Карбонат цезия

Карбонат цезия — соль щелочного металла цезия и угольной кислоты с химической формулой Cs2CO3. Бесцветные гигроскопические кристаллы.

Получение

• Взаимодействие оксида цезия с углекислым газом:

C s 2 O + C O 2   →     C s 2 C O 3 {displaystyle {mathsf {Cs_{2}O+CO_{2} {xrightarrow { }} Cs_{2}CO_{3}}}}

• Пропуская углекислый газ через гидроксид цезия:

2 C s O H + C O 2   →     C s 2 C O 3 + H 2 O {displaystyle {mathsf {2CsOH+CO_{2} {xrightarrow { }} Cs_{2}CO_{3}+H_{2}O}}}

• В промышленных условиях карбонат получают термическим разложением тетраоксалата цезия, который является промежуточным продуктом переработка природного сырья:

2 C s C 4 O 8 H 3 ⋅ H 2 O   → τ o C   C s 2 C O 3 + 3 C O 2 ↑ + 4 C O ↑ + 5 H 2 O {displaystyle {mathsf {2CsC_{4}O_{8}H_{3}cdot H_{2}O {xrightarrow { au ^{o}C}} Cs_{2}CO_{3}+3CO_{2}uparrow +4COuparrow +5H_{2}O}}}

Физические свойства

Карбонат цезия представляет собой бесцветные гигроскопические кристаллы, которые плавятся без разложения только под избыточным давлением CO2. В расплавленном состоянии карбонат цезия разрушающе действует на кварц, стекло и многие высокотемпературные керамические массы (Al2O3, ZrO2, BeO и др.).

Очень хорошо растворяется в воде, раствор имеет сильнощелочную реакцию.

При низких температурах образует кристаллогидраты: Cs2CO3•8H2O (-32°С), Cs2CO3•5H2O (-18°С), Cs2CO3•3H2O (-15,6°С). Есть сообщения о получении других кристаллогидратов состава 2Cs2CO3•7H2O, Cs2CO3•1,5H2O, 3Cs2CO3•10H2O, а также сольваты Cs2CO3•nCH3OH, Cs2CO3•H2O2.

Химические свойства

• При нагревании карбонат цезия разлагается:

2 C s 2 C O 3   → 1000 o C   2 C s 2 O + C O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2Cs_{2}CO_{3} {xrightarrow {1000^{o}C}} 2Cs_{2}O+CO_{2}uparrow }}}

• Реагирует с соляной кислотой:

C s 2 C O 3 + 2 H C l   →     2 C s C l + C O 2 ↑ + H 2 O {displaystyle {mathsf {Cs_{2}CO_{3}+2HCl {xrightarrow { }} 2CsCl+CO_{2}uparrow +H_{2}O}}}

• Во влажном воздухе медленно взаимодействует с углекислым газом:

C s 2 C O 3 + H 2 O + C O 2   ← 170 o C → 20 o C   2 C s H C O 3 {displaystyle {mathsf {Cs_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2} {stackrel {xrightarrow {20^{o}C}}{xleftarrow[{170^{o}C}]{}}} 2CsHCO_{3}}}}