Хлорид цезия

Хлорид цезия
Общие
Систематическое наименование	Хлорид цезия
Традиционные названия	Хлорид цезия
Хим. формула	CsCl
Рац. формула	CsCl
Физические свойства
Состояние	Твёрдое
Примеси	Rb, Ca, Na
Молярная масса	168,36 г/моль
Плотность	3,983[1]
Энергия ионизации	7,84 эВ[5]
Термические свойства
Температура
• плавления	646[1]
• кипения	1295[1] °C
Мол. теплоёмк.	52,63[2] Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−443[1] кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	186,5[1]
Оптические свойства
Показатель преломления	1,6418[3]
Структура
Кристаллическая структура	Кубическая примитивная
Дипольный момент	10,42 Д
Классификация
Рег. номер CAS	7647-17-8
PubChem	24293
Рег. номер EINECS	231-600-2
SMILES	[Cl-].[Cs+]
InChI	InChI=1S/ClH.Cs/h1H;/q;+1/p-1 AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M
RTECS	FK9625000
ChEBI	63039
ChemSpider	22713
Безопасность
ЛД50	1500[4]
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Хлори́д це́зия (хло́ристый це́зий, химическая формула — CsCl) — неорганическая бинарная цезиевая соль хлороводородной кислоты.

В кристаллическом состоянии — бесцветное вещество с ионной структурой; нелетучее, термически устойчивое. Хлорид цезия хорошо растворим в воде и концентрированной соляной кислоте.

Нахождение в природе

Встречается в природе в виде примеси к минералу карналлиту (до 0,002 %)[6], сильвину и каиниту[7]^:[стр. 210—211]. Также содержится в небольших количествах в минеральных водах. Например, в Дюркхеймском минеральном источнике (Германия), где и был впервые обнаружен цезий, содержание CsCl достигает 0,17 мг/л[7]^:[стр. 206].

Молекулярная и кристаллическая структура

Хлорид цезия — типичный ионный кристалл, в котором каждый ион цезия Cs^+ окружён восемью ионами хлора Cl^−[8]. Дипольный момент молекулы составляет 10,42 Д[1]^:[стр. 377]. Энергия атомизации (E_св) равна 443 кДж/моль, длина связи (межъядерное расстояние между атомами) — 291 пм[1]^:[стр. 380]. Энергия сродства к электрону 0,445 эВ[9]^:[стр. 10-150]. Вторичная электронная эмиссия, δ_макс = 6,5[9]^:[стр. 12-125]. Элементный состав соединения: Cs 78,94 %, Cl 21,06 %. Хлорид цезия в газообразном состоянии содержит молекулы димера Cs₂Cl₂ плоской ромбической формы [10].

Структура решётки CsCl

Кристаллическая решётка соединения примитивная кубическая (α-CsCl), кристаллографическая группа P m3m (O_h^1), параметры ячейки a = 0,410 нм, Z = 1 [11]. При нагревании выше 454 °С α-CsCl переходит в гранецентрированную модификацию β-CsCl пространственная группа F 3m3, параметры ячейки a = 0,694 нм, Z = 4 [11]. Постоянная Маделунга для CsCl равна 1,763[12].

Показатель преломления у кристаллического CsCl при различной длине волны[9]^:[стр. 10-227]:

Длина волны, нм	300	589	750	1000	2000	5000	10000	20000
Показатель преломления	1,712	1,640	1,631	1,626	1,620	1,616	1,606	1,563

Числа Аббе для хлорида цезия: V_d = 43,92; V_e = 43,58[13].

Энергия кристаллической структуры (U) составляет 650,7 кДж/моль[14].

Кристаллическая структура CsCl выбрана в качестве типовой примитивной кристаллической решётки для соединений вида AX (тип CsCl), где центральный атом A (Cs) окружён восемью атомами (группами атомов) X (Cl).

