Энциклопедический словарь (Х-Я)

Цезий

Цезий (хим. Caesium; Cs=133 при O=16, среднее из определений Бунзена, Джонсона с Алленом и Годефруа, 1861-1876) – первый при содействии спектрального анализа открытый металл. Он получил это название от caesius – небесно-синий, лазоревый – за цвет двух резких линий своего спектра, который содержит и другие, слабые, линии. Бунзен и Кирхгоф открыли Ц. в маточных растворах Дюркгеймских соляных источников (1860). Это тяжелейший член семейства щелочных металлов, которое, кроме Ц., состоит – в порядке увеличения атомного веса – из Li, Na, К и Rb. Ц. принадлежит к числу очень редких элементов, подобно Rb, вместе с которым он обыкновенно и встречается в природе; находят их, по крайней мере, всегда почти в ничтожных количествах – обстоятельство, делающее вполне понятным открытие этих металлов именно при содействии изучения спектров в связи с прочими свойствами их. Существует, однако, редкий минерал поллукс – силикат, найденный в граните с о-ва Эльбы, который содержит окиси Ц., Cs20, около 34%. Так как Ц. по своим химическим отношениям трудно отличим от других щелочных металлов, то сначала полагали, что поллукс содержит К20 (Платтнер, 1846) – мнение, противоречившее очевидности, ибо сумма процентных количеств всех составных частей минерала оказывалась тогда значительно меньшей 100% – ввиду гораздо большего эквивалентного веса окиси Ц. сравнительно с К20. Только после открытия Ц. удалось дать истинный состав поллукса. Растениями соединения Ц., если присутствуют в почве, не усваиваются, в отличие от К и Rb. Химические отношения Ц. уже представлены, в сущности, при рубидии. Металлический Ц., этот наиболее электроположительный из щелочных, а, следовательно, и из всех других металлов, был получен, в сравнительно значительных количествах (Setteberg, 1882), путем электролиза расплавленной смеси цианистых Ц. и бария; имеет серебристо-белый цвет; при нагревании на воздухе легко загорается; плавится при 26,5° и имеет уд. вес 1,88 (при 15°). Н. Н. Бекетов для получения металла воспользовался (1889) реакцией, описанной для Rb, а именно он приготовил Ц., нагревая при красном калении гидрат его окиси с металлическим алюминием в никелевой реторте, причем около половины металла должно было получиться в свободном виде и перегнаться в приемник в атмосфере развивающегося при реакции водорода. Почти теоретический выход был достигнут при восстановлении Ц. из его алюмината металлическим магнием (Бекетов и Щербачев, 1894), по уравнению:

2CsAlO2 + Mg = 2Cs + 4Mg(AlO2)2

По Бекетову, уд. вес Ц. оказался более высоким, чем по Зетгебергу, а именно 2,36. Окись Ц., Cs20, которая была получена Бекетовым обычным путем, оказалась способною реагировать с водородом даже при обыкновенной температуре (1893), а именно, превращаясь в гидрат окиси CsOH при выделении свободного металла, по уравн.:

2Cs2O + H2 = 2CsOH + 2Cs.

На основании легкости течения этой реакции и ввиду того, что теплота образования из элементов для СsОН рассчитывается почти такая же, как и для КОН, следует заключить о теплоте образования Cs2O, что она значительно ниже таковой же для К2О и, вероятно, для Rb20, как следует ожидать из рассмотрения соответствующих отношений для других щелочных металлов. Эта теплота, однако, пока еще не определена. Пока известны только (Бекетов, 1890) теплота нейтрализации в слабых водных растворах соляной кислоты посредством CsOH; она такова же, как и для других щелочей, а именно 13,8 больших калорий на граммовый частичный вес; теплота растворения CsOH в избытке воды 15,8 бол. кал. – гораздо большая, чем для КОН, и, приблизительно, теплота растворения в воде самого металла, именно 50-52 бол. кал., во всяком случае большая, чем для К (48,5) и Rb (49,0). Наблюдение Кл. Винклера (1890), что магний не восстановляет Ц. из его карбоната, Cs2CO3 объясняется, если только самое наблюдение верно, вероятно, не особой прочностью Cs2O, а прочностью, в отсутствии воды, самой соли, которая должна быть образована из ангидрида и основания при очень большом выделении тепла, так как Cs2O есть наиболее сильное основание. В чистом виде CsOH лучше всего получается аналогично RbОН, с которым эта щелочь очень сходна, а именно при действии едкого барита на раствор сульфата. Соли Ц. изоморфны с соответствующими солями К и Rb; они окрашивают бесцветное пламя в несколько более красноватый цвет, чем соли последнего. Хлористый Ц., CsCl, легкоплавок и легче, чем КСl, летуч; он настолько гигроскопичен, что расплывается на воздухе. Кроме CsCl и солей прочих галоидоводородных кислот, известны многочисленные двойные соли с другими галоидными металлами, а также и полигалоидные соединения, которые по большей части кристаллизоваться способны – CsBr3, CsBr5, CsJ3, CsJ5, CsCl4J. Сульфат Cs2SO4, легко растворимый в воде, не растворяется в спирте. Гидросульфат CsHSO4 кристалличен. Нитрат CsNO3, маленькие блестящие призмы, обладает холодящим вкусом обыкновенной селитры. Карбонат Cs2CO3 из очень крепкого, сиропообразного раствора кристаллизуется в виде непрочного гидрата, расплывчатого на воздухе; при нагревании плавится и, потеряв воду, остается в форме песчанистого порошка, довольно хорошо растворимого в абсолютном спирте – свойство, отличающее Cs2CO3 от Rb2CO3 которым пользуются для отделения Ц. от Rb. Кроме того, малой растворимостью хлороплатинатов Rb и Ц. также пользуются при анализе: еще недавно (1903) Н. А. Орлов определил этим путем содержание обоих металлов в Старорусской минеральной воде, осадив Rb2PtCl6 – раствором K2PtCI6, а Cs2PtCI6, раствором РЬ2РtСl6. Было найдено в этой воде на 1 литр (Царицынский источник): RbCl– 0,00393 и 0,00245 гр., a CsCl– 0,00358 в 0,00222 гр.

С. С. Колотов.