Ցեզիումի քլորիդ

Ցեզիումի քլորիդ, անօրգանական երկտարր միացություն կազմված քլորից և ցեզիումից, քլորաջրածնական թթվի ցեզիումական աղը։ Բյուրեղային վիճակում անգույն նյութ է՝ իոնական բյուրեղացանցով. բավականին ջերմադիմացկուն է։ Ցեզիումի քլորիդը լավ լուծվում է ջրում և խիտ աղաթթվում։

Բնության մեջ հիմնականում հանդիպում է միներալների հետ խառնուրդի տեսքով։ Պարունակվում է կառնալիտում (մինչև 0,002 %), սիլվինում և կաինիտում
[էջ 210-211]։ Քիչ քանակությամբ մտնում է նաև հանքային ջրերի բաղադրության մեջ։ Օրինակ՝ Բադ Դյուրկհայմի հանքային աղբյուրները (Գերմանիա), որտեղ և առաջին անգամ հայտնաբերվել է ցեզիումը, պարունակում են 0,17 մգ/լ ցեզիումի քլորիդ[էջ 206]։

CsCl-ի բյուրեղային կառուցվածքը խորանարդաձև է. հանդես է գալիս AX տեսքով, որտեղ յուրաքանչյուր A (Cs) ատոմ շրջապատված է ութ X (Cl) ատոմով։

1905 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Ակսպիլը () վակուումում կալցիումի միջոցով վերականգնել է մետաղական ցեզիում։ Այդ մեթոդը հետագայում ցեզիում ստանալու համար հաճախ է գործածվել։

Մոլեկուլային և բյուրեղային կառուցվածք 
Ցեզիումի քլորիդը վառ արտահայտված իոնական քիմիական կապով նյութ է, որտեղ յուրաքանչյուր ցեզիումի Cs+ իոն շրջապատված է ութ քլորի Cl− իոնով։ Մոլեկուլի դիպոլ մոմենտը կազմում է 10,42 Դ.[էջ 377]։ Ատոմացման էներգիան կազմում է 443 կՋոուլ/մոլ, կապի երկարությունը (ատոմի կենտրոնների միջև եղած հեռավորությունը)` 291 պիկոմետր.[էջ 380]: Էլեկտրոնի խնամակցության էներգիան կազմում է 0,445 էՎ.[էջ 10-150]: Միացությունում տարրերի բաղադրությունը` Cs 78,94 %, Cl 21,06 %: Ցեզիումի քլորիդը կարող է հանդես գալ դիմեր բաղադրությամբ՝ Cs2Cl2, որը ունի հարթ շեղանկյուն կառուցվածք։

Բյուրեղավանդակը ունի խորանարդային կառուցվածք (α-CsCl), բյուրեղագրաֆիկ խումբը՝ P m3m (Oh1), մոլեկուլի պարամետրերը՝ a = 0,410 նմ, Z = 1: 454 °С ջերմաստիճանային պայմաններում α-CsCl-ը վերափոխվում է β-CsCl, որի բյուրեղագրաֆիկ խումբը՝ F 3m3, մոլեկուլի պարամետրերը՝ a = 0,694 նմ, Z = 4: Մադելունգի հաստատունը CsCl- համար կազմում է 1,763։

CsCl-ի բեկման ցուցիչը ալիքի տարբեր երկարությունների դեպքում.[էջ 10-227].

Աբբեի թիվը ցեզիումի քլորիդի համար՝ Vd = 43,92; Ve = 43,58:

Բյուրեղացման էներգիան (U) կազմում է 650,7 կՋոուլ/մոլ։

Ֆիզիկական հատկություններ 
Ցեզիումի քլորիդը նորմալ պայմաններում հանդես է գալիս անգույն կամ սպիտակ բյուրեղների տեսքով, լավ լուծվում է ջրում (186,5 գրամ CsCl 100 գ H2O 20 °С ջերմաստիճանային պայմանում, 250 գ 80 °С-ում, 270,5 գ 100 °С-ում).[էջ 620]: Օդում ցնդում է՝ ինչպես կալիումի քլորիդը։ Բյուրեղահիդրատների չի առաջացնում։

Ցեզիումի քլորիդի լուծելիության կախումը ջերմաստիճանից.[էջ 8-112].

