Cloreto de césio

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Caesium chloride
Alerta sobre risco à saúde
Caesium chloride.jpg
Caesium-chloride-3D-ionic.png
CsCl polyhedra.png
Outros nomes Cesium chloride
Identificadores
Número CAS 7647-17-8
Número EINECS 231-600-2
Propriedades
Fórmula molecular CsCl
Massa molar 168.36 g/mol
Aparência branco sólido
Densidade 3,97 g·cm-3[1]
Ponto de fusão

646 °C[1]

Ponto de ebulição

1382 °C[1]

Solubilidade em água muito solúvel (1860 g·l-1 a 20 °C)[1]
Estrutura
Estrutura cristalina see text
Geometria de
coordenação
cubico simples
Riscos associados
LD50 2004 mg·kg-1[1]
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Fluoreto de césio
Brometo de césio
Iodeto de césio
Outros catiões/cátions Cloreto de potássio
Cloreto de rubídio
Cloreto de bário
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

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Alerta sobre risco à saúde.

O Cloreto de césio é um sal formado pelo cloro e o Césio, é o composto inorgânico com a fórmula de CsCl. Este sólido incolor é uma importante fonte de iões de césio em uma variedade de aplicações de nicho. Sua estrutura cristalina forma um tipo estrutural importante, onde cada íon de césio é coordenado por 8 íons de cloro. cloreto de césio dissolve-se em água. de cloreto de césio ocorre naturalmente como impurezas em carnalita (até 0,002%), silvinita e kainite. Menos de 20 toneladas de CsCl é produzido anualmente no mundo, principalmente a partir de um polucita mineral portadores de césio.[2]

Cloreto de césio é amplamente utilizado em medicina estrutura centrifugação isopícnica para a separação de vários tipos de DNA. É um reagente em química analítica, em que é usado para identificar os íons pela cor e morfologia do precipitado. Quando enriquecido com isótopos radioativos, tais como 137CsCl ou 131CsCl, cloreto de césio é utilizado em aplicações de medicina nuclear, tais como o tratamento de cancro e de diagnóstico de infarte do miocárdio. Outra forma de tratamento do câncer foi estudada usando não-radioativo convencional CsCl. Considerando que o cloreto de césio convencional tem uma toxicidade bastante baixa para o homem e animais, sob a forma radioativa facilmente contamina o meio ambiente devido à elevada solubilidade de CsCl em água. A disseminação de 137Cs em pó a partir de um recipiente de 93 gramas em 1987, em Goiânia, Brasil, resultou em um dos acidentes de derramamento de radiação pior de sempre matando quatro e diretamente afetando mais de 100.000 pessoas.

Estrutura Cristalina[editar | editar código-fonte]

A estrutura de cloreto de césio adota uma rede cúbica de corpo centrado com uma base de oito átomos, onde ambos os átomos estão compartilhados com oito células unitárias, e consequentemente seu numero de coordenação é 8, Pois esse é o número de átomos vizinhos que estão em contato direto com o átomo central ( Césio). Os átomos de cloro encontram-se sobre os pontos da rede com as arestas do cubo, enquanto que os átomos de césio encontram-se nos furos no centro dos cubos.[3] Quando ambos os ions são semelhantes em tamanho (Cs+ raio iônico, 174 pm para este número de coordenação, Cl- 181 pm) a estrutura de CsCl é adotada, quando eles são diferentes (Na+ iônico raio de 102 pm, Cl- 181 pm) a estrutura de cloreto de sódio é adotada. Após aquecimento até acima de 450 °C, a estrutura de cloreto de césio normal (α-CsCl) converte para a forma β-CsCl com a estrutura de sal gema (grupo espacial Fm3m).

