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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。炭酸セシウム関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:青島鳳通技術貿易有限公司、2位:藤本化学製品株式会社、3位:株式会社高南無機となっています。
炭酸セシウムとは、白色の粉末または塊状の結晶性固体で、セシウムの炭酸塩です。
組成式は Cs2CO3 (分子量 325.82、密度4.072) で、約 600℃で分解し、高温で加熱することにより不揮発性の分解生成物が生じます。
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、その優れた反応性と触媒作用により、有機合成化学において不可欠な存在となっています。特に、複雑なカップリング反応であるHeck反応やSonogashira反応などで、他の塩基を凌駕する触媒効果を発揮することが知られています。炭酸セシウムは、単に塩基として機能するだけでなく、触媒としても利用できる点が大きな特徴です。高い塩基強度と反応性を兼ね備えているため、多様な化学反応を促進する役割を担っています。
近年、炭酸セシウムは有機電子材料の陰極としての応用が注目されています。この背景には、分解温度に達した炭酸セシウムが酸化セシウムと過酸化セシウムに分解され、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があります。n型ドープとは、半導体中に不純物を添加して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る酸化セシウムと過酸化セシウムが結合することで、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) や太陽電池などの電子部品において、電力変換効率の向上に大きく貢献します。炭酸セシウムは、エネルギー効率向上に貢献する化合物として、今後のさらなる応用が期待されており、活発な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て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。陰イオンと解離しやすいので、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ます。極性の高い溶媒には溶けやすいですが、クロロベンゼンや p-キシレン、トルエンなどの低極性溶媒にはわずかしか溶けません。
極性の高い溶媒に溶けやすいという特性を活かし、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。
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、その一方、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、アルカリ金属のセシウムと炭酸イオンが結合した化合物であり、無水物と3つの水分子が配位した3水和物の2つの形態が存在します。
セシウムは周期表の第6周期に属し、原子半径が非常に大きいことから、全ての元素の中で最も第一イオン化エネルギーが低くなっています。また、電荷密度も低いという特性を持つため、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極めて高く、空気中で自然発火するほどです。さらに、水とは爆発的に反応するため、消防法上の危険物に指定されています。 しかしながら、炭酸セシウムは金属セシウムとは異なり、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。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 青島鳳通技術貿易有限公司 |
16.7%
|
| 2 | 藤本化学製品株式会社 |
16.7%
|
| 3 | 株式会社高南無機 |
16.7%
|
| 4 | 林純薬工業株式会社 |
16.7%
|
| 5 | 大阪薬研株式会社 |
8.3%
|
| 6 | 長成商事株式会社 |
8.3%
|
| 7 | 安田薬品株式会社 |
8.3%
|
| 8 | 大洋株式会社 |
8.3%
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