Was ist Cäsium?
Cäsium ist eine weiche, gelblich-silbrige Flüssigkeit bei oder nahe Raumtemperatur.
Cäsium ist ein Alkalimetall mit dem Elementsymbol Cs, der Ordnungszahl 55 und der CAS-Nummer 7440-46-2. Es kommt in der Natur als Pollucit vor, das mit anderen Alkalimetallen vergesellschaftet ist, allerdings in sehr geringen Mengen. Als Mineral ist es in Polsit und Logisit sowie in Rotglimmer, Glaukonit und Carnallit enthalten.
Es oxidiert schnell an der Luft und ist auch in feuchter Luft spontan brennbar. Es ist das positivste Element der Metalle und reagiert mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff, der sich spontan entzündet.
Cäsium-137 ist ein künstliches radioaktives Isotop und eines der Produkte der Kernspaltung. Es ist ein Hauptbestandteil der „tödlichen Asche“, die bei Atomexplosionstests entsteht.
Anwendungen von Cäsium
Cäsium neigt dazu, unter Lichteinwirkung Elektronen zu emittieren. Legierungen mit Antimon werden in Photoröhren und Blitzentladungsröhren verwendet.
Zu den industriellen Anwendungen von Cäsium gehören Katalysatoren, die die Funktion anderer Metalloxidkatalysatoren erheblich verbessern. Cäsiumnitrat wird als Material für optisches Glas verwendet und die Festigkeit wird durch Eintauchen des Glases in geschmolzene Cäsiumsalze erhöht. Cäsiumjodid und Cäsiumfluorid absorbieren Röntgenstrahlen, γ-Strahlen und Elementarteilchen und emittieren Licht mit Szintillationseffekt. Sie werden häufig für die Strahlungsmessung und medizinische Diagnose verwendet.
Die Oszillationsperiode der Mikrowellen, die durch Elektronenübergänge zwischen Hyperfeinstrukturniveaus ausgesendet werden, wird zur Definition von Sekunden als Cäsium-Atomuhr verwendet.
Eigenschaften von Cäsium
Cäsium ist ein sehr duktiles Metall mit einem Schmelzpunkt von 28,5 °C, einem Siedepunkt von 705 °C und einer Dichte von 1,873 g/ml. Von allen Elementen, die bei Raumtemperatur fest sind, ist Cäsium das weichste und hat eine Mohshärte von nur 0,2. Cäsium ist sehr reaktionsfreudig und an der Luft spontan brennbar. Es reagiert schon bei niedrigeren Temperaturen als andere Alkalimetalle explosiv mit Wasser.
Struktur von Cäsium
Cäsium hat Kristallpolymorphe vom α-, β- und γ-Typ. Bei normaler Temperatur und normalem Druck ist es wie die anderen Alkalimetalle kubisch α-Cs mit kubisch-raumzentrierter Gitterstruktur, Raumgruppe Im3m und Gitterkonstante a = 614 pm. Unter hohem Druck bei 41 kbar erfolgt ein Phasenübergang zum β-Typ mit flächenzentrierter kubischer Gitterstruktur und Gitterkonstante a = 598 pm, und bei höheren Bei höheren Temperaturen und Drücken wird das rhomboedrische System zum γ-Typ.
Weitere Informationen zu Cäsium
1. Verfahren zur Gewinnung von Cäsium
Cäsium wird hauptsächlich aus Polluciterzen durch Säure- und Alkalienzersetzung oder durch direkte Reduktion gewonnen. Es kann auch aus Cäsiumverbindungen aus Erzen gewonnen werden, wobei Halogenide wie Cäsiumchlorid mit Calcium oder Barium bei 700-800 °C reduziert werden, um durch Destillation Cäsiummetall zu erhalten (2CsCl+Ca→2Cs+CaCl2). Cäsium kann auch durch Elektrolyse von Cäsiumcyanid (CsCN), Pyrolyse von Cäsiumazid (CsN3) und die Reaktion von Cäsiumdichromat (Cs2Cr2O7) mit Zirkonium gewonnen werden.
2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung
Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:
- Behälter dicht verschließen und an einem trockenen, belüfteten, kühlen und dunklen Ort lagern.
- Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
- Unter Inertgasatmosphäre handhaben und lagern.
- Kontakt mit Phosphor, Halogenen, Alkoholen, Sauerstoff und Wasser vermeiden, da diese heftig reagieren.
- Bei der Arbeit Schutzhandschuhe, Schutzkleidung, Schutzbrille und Schutzmaske tragen.
- Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen.
- Bei Hautkontakt sofort mit Wasser abspülen.
- Bei Augenkontakt mehrere Minuten lang sorgfältig mit Wasser spülen.