[2]

Reações[editar | editar código-fonte]

O cloreto de césio dissocia-se completamente após dissolução em água, e os catiões Cs+ são solvatados em solução diluída. O CsCl converte-se em sulfato de césio quando aquecido em ácido sulfúrico concentrado ou aquecido com hidrogeno-sulfato de césio a 550-700 ° C[4]:

2CsCl + H2SO4 → Cs2SO4 + 2HCl
CsCl + CsHSO4 → Cs2SO4 + HCl

O cloreto de césio forma uma variedade de sais duplos com outros cloretos. Os exemplos incluem 2CsCl. BaCl2[5], 2CsCl. CuCl2, CsCl2.CuCl e CsCl.LiCl[6], e com compostos inter-halogenados:

CsCl + ICl3 → Cs[ICl4]

Ocorrência e produção[editar | editar código-fonte]

O cloreto de césio ocorre naturalmente como uma impureza nos minerais de haleto carnallite (KMgCl3 · 6H2O com até 0,002% CsCl),[7]sylvite (KCl) e kainite (MgSO4 · KCl · 3H2O),[8] e em águas minerais. Por exemplo, a água de Bad Dürkheim spa, que foi usada isoladamente de césio, continha cerca de 0,17 mg / L de CsCl.[9] Nenhum destes minerais é comercialmente importante.

Na escala industrial, o CsCl é produzido a partir da polucite mineral, que é pulverizada e tratada com ácido clorídrico a temperatura elevada. O extracto é tratado com cloreto de antimónio, monocloreto de iodo ou cloreto de cério (IV) para dar o sal duplo fracamente solúvel:[10]

CsCl + SbCl3 → CsSbCl4

O tratamento do dobro com sulfureto de hidrogênio dá CsCl:[10]

2 CsSbCl4 + 3 H2S → 2 CsCl + Sb2S3 + 8 HCl

CsCl de alta pureza é também produzido a partir de Cs[ICl2] (e Cs[ICl4]) por decomposição térmica:

Cs[ICl2] → 2CsCl + ICl

Somente cerca de 20 toneladas de compostos de césio, com grande contribuição da CsCl, foram produzidas anualmente nos anos 1970[11] e 2000 no mundo inteiro[12]. O cloreto de césio enriquecido com césio-137 para aplicações de terapia de radiação é produzido em uma única instalação Mayak na Região Ural da Rússia[13] e é vendido internacionalmente através de um revendedor britânico. O sal é sintetizado a 200 ° C devido à sua natureza higroscópica e selado num recipiente de aço em forma de dedal que é então encerrado num outro invólucro de aço. A vedação é necessária para proteger o sal da umidade.[14]

Métodos de laboratório[editar | editar código-fonte]

No laboratório, o CsCl pode ser obtido por tratamento de hidróxido de césio, carbonato, bicarbonato de césio ou sulfeto de césio com ácido clorídrico:

CsOH + HCl → CsCl + H2O

Cs2CO3 + 2 HCl → 2 CsCl + 2 H2O + CO2

Usos[editar | editar código-fonte]

Medicina[editar | editar código-fonte]

A Sociedade Americana do Câncer afirma que "as evidências científicas disponíveis não suportam alegações de que os suplementos não radioativos de cloreto de césio têm algum efeito sobre os tumores".[15] Tem sido associado à morte de mais de 50 pacientes, quando foi usado como parte de Um tratamento do câncer cientificamente não validado.[16]

Medicina nuclear e radiografia[editar | editar código-fonte]

O cloreto de césio, composto de radioisótopos como o 137CsCl eo 131CsCl,[17] [18]é utilizado na medicina nuclear, incluindo o tratamento do câncer (braquiterapia) e o diagnóstico de infarto do miocárdio.[19][20] Na produção de fontes radioativas, é normal escolher uma forma química do radioisótopo que não seja prontamente dispersa no ambiente em caso de acidente. Por exemplo, os geradores radiotérmicos (RTGs) usam frequentemente titanato de estrôncio, que é insolúvel em água. No entanto, para fontes de teleterapia, a densidade radioativa (Ci em um determinado volume) precisa ser muito alta, o que não é possível com compostos de césio insolúveis conhecidos. Um recipiente em forma de dedal de cloreto de césio radioactivo proporciona a fonte activa.

Aplicações diversas[editar | editar código-fonte]

O cloreto de césio é usado na preparação de vidros eletricamente condutores[18][21] e telas de tubos de raios catódicos.[22] Em conjunção com gases raros CsCl é usado como em lâmpadas excimer:[23][24] uma fonte de descarga de gás de luz ultravioleta que usa, por exemplo, eletricamente excitado XeCl moléculas excimer. Outros usos incluem a ativação de eletrodos na soldagem[25], fabricação de água mineral, cerveja[26] e lamas de perfuração,[27] repelentes[28] e soldas de alta temperatura. Os cristais únicos de CsCl de alta qualidade têm uma ampla faixa de transparência de UV para infravermelho e, portanto, foram usados ​​para cuvetes, prismas e janelas em espectrômetros ópticos[22]; este uso foi descontinuado com o desenvolvimento de materiais menos higroscópicos.

