Хлорид цезия - Физические свойства

Химия - Хлорид цезия - Физические свойства

28 февраля 2011

Оглавление:
1. Хлорид цезия
2. Молекулярная и кристаллическая структура
3. Физические свойства
4. Получение
5. Химические свойства
6. Физиологическое действие и токсичность

Хлорид цезия в нормальных условиях представляет собой бесцветное или белое соединение, хорошо растворимое в воде. Гигроскопичен, на воздухе расплывается; более летуч, чем хлорид калия. Не образует кристаллогидратов.

Зависимость растворимости хлорида цезия в воде от температуры:

Температура	0 °С	10 °С	20 °С	25 °С	30 °С	40 °С	50 °С	60 °С	70 °С	80 °С	90 °С	100 °С
Растворимость, %	61,83	63,48	64,96	65,64	66,29	67,50	68,60	69,61	70,54	71,40	72,21	72,96

Растворимость в некоторых неводных неорганических средах:

в диоксиде серы при 25 °С: 0,295 грамм/100 г растворителя;
в аммиаке при 0 °С: 0,38 грамм/100 г растворителя.

Растворим в метаноле, малорастворим в этаноле; хорошо растворим в муравьиной кислоте и гидразине.

Зависимость растворимости хлорида цезия в метаноле и этаноле от температуры:

Температура	0 °С	15 °С	25 °С	40 °С	50 °С	60 °С
метанол	2,37	2,93	3,16	3,45	3,53	н/д
этанол	0,483	0,626	0,757	0,840	0,968	0,919

Плохо растворим в ацетоне и ацетонитриле. Практически не растворим в этилацетате и других сложных эфирах, метилэтилкетоне, ацетофеноне, пиридине, хлорбензоле.

В отличие от NaCl и KCl хорошо растворяется в концентрированной соляной кислоте. Ниже представлен график зависимости растворимости хлорида цезия от температуры и концентрации HCl.

Плотность водного раствора CsCl при 20 °C:

	1 %	2 %	4 %	6 %	8 %	10 %	12 %	14 %	16 %
Плотность, г/л	1005,9	1013,7	1029,6	1046,1	1062,9	1080,4	1098,3	1116,8	1135,8
	18 %	20 %	22 %	24 %	30 %	35 %	40 %	50 %	60 %
	1155,5	1175,8	1196,8	1218,5	1288,2	1352,2	1422,5	1585,8	1788,6

Коэффициенты активности для водных растворов CsCl различной концентрации при 25 °С:

Моляльность, моль/кг	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Коэффициент активности	0,756	0,694	0,656	0,628	0,606	0,589	0,575	0,563	0,553	0,544

Некоторые физические параметры водных растворов CsCl при 20 °C:

Физические параметры водных растворов CsCl при 20 °C
Массовая концентрация, %	Моляльность, моль/кг	Молярность, моль/л	Показатель преломления	Понижение температуры замерзания, °С	Динамическая вязкость, 10³ Па·с
0,5	0,030	0,030	1,3334	0,10	1,000
1,0	0,060	0,060	1,3337	0,20	0,997
2,0	0,121	0,120	1,3345	0,40	0,992
3,0	0,184	0,182	1,3353	0,61	0,988
4,0	0,247	0,245	1,3361	0,81	0,984
5,0	0,313	0,308	1,3369	1,02	0,980
6,0	0,379	0,373	1,3377	1,22	0,977
7,0	0,447	0,438	1,3386	1,43	0,974
8,0	0,516	0,505	1,3394	1,64	0,971
9,0	0,587	0,573	1,3403	1,85	0,969
10,0	0,660	0,641	1,3412	2,06	0,966
12,0	0,810	0,782	1,3430	2,51	0,961
14,0	0,967	0,928	1,3448	2,97	0,955
16,0	1,131	1,079	1,3468	3,46	0,950
18,0	1,304	1,235	1,3487	3,96	0,945
20,0	1,485	1,397	1,3507	4,49	0,939
22,0	1,675	1,564	1,3528	н/д	0,934
24,0	1,876	1,737	1,3550	н/д	0,930
26,0	2,087	1,917	1,3572	н/д	0,926
28,0	2,310	2,103	1,3594	н/д	0,924
30,0	2,546	2,296	1,3617	н/д	0,922
32,0	2,795	2,497	1,3641	н/д	0,922
34,0	3,060	2,705	1,3666	н/д	0,924
36,0	3,341	2,921	1,3691	н/д	0,926
38,0	3,640	3,146	1,3717	н/д	0,930
40,0	3,960	3,380	1,3744	н/д	0,934
42,0	4,301	3,624	1,3771	н/д	0,940
44,0	4,667	3,877	1,3800	н/д	0,947
46,0	5,060	4,142	1,3829	н/д	0,956
48,0	5,483	4,418	1,3860	н/д	0,967
50,0	5,940	4,706	1,3892	н/д	0,981
60,0	8,910	6,368	1,4076	н/д	1,120
64,0	10,560	7,163	1,4167	н/д	1,238