Физические свойства

Хлорид цезия при нормальных условиях представляет собой бесцветное (в крупно-кристаллическом виде) или белое (в виде порошка) соединение, хорошо растворимое в воде (186,5 грамм CsCl в 100 г H₂O при 20 °С, 250 г при 80 °С, 270,5 г при 100 °С)[1]^:[стр. 620][3]. Гигроскопичен, на воздухе расплывается; более летуч, чем хлорид калия[15]. Не образует кристаллогидратов[16].

Зависимость растворимости хлорида цезия (в массовых процентах) в воде от температуры[9]^:[стр. 8-112]:

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[17]:

• 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 (3,17 и 0,76 грамм CsCl в 100 г растворителя соответственно при 25 °С); хорошо растворим в муравьиной кислоте (107,7 грамм CsCl в 100 г растворителя при 18 °С) и гидразине[7]^:[стр. 97][16][18].

Зависимость растворимости хлорида цезия (в граммах на 100 г растворителя) в метаноле и этаноле от температуры[К 1][17]:

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 (0,004 % при 18 °С) и ацетонитриле (0,0083 грамм в 100 г растворителя при 18 °С)[18]. Практически не растворим в этилацетате и других сложных эфирах, метилэтилкетоне, ацетофеноне, пиридине, хлорбензоле[19].

В отличие от NaCl и KCl хорошо растворяется в концентрированной соляной кислоте[10]. Ниже представлен график зависимости растворимости хлорида цезия от температуры и концентрации HCl[18].

Плотность водного раствора CsCl при 20 °C[1]^:[стр. 645]:

	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[9]^:[стр. 5-95]:

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[9]^:[стр. 8-61,62]:

Физические параметры водных растворов CsCl при 20 °C
Массовая концентрация, %	Моляльность, моль/кг	Молярность, моль/л	Показатель преломления[К 2]	Понижение температуры замерзания, °С[К 3]	Динамическая вязкость, 10^−3 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 (m, моль/кг) в воде от давления (P, МПа; в диапазоне от 0,10 до 400 МПа) и температуры (T, K; в диапазоне 273—313 K) выражается следующим уравнением (среднеквадратическое отклонение: 0,022 моль/кг)[20]:

${\displaystyle \ m=11{,}000-8{,}80\cdot 10^{-3}P+3{,}3\cdot 10^{-6}P^{2}+(0{,}0675-4,167\cdot 10^{-5}P)\cdot (T-293{,}15)-0{,}81\cdot 10^{-4}\cdot (T-293{,}15)^{2}}$

Основные термодинамические характеристики[1]^:[стр. 462, 532]: в газообразном состоянии: стандартная энтальпия образования, ΔH^o298 = −245 кДж/моль; стандартная энтропия, S^o298 = 256 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования, ΔG^o298 = −263 кДж/моль. в кристаллическом состоянии (α): стандартная энтальпия образования, ΔH^o298 = −443 кДж/моль; стандартная энтропия, S^o298 = 101 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования, ΔG^o298 = −415 кДж/моль. характеристики фазовых переходов: температура перехода α-CsCl → β-CsCl = 742,5 K; температура перехода β-CsCl → CsCl(жидкий) = 918 K; температура перехода CsCl(жидкий) → CsCl(газ) = 1575 K; энтальпия перехода α-CsCl → β-CsCl, ΔH^o = 2,43 кДж/моль; энтальпия перехода β-CsCl → CsCl(жидкий), ΔH^o = 20,75 кДж/моль; энтальпия перехода CsCl(жидкий) → CsCl(газ), ΔH^o = 149,33 кДж/моль; энтропия перехода α-CsCl → β-CsCl, ΔS^o = 3,31 кДж/(моль·K); энтропия перехода β-CsCl → CsCl(жидкий), ΔS^o = 22,59 кДж/(моль·K). Давление насыщенных паров хлорида цезия описывается следующими уравнениями[21]: ${\displaystyle \ \lg p=9{,}446-{\frac {9620}{T}};}$  ${\displaystyle \ \ T\!\!:327-577\ ^{o}C}$ ${\displaystyle \ \lg p=9{,}942-{\frac {9970}{T}};}$  ${\displaystyle \ \ T\!\!:507-635\ ^{o}C}$ ${\displaystyle \ \lg p=8{,}340-{\frac {8524}{T}};}$  ${\displaystyle \ \ T\!\!:986-1295\ ^{o}C}$ где p — давление, мм рт. ст.; T — температура, K.

