u pegmatitima zajedno sa Li, Be, Ta, Nb; posebno u pegmatitima bogatim Na (albit) i Li (lepidolit). Poznata su dva izuzetno retka minerala cezijuma - polucit i avogarit (K,Cs)(BF) 4; najveća koncentracija cezijuma je u polucitu (26-32% Cs 2 O). Većina atoma cezijuma izomorfno zamjenjuje K i Rb u feldspatima i liskunima. Nečistoća cezija nalazi se u berilu, karnalitu i vulkanskom staklu. U nekim termalnim vodama otkriveno je slabo obogaćivanje cezijuma. Općenito, cezijum je slab vodeni migrant. Procesi izomorfizma i sorpcije velikih cezijum katjona su od primarnog značaja u istoriji cezijuma. Geohemijski, cezijum je blizak Rb i K, a delom i Ba.

Fizička svojstva cezijuma. Cezijum je veoma mekan metal; gustina 1,90 g/cm 3 (20 °C); t pl 28,5 °C; t ključanja 686 °C. Na uobičajenim temperaturama kristališe u kubičnoj rešetki usredsređenoj na tijelo (a = 6,045 Å). Atomski radijus 2,60 Å, jonski radijus Cs + 1,86 Å. Specifični toplotni kapacitet 0,218 kJ/(kg K); specifična toplota fuzije 15,742 kJ/kg (3,766 cal/g); specifična toplota isparavanja 610,28 kJ/kg (146,0 cal/g); temperaturni koeficijent linearne ekspanzije (0-26 °C) 9,7·10 -5; koeficijent toplotne provodljivosti (28,5°C) 18,42 W/(m K); električna otpornost (20 °C) 0,2 μΩ m; temperaturni koeficijent električnog otpora (0-30°C) 0,005. Cezijum je dijamagnetski, specifična magnetna osetljivost (18 °C) -0,1·10 -6. Dinamički viskozitet 0,6299 Mn·s/m2 (43,4 °C), 0,4065 Mn·s/m2 (140,5 °C). Površinska napetost (62 °C) 6,75·10 -2 n/m (67,5 dina/cm); kompresibilnost (20 °C) 7,05 MN/m2 (70,5 kgf/cm2). Energija jonizacije 3.893 eV; standardni potencijal elektrode je 2,923 V, radna funkcija elektrona je 1,81 eV. Tvrdoća po Brinellu 0,15 Mn/m2 (0,015 kgf/cm2).

Hemijska svojstva cezijuma. Konfiguracija vanjskih elektrona atoma cezijuma je 6s 1; u jedinjenjima ima oksidacijsko stanje +1. Cezijum ima vrlo visoku reaktivnost. U vazduhu se trenutno zapali sa stvaranjem peroksida Cs 2 O 2 i superoksida CsO 2; s nedostatkom zraka, dobiva se Cs 2 O oksid; poznat je i ozonid CsO 3. Cezij reagira eksplozivno s vodom, halogenima, ugljičnim dioksidom, sumporom, tetrahloridom ugljika, dajući, respektivno, hidroksid CsOH, halogenide, okside, sulfide, CsCl. Reaguje sa vodonikom na 200-350 °C i pritisku od 5-10 Mn/m2 (50-100 kgf/cm2), formirajući hidrid. Iznad 300 °C, cezijum uništava staklo, kvarc i druge materijale, a izaziva i koroziju metala. Kada se zagrije, cezijum se spaja sa fosforom, silicijumom i grafitom. Kada cezijum stupa u interakciju sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima, kao i sa Hg, Au, Bi i Sb, nastaju legure; sa acetilenom - acetilenidom Cs 2 C 2. Većina jednostavnih soli cezijuma, posebno CsF, CsCl, Cs 2 CO 3, Cs 2 SO 4, CsH 2 PO 4, su visoko rastvorljive u vodi; CsMnO 4, CsClO 4 i Cs 2 Cr 2 O 7 su slabo rastvorljivi. Cezijum nije element koji formira komplekse, ali je uključen u mnoga kompleksna jedinjenja kao kation u životnoj sredini.