Լուծելիությունը մի քանի անջուր, անօրգանական նյութերում.
 ծծմբի օքսիդում` 25 °С ջերմաստիճանային պայմաններում. լուծվում է 0,295 գրամ/100 գ լուծույթում,
 ամոնիակում` 0 °С ջերմաստիճանային պայմաններում. 0,38 գրամ/100 գ լուծույթում։

Լուծվում է մեթանոլում, քիչ է լուծվում էթանոլում (3,17 և 0,76 գրամ CsCl 100 գ լուծույթում՝ 25 °С ջերմաստիճանում), լավ է լուծվում մրջնաթթվում (107,7 գրամ CsCl 100 գ լուծույթում՝ 18 °С ջերմաստիճանում) և հիդրազինում.[էջ 97].:

Ցեզիումի քլորիդի լուծելիության կախումը ջերմասըիճանից՝ մեթանոլի և էթանոլի դեպքում.

Վատ է լուծվում ացետոնում (0,004 % 18 °С-ում) և ացետոնիտրիլում (0,0083 գրամ 100 գ լուծույթում՝ 18 °С-ում)։ Գործնականում չի լուծվում էթիլացետատում և այլ բարդ եթերներում, մեթիլէթիլկետոնում, ացետոֆենոնում, պիրիդինում, քլորբենզոլում։

Նատրիումի քլորիդը և կալիումի քլորիդը հրաշալի լուծվում են կոնցենտրիկ աղաթթվում։ Ստորև ներկայացված է ցեզիումի քլորիդի լուծելիությունը աղաթթվում՝ կախված ջերմաստիճանից և կոնցենտրացիայից։

CsCl-ի ջրային լուծույթի խտությունը 20 °C-ում.[էջ 645].

CsCl-ի ջրային լուծույթի ակտիվությունը տարբեր կոնցենտրացիաների դեպքում՝ 25 °С ջերմաստիճանում.[էջ 5-95].

Մի քանի ֆիզիկական հատկություններ CsCl-ի ջրային լուծույթի համար՝ 20 °C ջերմաստիճանում.[էջ 8-61,62].

Ցեզիումի քլորիդի լուծելիության (m, մոլ/կգ), ջրի ճնշումի (P, ՄՊա; 0,10-ից 400 ՄՊա միջակայքում) և ջերմաստիճանի (T, Կ; 273-313 Կ միջակայքում) միջև տեղի ունի հետևյալ առնչությունը.

Ստացումը 
Լաբորատորիայում ցեզիումի քլորիդ կարող ենք ստանալ սեզիումի հիդրօքսիդի, կարբոնատի, հիդրոկարբոնատի կամ ցեզիումի սուլֆիդի և աղաթթվի փոխազդեցությունից.

Արդյունաբերության մեջ ցեզիումի քլորիդ ստանում են հանքաքարի վերամշակումով, ավելի ճիշտ պալլուցիտը, որը համարվում է ցեզիումի ստացման հիմնական հանքային նյութը։ Մեկ այլ տարբերակով մշակում են պալլուցիտը խիտ աղաթթվով՝ ջերմաստիճանային պայմաններում.

Ցեզիումի քլորիդը իր ջրային լուծույթից կարող ենք դուրս մղել անագի քլորիդով, յոդի մոնոքլորիդով կամ ցեզիումի քլորիդով.

Ցեզիումի քլորիդի նստումից հետո այն ենթարկում են հիդրոլիզի` քանի որ պարունակում է կրկնակի աղ, կամ լուծույթը մշակում են ծծմբաջրածնով.

Մաքուր ցեզիումի քլորիդ ստանալու համար ստանում են նրա Cs[I(Cl)2] կամ Cs[I(Cl)4] նստվածքներից մեկը, ապա այն մշակում են աղաթթվի լուծույթով։ CsCl ստանում են նաև այդ աղերը ենթարկելով ջերմային քայքայման.[էջ 357-358]

Ցեզիումի քլորիդի ստացման համար հումք է ծառայում նաև կառնալիտը:[էջ 307-314]: Ռուսաստանում ցեզիումի քլորիդի արտադրությունը կենտրոնացված է մեկ արդյունաբերական ձեռնարկության մեջ՝ «Ծանր մետաղների գործարան»-ում, որը գտնվում է Նովոսիբիրսկ քաղաքում։

Չնայած նրան, որ ցեզիումի քլորիդը ունի օգտագործման բավականին մեծ ասպարեզներ, նրա տարեկան արտադրությունը բավականին քիչ է։ 2010 թվականին նրա արտադրությունը կազմել է ընդամենը քսան տոննա։