Эмпирическая зависимость растворимости хлорида цезия в воде от давления и температуры выражается следующим уравнением:

$\ m=11{,}000-8{,}80\cdot10^{-3}P+3{,}3\cdot10^{-6}P^2+\cdot-0{,}81\cdot10^{-4}\cdot^2$

Основные термодинамические характеристики:

в газообразном состоянии:

стандартная энтальпия образования, ΔH₂₉₈ = −245 кДж/моль;
стандартная энтропия, S₂₉₈ = 256 Дж/;
стандартная энергия Гиббса образования, ΔG₂₉₈ = −263 кДж/моль.

в кристаллическом состоянии:

стандартная энтальпия образования, ΔH₂₉₈ = −443 кДж/моль;
стандартная энтропия, S₂₉₈ = 101 Дж/;
стандартная энергия Гиббса образования, ΔG₂₉₈ = −415 кДж/моль.

характеристики фазовых переходов:

температура перехода α-CsCl → β-CsCl = 742,5 K;
температура перехода β-CsCl → CsCl = 918 K;
температура перехода CsCl → CsCl = 1575 K;
энтальпия перехода α-CsCl → β-CsCl, ΔH = 2,43 кДж/моль;
энтальпия перехода β-CsCl → CsCl, ΔH = 20,75 кДж/моль;
энтальпия перехода CsCl → CsCl, ΔH = 149,33 кДж/моль;
энтропия перехода α-CsCl → β-CsCl, ΔS = 3,31 кДж/;
энтропия перехода β-CsCl → CsCl, ΔS = 22,59 кДж/.

Давление насыщенных паров хлорида цезия описывается следующими уравнениями:

$\ \lg p=9{,}446-\frac{9620}{T};$    $\ \ T\!\!:327-577\ ^oC$

$\ \lg p=9{,}942-\frac{9970}{T};$    $\ \ T\!\!:507-635\ ^oC$

$\ \lg p=8{,}340-\frac{8524}{T};$    $\ \ T\!\!:986-1295\ ^oC$

где p — давление, мм рт. ст.; T — температура, K.

Некоторые физические константы хлорида цезия:

плотность, ρ = 3,988 г/см³;
плотность при температуре плавления, ρ_пл = 2,79 г/см³;
энтальпия растворения в воде, Δ_р-рH₂₉₈ = 17,78 кДж/моль;
средняя изобарная теплоёмкость, C_{p, 298 K} = 52,63 Дж/,
C_{p, 298—500 K} = 53,6 Дж/;
относительная диэлектрическая проницаемость, ε = 7,2;
удельная электрическая проводимость, G = 114 См/м,
126 См/м, 139 См/м, 148 См/м;
молярная магнитная восприимчивость, χ_m = −56,7×10 см³/моль;

Уравнение зависимости теплоёмкости от температуры в диапазоне 298—918 K:

$\ C_p=49{,}79+0{,}00954\!\cdot\! T$

Эмпирическая зависимость для коэффициента самодиффузии от температуры выражается следующим уравнением:

$\ D=D_o\!\cdot\! e^{},$

где D_o — фактор диффузии, см/с; E_a — энергия активации, кДж/моль; R — универсальная газовая постоянная.

Значения D_o и E_a для иона Cs в кристалле CsCl:

T: 630—730 K; D_o=1,1; E_a=130;
T: 760—880 K; D_o=0,1; E_a=134.

Значения D_o и E_a для иона Cl в кристалле CsCl:

T: 550—730 K; D_o=1,51; E_a=122;
T: 760—880 K; D_o=0,7; E_a=152.

Значения D_o и E_a для диффузии инертного газа в кристалле CsCl:

T: 620—740 K; D_o=0,1; E_a=86,6;
T: 740—920 K; D_o=0,1; E_a=83,5.

<<< Бромид цезия

Бромид цинка >>>

Химики
Бытовая химия
Химические вещества
Химические законы и уравнения
История химии
Лабораторная техника

Химическое машиностроение
Награды в области химических наук
Химическая номенклатура
Химическое образование
Химические общества
Химическая промышленность

Разделы химии
Химические реакции
Химические свойства
Химическая связь
Химические системы
Химические теории