Dobivanje cezijuma. Cezijum se dobija direktno iz polucita vakuumsko-termalnom redukcijom. Kao redukcioni agensi koriste se Ca, Mg, Al i drugi metali.

Preradom polucita dobijaju se i razna jedinjenja cezija. Najprije se ruda obogaćuje (flotacijom, ručnim iskopavanjem itd.), a zatim se izdvojeni koncentrat razlaže ili kiselinama (H 2 SO 4, HNO 3 i dr.) ili sinteriranjem oksidno-solnim mješavinama (npr. CaO sa CaCl 2). Iz produkata raspadanja polucita, cezijum se taloži u obliku CsAl(SO 4) 2 ·12H 2 O, Cs 3 i drugih slabo rastvorljivih jedinjenja. Zatim se sedimenti pretvaraju u rastvorljive soli (sulfate, kloride, jodide i druge). Završna faza tehnološkog ciklusa je proizvodnja posebno čistih jedinjenja cezija, za šta se koriste metode kristalizacije iz rastvora Cs, Cs 3, Cs 2 i sorpcija nečistoća na oksidovanom aktivnom uglju. Dubinsko prečišćavanje metalnog cezijuma vrši se metodom rektifikacije. Obećavajuće je dobijanje cezijuma iz otpada od prerade nefelina, nekih liskuna, kao i podzemnih voda tokom proizvodnje nafte; Cezijum se ekstrahuje metodama ekstrakcije i sorpcije.

Cezij se čuva ili u ampulama od Pyrex stakla u atmosferi argona, ili u zatvorenim čeličnim posudama ispod sloja bezvodnog vazelina ili parafinskog ulja.

Primjena cezijuma. Cezijum se koristi za proizvodnju fotokatoda (antimon-cezijum, bizmut-cezijum, kiseonik-srebro-cezijum), elektrovakumskih fotoćelija, fotomultiplikatora i elektronsko-optičkih pretvarača. Koriste se izotopi cezijuma: 133 Cs u kvantnim frekvencijskim standardima, 137 Cs u radiologiji. Rezonantna frekvencija energetske tranzicije između podnivoa osnovnog stanja 133 Cs čini osnovu za modernu definiciju drugog.

Cezijum u telu. Cezijum je trajna hemijska mikrokomponenta tela biljaka i životinja. Morske alge sadrže 0,01-0,1 mcg cezijuma na 1 g suhe tvari, kopnene biljke - 0,05-0,2. Životinje primaju cezijum kroz vodu i hranu. U tijelu člankonožaca nalazi se oko 0,067-0,503 μg/g cezijuma, kod gmizavaca - 0,04, kod sisara - 0,05. Glavni depo cezijuma u tijelu sisara su mišići, srce, jetra; u krvi - do 2,8 mcg/l. Cezijum je relativno nisko toksičan.

Cezijum-137 (137 Cs) je radioizotop cezijuma koji emituje beta-gama; jedna od glavnih komponenti radioaktivne kontaminacije biosfere. Sadrži u radioaktivnim padavinama, radioaktivnom otpadu, ispustima iz fabrika koje prerađuju otpad iz nuklearnih elektrana. Intenzivno sorbira tlo i donji sedimenti; u vodi se nalazi uglavnom u obliku jona. Sadrži u biljkama i tijelu životinja i ljudi. Stopa akumulacije 137 Cs najveća je u slatkovodnim algama i biljkama na arktičkom kopnu, posebno u lišajevima. U tijelu životinja, 137 Cs se akumulira uglavnom u mišićima i jetri. Najveća stopa akumulacije uočena je kod sobova i vodenih ptica Sjeverne Amerike. U ljudskom organizmu l37 Cs je raspoređen relativno ravnomjerno i nema značajnije štetne efekte.