CsCl é um inibidor potente de canais HCN, que carregam a corrente h em células excitáveis, como neurônios. [55] Pode, portanto, ser útil como uma ferramenta em experimentos de eletrofisiologia em neurociência.

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  1. a b c d e Catálogo da Merck Cloreto de césio acessado em 19. Januar 2011
  2. a b Greenwood, Norman (1997). Chemistry of the Elements (Earnshaw: Alan). 
  3. Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry (Oxford Science Publications [s.n.]). 
  4. Lidin, R. A; Molochko V.; Andreeva, L. L. A. (2000). Химические свойства неорганических веществ (3 ed.). Moscow: Khimiya. p. 49. ISBN 5-7245-1163-0.
  5. Knunyants, I. L, ed. (1988). "Бария хлорид". Химическая энциклопедия. 1. Moscow: Soviet Encyclopedia. p. 463.
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  7. Knunyants, I. L, ed. (1998). "Цезий". Химическая энциклопедия (Chemical encyclopedia). 5. Moscow: Soviet Encyclopedia. pp. 654–656. ISBN 5-85270-310-9.
  8. Plyushev, pp. 210–211
  9. Plyushev, p. 206
  10. a b "Cesium and Cesium Compounds". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology5 (4th ed.). New York: John Wiley & Sons. 1994. pp. 375–376.
  11. Manfred Bick and Horst Prinz "Cesium and Cesium Compounds" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_153 Vol. A6, pp. 153–156.
  12. Halka M.; Nordstrom B. (2010). Alkali and Alkaline Earth Metals. Infobase Publishing. p. 52. ISBN 978-0-8160-7369-6.
  13. Enrique Lima "Cesium: Radionuclide" in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/0470862106.ia712
  14. National Research Council (U.S.). Committee on Radiation Source Use and Replacement; Nuclear and Radiation Studies Board (January 2008). Radiation source use and replacement: abbreviated version. National Academies Press. pp. 28–. ISBN 978-0-309-11014-3.
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  17. Alikbaeva LA, ed. (2005). "11.1. Источники радиоактивных загрязнений". Новый справочник химика и технолога (in Russian). 11. Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы. St. Petersburg. ISBN 5-98371-025-7.
  18. a b Cesium. Mineral Commodity Summaries January 2010. U.S. Geological Survey
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  23. Klenovskii, M.S.; Kel’man, V.A.; Zhmenyak, Yu.V.; Shpenik, Yu.O. (2010). "Electric-discharge UV radiation source based on a Xe-CsCl vapor-gas mixture". Technical Physics55 (5): 709–714. doi:10.1134/S1063784210050178.
  24. Klenovskii, M.S.; Kel’man, V.A.; Zhmenyak, Yu.V.; Shpenik, Yu.O. (2013). "Luminescence of XeCl* and XeBr* exciplex molecules initiated by a longitudinal pulsed discharge in a three-component mixture of Xe with CsCl and CsBr vapors". Optics and Spectroscopy114 (2): 197–204. doi:10.1134/S0030400X13010141.
  25. "Тугоплавкие и химически активные металлы". Migatronic. Retrieved 2011-02-24.
  26. Morris, Ch. G., ed. (1992). "Cesium chloride". Academic Press Dictionary of Science and Technology. San Diego: Academic Press. p. 395. ISBN 0-12-200400-0.
  27. "Cesium Chloride MSDS" (pdf). Cesium Fine Chemicals. Cabot Corporation. Retrieved 2011-04-11.
  28. Qureshi J. A.; Buschman L. L.; Throne J. E.; Whaley P. M.; Ramaswamy S. B. (2004). "Rubidium Chloride and Cesium Chloride Sprayed on Maize Plants and Evaluated for Marking Diatraea grandiosella (Lepidoptera: Crambidae) in Mark–Recapture Dispersal Studies". Environmental Entomology33(4): 930–940. doi:10.1603/0046-225X-33.4.930.
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