Гідроксид цезію

Гідрокси́д це́зію, це́зій гідрокси́д — неорганічна сполука, гідроксид складу CsOH. Являє собою жовтувато-білі гігроскопічні кристали. Проявляє найсильніші лужні властивості, роз'їдає більшість речовин.

Гідроксид цезію
Систематична назва	цезій гідроксид
Ідентифікатори
Номер CAS	21351-79-1
Номер EINECS	244-344-1
ChEBI	33988
RTECS	FK9800000
SMILES	[OH-].[Cs+]
InChI	InChI=1S/Cs.H2O/h;1H2/q+1;/p-1
Номер Гмеліна	100572
Властивості
Молекулярна формула	CsOH
Молярна маса	149,912 г/моль
Зовнішній вигляд	біло-жовті кристали
Густина	3,675 г/см³
Тпл	272,3 °C (за іншими даними 342,33 °C)
Розчинність (вода)	300 г/100 г H2O
Пов'язані речовини
Інші аніони	хлорид цезію, сульфат цезію
Інші катіони	гідроксид рубідію
Пов'язані речовини	оксид цезію
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Застосовується у виробництві лужних низькотемпературних акумуляторів.

Фізичні властивості

Легко розчиняється у воді, виділяючи багато тепла, активно поглинає вуглекислий газ і воду з повітря (утворює низку кристалогідратів).

Роз'їдає всі метали крім родію, зокрема, роз'їдає золото, утворюючи аурид цезію (CsAu), платину, срібло та інші метали платинової групи.

Молярна електропровідність при нескінченному розведенні при 25 °C дорівнює 275,5 См·см²/моль

Отримання

Основним методом отримання гідроксиду цезію є реакція обміну між гарячим розчином сульфату цезію та гідроксидом барію:

$\mathrm {Cs_{2}SO_{4}+Ba(OH)_{2}\rightarrow 2CsOH+BaSO_{4}\downarrow }$

Після відокремлення малорозчинного сульфату барію, розчин із гідроксидом повільно нагрівають при 300 °C у платиновій чашці у струмені чистого водню.

Рідше застосовується отримання CsOH електролізом водного розчину хлориду цезію (інколи карбонату цезію), аналогічно до методу отримання інших лугів:

$\mathrm {2CsCl+2H_{2}O\rightarrow 2CsOH+H_{2}\uparrow +Cl_{2}\uparrow }$

Зазвичай електроліз проводить із використанням ртутного катоду, на якому іони цезію утворюють рідкі амальгами:

$\mathrm {CsCl\rightleftarrows Cs^{+}+Cl^{-}}$

$\mathrm {Cs^{+}+e^{-}+Hg_{n}\rightarrow CsHg_{n}}$

Амальгами виділяються з реакційної системи та переводяться в іншу, де відбувається розкладання їх водою з утворенням гідроксиду цезію:

$\mathrm {2CsHg_{n}+2H_{2}O\rightarrow 2CsOH+H_{2}\uparrow +2Hg_{n}}$

За цим методом утворюється розчин CsOH концентрацією близько 50% та практично чистий від забруднюючих домішок (хлору, хлориду цезію). Подальше концентрування розчину відбувається шляхом упарювання у вакуумі за високої температури.

Особливо чистий гідроксид цезію отримують дією води на металевий цезій в інертному середовищі:

$\mathrm {2Cs+2H_{2}O\rightarrow 2CsOH+H_{2}\uparrow }$

Дана реакція є екстремально екзотермічною та протікає навіть з льодом при температурі −116 °C.

Також гідроксид можна отримати взаємодією оксиду, пероксиду, супероксиду та озоніду цезію з водою:

$\mathrm {Cs_{2}O+H_{2}O\rightarrow 2CsOH}$

$\mathrm {Cs_{2}O_{2}+H_{2}O{\xrightarrow {0^{o}C}}CsOH+H_{2}O_{2}}$

$\mathrm {2CsO_{2}+H_{2}O{\xrightarrow {0^{o}C}}CsOH+CsHO_{2}+O_{2}\uparrow }$

$\mathrm {2CsHO_{2}\rightarrow 2CsOH+O_{2}\uparrow }$

$\mathrm {4CsO_{3}+2H_{2}O\rightarrow 4CsOH+5O_{2}\uparrow }$

Хімічні властивості

Гідроксид цезію легко дисоціює у воді:

$\mathrm {CsOH\rightleftarrows Cs^{+}+OH^{-}}$

При поглинанні вологи з повітря утворює гідрати, які розкладаються при нагріванні у струмені чистого водню:

$\mathrm {CsOH\cdot H_{2}O{\xrightarrow {300^{o}C,[H_{2}]}}CsOH+H_{2}O}$

Він проявляє сильні лужні властивості, активно реагуючи із кислотами і кислотними оксидами:

$\mathrm {CsOH+HCl\rightarrow CsCl+H_{2}O}$

$\mathrm {2CsOH+H_{2}SO_{4}\rightarrow Cs_{2}SO_{4}+2H_{2}O}$

$\mathrm {2CsOH_{(conc.)}+CO_{2}\rightarrow Cs_{2}CO_{3}+H_{2}O}$

Взаємодіє зі спиртами, які володіють кислотними властивостями, утворюючи алкоголяти:

$\mathrm {CsOH+CH_{3}OH\rightarrow CH_{3}OCs+H_{2}O}$

При окисненні гідроксиду цезію киснем та озоном утворюються супероксид і озонід цезію відповідно:

$\mathrm {4CsOH_{(liq.)}+3O_{2}{\xrightarrow {400^{o}C}}4CsO_{2}+2H_{2}O}$

$\mathrm {4CsOH+4O_{3}{\xrightarrow {20^{o}C}}4CsO_{3}+O_{2}+2H_{2}O}$

Небезпека

Гідроксид цезію спричинює важкі опіки шкіри та слизових оболонок.

Застосування

Гідроксид цезію використовується для отримання інших сполук цезію, а також у виробництві лужних низькотемпературних акумуляторів.

Див. також

• Супероксид цезію
• Озонід цезію

Посилання

• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards [Архівовано 23 травня 2008 у Wayback Machine.] (англ.)
• NIST Standard Reference Database [Архівовано 23 травня 2007 у Wayback Machine.] (англ.)
• Важнейшие соединения цезия [Архівовано 21 лютого 2009 у Wayback Machine.] (рос.)

Джерела

• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
• Handbook of Preparative Inorganic Chemistry / G. Brauer. — 2nd. — New York : Academic Press, 1963. — Vol. 1. — 1859 p. (англ.)
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / В. И. Спицын. — М. : "Мир", 1971. — Т. 1. — 561 с. (рос.)
• Химический энциклопедический словарь / И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия, 1983. — 792 с. (рос.)