Քիմիական հատկություններ 
Ջրային լուծույթում ցեզիումի քլորիդը գործնականում ամբողջությամբ դիսոցվում է իոնների․

Ջրային լուծույթում փոխանակային ռեակցիայի մեջ է մտնում մի քանի միացությունների հետ․

CsCl-ը տաքացման պայմաններում փոխազդում է ծծմբական թթվի հետ կամ ցեզիումի հիդրոսուլֆատը (550-700 °С) վերափոխվում է ցեզիումի սուլֆատի․

Ցեզիումի քլորիդը շատ քիչ վերականգնիչ է, օքսիդանում է մինչև քլոր՝ ուժեղ օքսիդիչ թթուների ազդեցության տակ․

Մի քանի քլորիդների հետ առաջացնում է աղեր․ 2CsCl • BaCl2, 2CsCl • CuCl2, CsCl • 2CuCl, CsCl • LiCl и ряд других:

Փոխազդում է հալոգենային միացությունների հետ՝ առաջացնելով պոլիհալոգենիդներ․

Կիրառություն 
Ցեզիումի քլորիդը հանդիսանում է ցեզիումի ստացման հիմնական հումքը, ինչպես նաև մետաղաթերմիայում մի շարք մետաղների ստացման հումք․

Էլեկտրոլիզի եղանակով ցեզիումի քլորիդից ստանում են ցեզիումի հիդրօքսիդ․[էջ 90]․

Ցեզիումի քլորիդը հանդիսանում է մենդելևիում իոնի հետազոտության հիմնական եղանակը։

Ռադիոէլեկտրոնային արդյունաբերության մեջ ցեզիումի քլորիդը օգտագործում են ռադիո- և հեռուստասարքերում՝ վակուումային խողովակներ ստեղծելու համար, ռենտգենֆլուրոռեսցենտային էկրանների արտադրության մեջ, ինչպես նաև ռադիոգրաֆիայում։

CsCl-ի հիմնական օգտագործման ասպարեզը համարվում է ուլտրացենտրիֆուգային սպիտակուցներում գրադիենտային խտության ապահովումը։ Այս մեթոդով ապահովում են հավասարակշռությունը ցենտրիֆուգային սարքերում և ապահովում են միջին մածուցիկություն։ Ցեզիումի քլորիդը մտնում է ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ի, որոշ սպիտակուցների և նուկլեոտիդների բաղադրության մեջ

Ցեզիումի քլորիդը ունի կիրառման այլ ոլորտներ ևս․
 ակտիվացնում է էլեկտրոնները մոլիբդենի զոդման գործում,
 էլեկտրադիմացկում ապակու արտադրության մեջ,
 տիտանի երկօքսիդի արտադրության մեջ,
 հորատային լուծույթների արտադրության մեջ,
 գարեջրի և հանքային ջրի արտադրության մեջ,
 հանդիսանում է ջրի կոշտության վերացման եղանակ՝ մագնեզիումի և կալցիումի իոնները վերացնելու համար,
 օգտագործվում է ֆլյուքսի արտադրության մեջ, որը օգտագործվում է զոդման գործում,
 հանդիսանում է մշակաբույսերի վնասատուների դեմ պայքարի միջոց։

Կիրառումը օրգանական քիմիայում 
Ցեզիումի քլորիդը մեծ նշանակություն ունի օրգանական սինթեզում, և այն հիմնականում օգտագործում են որպես կատալիզատոր կամ նուկլեոֆիլային հայտանյութ.
 գլուտամինաթթվի սինթեզ.

 տետրանիտրոմեթանի սինթեզ.

Կիրառումը անալիտիկ քիմիայում 
Ցեզիումի քլորիդը լայնորեն կիրառվում է անալիտիկ քիմիայում, որպես հայտանյութ։ Նա մտնելով ռեակցիայի մեջ՝ անջատում է նստվածք, որի միջոցով հայտնաբերվում և դասակարգվում են միկրո-քիմիական նյութերը (միկրոկրիստալոսկոպիա)։ Դրա մի քանի օրինակներ բերված են ստորև ներկայացված աղյուսակում.

Ցեզիումի քլորիդը կիրառվում է անալիտիկ քիմիայում նաև որակական ռեակցիաների համար.

