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炭酸セシウムについての概要、用途、原理などをご説明します。また、炭酸セシウムのメーカー16社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。炭酸セシウム関連企業の2025年1月注目ランキングは1位:シグマアルドリッチジャパン合同会社、2位:Starsky International Holdings Co., Ltd.、3位:青島鳳通技術貿易有限公司となっています。
炭酸セシウムとは、セシウムの炭酸塩で、白色の粉末または塊状の結晶性固体です。
組成式は Cs2CO3 (分子量 325.82、密度4.072) で、約 600℃で分解し、高温加熱により不揮発性の分解生成物を生じます。
炭酸セシウムは強力な無機塩基や触媒として、有機合成において利用されます。カップリング反応の中でも、生成物の位置や立体配置を制御することが重要な場合に、反応の効率を向上させることができます。
炭酸セシウムは、その高い反応性と多様な触媒作用により、有機合成化学において重要な役割を果たしています。特に、カルボニル化やカルバモイル化を伴う複雑なカップリング反応であるHeck反応やSonogashira反応では、炭酸セシウムは他の塩基と比較して優れた触媒効果を発揮することが知られています。
また、炭酸セシウムは、塩基としても触媒としても利用でき、高い塩基強度と反応性を兼ね備えています。
さらに、近年、炭酸セシウムは有機電子材料の陰極としての利用が注目されています。これは、炭酸セシウムが分解温度に達すると、酸化セシウム (Cs2O) と過酸化セシウム (Cs2O2) に分解され、これらが結合することでn型ドープが形成されるという特性を利用したものです。
n型ドープとは、半導体中に不純物を添加することで、自由電子を増加させる技術です。炭酸セシウムの場合、分解によって生成されたCs2OとCs2O2が結合することで、N型半導体に自由電子が供給され、電気伝導性が向上します。
この特性は、有機EL (OLED) や太陽電池などのデバイスにおいて、電力変換効率の向上に貢献します。今後さらなる応用が期待される化合物として、エネルギー効率向上を目的とした研究開発が進められているところです。
炭酸セシウムは、他のアルカリ金属の炭酸塩と比較して、有機溶媒への溶解度が高い点が特徴です。セシウムの原子半径が大きく、陽イオンとしての性質が強いため、炭酸塩の形をとっても電荷密度が低くなります。陰イオンとの解離が容易であることから、有機溶媒に溶解しやすくなります。
ただし、炭酸セシウムの有機溶媒への溶解度は、溶媒の種類によって大きく異なり、極性の高い溶媒には溶解しやすいですが、トルエンや p-キシレン、クロロベンゼンなどの低極性溶媒にはわずかにしか溶解しません。
極性の高い溶媒に溶解しやすい特性を活かし、炭酸セシウムは、他のアルカリ金属の炭酸塩では進行しにくい有機溶媒中での合成反応に利用されることが多くあります。
また、有機溶媒中で塩基として働く以外にも、触媒として働くことがあります。
一方で、炭酸セシウムは、炭酸ナトリウムのような一般的な炭酸塩よりも塩基性が高く、反応性も高いですが、試薬としての価格が高いため、代替可能な加水分解反応などでは他の塩基が用いられることが多いです。
炭酸セシウムは、アルカリ金属であるセシウムと炭酸イオンが結合した化合物で、無水物及び3つの水分子が配位した3水和物の2つの形態で存在します。
セシウムは周期表の第6周期に位置し、原子半径が非常に大きいため、第一イオン化エネルギーが全ての元素の中で最も低くなっています。電荷密度も低いという特徴があるので溶液中では容易にイオンとして解離します。
金属セシウムは反応性が非常に高く、空気中で自然発火するほどです。また、水と爆発的に反応するため、消防法で危険物に指定されています。
しかし、炭酸セシウムは金属セシウムとは対照的に、消防法上の危険物には指定されていません。
炭酸セシウムは、シュウ酸セシウムの加熱反応によって合成できます。空気中の過熱により、一酸化炭素を放出しながら炭酸セシウムが生成されます。
Cs2C2O4 → Cs2CO3 + CO
また、水酸化セシウムと二酸化炭素の反応でも炭酸セシウムを得ることが可能です。水酸化セシウムは二酸化炭素との反応性が高く、水溶液に二酸化炭素ガスを通すことで容易に炭酸セシウムが生成されます。反応後に水溶液を蒸発乾固させることで、固体の炭酸セシウムを得ることができます。
2CsOH + CO2 → Cs2CO3 + H2O
このように、炭酸セシウムは特定の化学反応を利用して効率的に合成されます。製造過程で発生する副生成物を管理することで、純度の高い炭酸セシウムを得ることが可能です。
参考文献
https://labchem-wako.fujifilm.com/sds/W01W0103-0654JGHEJP.pdf
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2025年1月の注目ランキングベスト7
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | シグマアルドリッチジャパン合同会社 |
25.0%
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| 2 | Starsky International Holdings Co., Ltd. |
12.5%
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| 3 | 青島鳳通技術貿易有限公司 |
12.5%
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| 4 | 藤本化学製品株式会社 |
12.5%
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| 5 | 株式会社ATR |
12.5%
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| 6 | メルク株式会社 |
12.5%
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| 7 | 大洋株式会社 |
12.5%
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注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2025年1月の炭酸セシウムページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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