Qu’est-ce que l’iodure de césium ?
L’iodure de césium est un cristal blanc ou une poudre cristalline, inodore, composé inorganique.
Les principales informations sur sa composition sont les suivantes : formule chimique CsI, poids moléculaire 259,81, numéro d’enregistrement CAS 7789-17-5. Les principales propriétés physiques et chimiques comprennent un point de fusion/congélation de 621°C, un point d’ébullition ou de première distillation et un intervalle d’ébullition de 1 280°C. En outre, il est soluble dans l’eau et l’éthanol, légèrement soluble dans le méthanol et insoluble dans l’acétone.
L’iodure de césium est désigné comme “substance dangereuse et nocive n° 606” et “substance dangereuse et nocive à étiqueter” dans la loi sur la sécurité et la santé industrielles.
Utilisations de l’iodure de césium
L’iodure de césium est largement utilisé comme matériau de photocathode dans les scintillateurs. Scintillateur est un terme générique désignant un matériau qui émet de la lumière lorsque des particules chargées le traversent. Les détecteurs à scintillation, qui combinent scintillateurs et photodétecteurs, sont utilisés non seulement en physique des particules, mais aussi dans de nombreuses autres applications.
Une autre application est la matière première du verre à transmission infrarouge, qui peut transmettre efficacement les rayonnements infrarouges de grande longueur d’onde, comme dans les caméras de surveillance nocturne, les capteurs infrarouges et les systèmes de vision nocturne.
Propriétés de l’iodure de césium
L’iodure de césium est un cristal blanc dont le point de fusion et la dureté sont élevés. Il présente une transmission lumineuse très élevée et transmet la lumière sur une large gamme de longueurs d’onde, de l’ultraviolet à l’infrarouge. Il possède également une grande capacité d’absorption des radiations, ce qui en fait un excellent matériau pour les photodétecteurs.
Son indice de réfraction élevé (1,79 à une longueur d’onde de 589,3 nm) lui permet d’être utilisé dans des applications optiques telles que les lentilles, les prismes et les fibres optiques. Il est très soluble dans l’eau et les solvants polaires, mais pratiquement insoluble dans les solvants non polaires.
L’iodure de césium a un point de fusion très élevé de 621 °C et est thermiquement stable. Il ne se décompose pas et ne perd pas sa structure cristalline à haute température, ce qui en fait un matériau utile pour les instruments de mesure utilisés à haute température, tels que la dosimétrie par thermoluminescence.
Structure de l’iodure de césium
La formule chimique de l’iodure de césium est CsI et sa structure cristalline est ionique. La structure cristalline est une structure cubique simple avec une constante de réseau de 0,4563 nm. Le cation césium (Cs+) est situé aux coins du cube et l’anion iodure (I-) au centre de la face cubique, formant une structure de réseau très serrée avec un nombre de coordination de 8, où chaque ion est entouré de huit ions de charge opposée.
La structure cristalline de l’iodure de césium a une influence significative sur ses propriétés physiques et chimiques. Par exemple, son indice de réfraction élevé de 1,79 à 589,3 nm est dû à sa structure cristalline ionique simple et à sa forte densité d’empilement.
Autres informations sur l’iodure de césium
Méthodes de production de l’iodure de césium
L’iodure de césium peut être produit industriellement par des réactions directes, de métathèse et à l’état solide.
1. Réaction directe
L’iodure de césium est obtenu en chauffant du césium métallique et de l’iode dans une cuve de réaction. Il est possible d’obtenir de l’iodure de césium très pur, mais il est très dangereux en raison de l’utilisation de césium métallique.
2. Réaction de métathèse
Cette méthode implique la réaction du carbonate de césium ou de l’hydroxyde de césium avec un sel d’iodure tel que l’acide iodhydrique ou l’iodure de sodium. Cette méthode est caractérisée par le fait qu’elle est moins dangereuse et plus rentable que la méthode de réaction directe.
La méthode de réaction par métathèse est la méthode industrielle la plus courante pour la production d’iodure de césium en raison de son efficacité économique et de sa sécurité.
3. Réactions en phase solide
Cette méthode implique la réaction de poudres de césium et d’iode à des températures élevées sous vide ou dans une atmosphère inerte. Cette méthode est utile pour synthétiser des cristaux d’iodure de césium présentant des structures cristallines et des morphologies spécifiques.