Կալորաչափություն 
Ցեզիումի քլորիդը ջերմաստիճանային կալորիաչափերի և ջերմաչափերի չափագրման հիմքում է։

Կիրառումը բժշկության մեջ 
Ցեզիումի քլորիդի թերապևտիկ հատկությունները բացահայտվել են 1888 թվականին՝ Իվան Պավլովի և Սերգեյ Բոտկինի կողմից։ Այս միացությունը կիրառում են գերճնշման և անոթասեղմումների դեպքում, ինչպես նաև սիրտ-անոթային անբավարարությունների ժամանակ։

Մի քանի բժշկական թեստեր ցույց են տվել, որ ցեզիումի քլորիդը կարող է բուժել քաղցկեղի մի քանի տարատեսակներ։ Սակայն դրա կիրառումը որպես քաղցկեղի բուժման միջոց հանգեցրել է շուրջ հիսուն մարդու մահվան։ American Cancer Society-ի տվյալներով, չկան հավաստի գիտական այն բանի մասին, որ ցեզիումի քլորիդի ավելցուկը մարդկանց մոտ կարող էր առաջացնել ուռուցք։

ԱՄՆ-ում տրվել է արտոնություն, որպեսզի ցեզիումի քլորիդը կիրառվի նյարդային համակարգի բուժման համար։ CsCl-ը կարգավորում է սրտի առիթմիան։ Աշխարհի մի շարք շրջաններում, որտեղ շատ է ցեզիումի աղերի քանակը, այնտեղ կյանքը համեմատաբար երկար է տևում։ Նախնական փորձարարական տվյալներով ցեզիումի քլորիդը և ցեզիումի այլ աղերը օգտակար են դեպրեսիվ խանգարումները բուժելու համար։ Ցեզիումի քլորիդի թերապևտիկ ազդեցությունն այն է, որ նա պաշտպանում է նեյրոնները ապոպտոզից, ակտիվացնում է կասպազ-3-ը և ցածր է պահում կալիումի իոնների քանակը։

137Cs ռադիոակտիվ իզոտոպի ճառագայթման միջոցով ախտորոշվում և բուժվում են մի շարք հիվանդություններ։ Ցեզիումի մեկ այլ իզոտոպ՝ 131Cs կիրառվում է ռադիոթերապիայի մեջ, և անմիջապես ախտորոշում է սրտամկանի ինֆարկտը։

2013 թվականի հուլիսի 22-ին ցեզիումի քլորիդը գրանցված չի եղել թմրանյութերի մատյանում, այլ գրանցված է եղել Ռուսաստանի Դաշնության դեղերի ցանկում։

Ֆիզիոլոգիական ազդեցություն 
Ցեզիումի քլորիդը քիչ թունավոր միացություն է և մարդու համար ունի վտանգավորության ցածր սահման։ Թունավորության ցուցանիշները՝
 Առնետներ. ներորովայնային միջին մահացու չափաքանակը՝ 1500 մգ/կգ,
 Առնետներ, պերօրալ. միջին մահացու չափաքանակը՝ 2600 մգ/կգ,
 Մկներ,պերօրալ. միջին մահացու չափաքանակը՝ 2306 մգ/կգ,
 Մկներ, ներերակային. միջին մահացու չափանակը՝ 910 մգ/կգ։

Ցեզիումի քլորիդի թունավոր ազդեցությունը կայանում է նրանում, որ պակասեցնում է օրգանիզմում կալիումի քանակը, որը հանգեցնում է լուրջ կենսաքիմիական խնդիրների։ Այս միացության փոշին կարող է առաջացնել վերին շնչառական ուղիների գրգռում, շնչառական խանգարումներ և ասթմա։

Մեկնաբանություններ

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 Плющев В. Е., Стёпин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. - М.: «Химия», 1970. - С. 96-100. - 406 с.
 Cassileth B. R., Yeung K. S., Gubili J. Cesium Chloride // Herb-Drug Interactions in Oncology. - Second edition. - PMPH-USA, 2010. - P. 158-160. - 769 p. - ISBN 978-1-60795-041-7.
 Eldridge J. E. Cesium Chloride (CsCl) // Handbook of Optical Constants of Solids / Edited by Edward D. Palik. - London: Academic Press, 1998. - Vol. 3. - P. 731-741. - ISBN 0-12-544423-0.
 Toxicological Profile for Cesium. - Atlanta: Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2004. - 306 p.

Արտաքին հղումներ 
 
 
 

Օրվա հոդված
Քլորիդներ
Ցեզիումի միացություններ