Карбонат цезия

Карбонат цезия — соль щелочного металла цезия и угольной кислоты с химической формулой Cs₂CO₃. Бесцветные гигроскопические кристаллы.

Карбонат цезия
Общие
Систематическое наименование	Карбонат цезия
Традиционные названия	Углекислый цезий
Хим. формула	Cs2CO3
Физические свойства
Молярная масса	325,82 г/моль
Плотность	4,072 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	под CO2 793; 793 °C
Мол. теплоёмк.	123,9 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1134,9 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	308,320; 34740 г/100 мл
• в этаноле	1119 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	534-17-8
PubChem	10796
Рег. номер EINECS	208-591-9
SMILES	[Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O
InChI	InChI=1S/CH2O3.2Cs/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2*+1/p-2 FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L
RTECS	FK9400000
ChemSpider	10339
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Взаимодействие оксида цезия с углекислым газом:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {Cs_{2}O+CO_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ Cs_{2}CO_{3}}}$ 

• Пропуская углекислый газ через гидроксид цезия:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2CsOH+CO_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ Cs_{2}CO_{3}+H_{2}O}}$ 

• В промышленных условиях карбонат получают термическим разложением тетраоксалата цезия, который является промежуточным продуктом переработка природного сырья:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}{\mathsf{C}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{8}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2CsC_{4}O_{8}H_{3}\cdot H_{2}O\ {\xrightarrow {\tau ^{o}C}}\ Cs_{2}CO_{3}+3CO_{2}\uparrow +4CO\uparrow +5H_{2}O}}$ 

Физические свойстваПравить

Карбонат цезия представляет собой бесцветные гигроскопические кристаллы, которые плавятся без разложения только под избыточным давлением CO₂. В расплавленном состоянии карбонат цезия разрушающе действует на кварц, стекло и многие высокотемпературные керамические массы (Al₂O₃, ZrO₂, BeO и др.).

Очень хорошо растворяется в воде, раствор имеет сильнощелочную реакцию.

При низких температурах образует кристаллогидраты: Cs₂CO₃•8H₂O (-32°С), Cs₂CO₃•5H₂O (-18°С), Cs₂CO₃•3H₂O (-15,6°С). Есть сообщения о получении других кристаллогидратов состава 2Cs₂CO₃•7H₂O, Cs₂CO₃•1,5H₂O, 3Cs₂CO₃•10H₂O, а также сольваты Cs₂CO₃•nCH₃OH, Cs₂CO₃•H₂O₂.

Химические свойстваПравить

• При нагревании до 900÷1000°C карбонат цезия разлагается с образованием переменного состава продуктов, что связано с нестабильностью оксида цезия при этих температурах.

• Реагирует с соляной кислотой:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Cs_{2}CO_{3}+2HCl\ {\xrightarrow {\ }}\ 2CsCl+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}$ 

• Во влажном воздухе медленно взаимодействует с углекислым газом:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\stackrel{{\mathsf{20}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }}{\underset{{\mathsf{170}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\overset{}{\leftarrow }}}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {Cs_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\ {\stackrel {\xrightarrow {20^{o}C}}{\xleftarrow[{170^{o}C}]{}}}\ 2CsHCO_{3}}}$ 

ЛитератураПравить

• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
• Плющев В. Е., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, цезия и цезия. — М.: «Химия», 1970. — 408 с.