Некоторые физические константы хлорида цезия: плотность, ρ = 3,988 г/см³[К 1][9]^:[стр. 4-51]; плотность при температуре плавления, ρпл = 2,79 г/см³[9]^:[стр. 4-126]; энтальпия растворения в воде, Δр-рH^o298 = 17,78 кДж/моль[9]^:[стр. 5-103]; средняя изобарная теплоёмкость, C^op, 298 K = 52,63 Дж/(моль·K)[2]^:[стр. 76], Cp, 298—500 K = 53,6 Дж/(моль·K)[2]^:[стр. 58]; относительная диэлектрическая проницаемость, ε = 7,2[К 4][22]; удельная электрическая проводимость, G = 114 См/м (при 660 °С), 126 См/м (при 711 °С), 139 См/м (при 775 °С), 148 См/м (при 831 °С)[23]; молярная магнитная восприимчивость, χm = −56,7×10^6 см³/моль[9]^:[стр. 4-144]; Уравнение зависимости теплоёмкости от температуры (T) в диапазоне 298—918 K[2]^:[стр. 76]: ${\displaystyle \ C_{p}=49{,}79+0{,}00954\!\cdot \!T}$ Эмпирическая зависимость для коэффициента самодиффузии от температуры (T) выражается следующим уравнением[24]: ${\displaystyle \ D=D_{o}\!\cdot \!e^{(-E_{a}/RT)},}$ где Do — фактор диффузии, см^2/с; Ea — энергия активации, кДж/моль; R — универсальная газовая постоянная. Значения Do и Ea для иона Cs^+ в кристалле CsCl[24]: T: 630—730 K; Do=1,1; Ea=130; T: 760—880 K; Do=0,1; Ea=134. Значения Do и Ea для иона Cl^− в кристалле CsCl[24]: T: 550—730 K; Do=1,51; Ea=122; T: 760—880 K; Do=0,7; Ea=152. Значения Do и Ea для диффузии инертного газа (Xe) в кристалле CsCl[24]: T: 620—740 K; Do=0,1; Ea=86,6; T: 740—920 K; Do=0,1; Ea=83,5.

Химические свойства

Впервые, в 1905 году французский химик Акспиль (фр. Hackspill) выделил металлический цезий восстановлением хлорида цезия кальцием в вакууме[25]. Этот метод до сих пор остаётся наиболее распространённым способом промышленного получения цезия[26].

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+Ca\ {\xrightarrow[{P}]{700-800\ ^{o}C}}\ CaCl_{2}+2Cs}}}$

Хлорид цезия при растворении в воде практически полностью диссоциирует на ионы, при этом в разбавленном растворе катионы цезия сольватированы[27]:

${\displaystyle {\mathsf {CsCl+6H_{2}O=[Cs(H_{2}O)_{6}]^{+}+Cl^{-}}}}$

В водных растворах вступает в типичные реакции обмена с некоторыми соединениями:

${\displaystyle {\mathsf {CsCl+AgNO_{3}=CsNO_{3}+AgCl\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {CsCl+NaClO_{4}=NaCl+CsClO_{4}\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+H_{2}[PtCl_{6}]=2HCl+Cs_{2}[PtCl_{6}]\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+H_{2}[CeCl_{6}]=2HCl+Cs_{2}[CeCl_{6}]\downarrow }}}$

Твёрдый CsCl при нагревании с концентрированной серной кислотой (кипячение) или гидросульфатом цезия (550—700 °С) образует сульфат[27]:

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+H_{2}SO_{4}=Cs_{2}SO_{4}+2HCl\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {CsCl+CsHSO_{4}=Cs_{2}SO_{4}+HCl\uparrow }}}$

Очень слабый восстановитель, окисляется до хлора только с помощью сильных окислителей в жёстких условиях[27]:

${\displaystyle {\mathsf {10CsCl+8H_{2}SO_{4}+2KMnO_{4}=5Cl_{2}\uparrow +2MnSO_{4}+K_{2}SO_{4}+5Cs_{2}SO_{4}+8H_{2}O}}}$

С некоторыми хлоридами образует смешанные соли: 2CsCl • BaCl₂[28], 2CsCl • CuCl₂, CsCl • 2CuCl, CsCl • LiCl и ряд других[29].

Вступает в реакцию с межгалогенными соединениями, образуя полигалогениды[30]:

${\displaystyle {\mathsf {CsCl+ICl_{3}=Cs[ICl_{4}]}}}$

Получение

В лабораторных условиях хлорид цезия получают взаимодействием гидроксида, карбоната, гидрокарбоната или сульфида цезия с соляной кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {CsOH+HCl=CsCl+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Cs_{2}CO_{3}+2HCl=2CsCl+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CsHCO_{3}+HCl=CsCl+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Cs_{2}S+2HCl=2CsCl+H_{2}S\uparrow }}}$

Поллуцит — сырьё для производства CsCl.

В промышленности хлорид цезия получают переработкой рудного сырья, как правило, поллуцита — основного промышленного минерала цезия. Основной способ вскрытия измельчённого поллуцитового концентрата — обработка его соляной кислотой при повышенной температуре[К 5][31]:

${\displaystyle {\mathsf {Cs_{2}O}}\cdot {\mathsf {Al_{2}O_{3}}}\cdot {\mathsf {4SiO_{2}+8HCl=2CsCl+2AlCl_{3}+4SiO_{2}+4H_{2}O}}}$

Выделение хлорида цезия из раствора осуществляют с помощью его осаждения в виде нерастворимых двойных солей, используя хлорид сурьмы(III), монохлорид иода или хлорид церия(IV)[31]:

${\displaystyle {\mathsf {4CsCl+SbCl_{3}=4CsCl}}\cdot {\mathsf {SbCl_{3}\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {CsCl+ICl=Cs[I(Cl)_{2}]\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+CeCl_{4}=Cs_{2}[CeCl_{6}]\downarrow }}}$

После отделения и очистки осадка хлорид цезия отделяют от побочного продукта с помощью термического гидролиза или осаждением с помощью сероводорода — в обеих случаях CsCl остаётся в растворе[31]:

${\displaystyle {\mathsf {4CsCl}}\cdot {\mathsf {SbCl_{3}+H_{2}O=4CsCl+SbOCl\downarrow +2HCl}}}$

Для получения особо чистого хлорида цезия используют его осаждение в виде Cs[I(Cl)₂] или Cs[I(Cl)₄] с последующей перекристаллизацией из солянокислого раствора. Собственно CsCl получают из комплексной соли термически[7]^:[стр. 357—358]:

${\displaystyle {\mathsf {Cs[I(Cl)_{2}]\rightarrow CsCl+ICl\uparrow }}}$

Также сырьём для получения хлорида цезия являются отходы переработки карналлита[7]^:[стр. 307—314]. В России промышленное производство соединения осуществляется на единственном предприятии — ЗАО «Завод редких металлов» (г. Новосибирск)[32].

Несмотря на достаточно большой спектр направлений использования соединения (см. раздел Применение), ежегодный мировой объём производства товарного хлорида цезия[К 6] очень небольшой. По данным на 2010 год, он составляет менее 20 тонн[33].

Применение

Хлорид цезия образуется как полупродукт при извлечении цезия из минерального сырья[34], а также как сырьё для металлотермического получения самого металла[6]:

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+Mg\ {\xrightarrow[{P}]{700-800\ ^{o}C}}\ MgCl_{2}+2Cs}}}$

Соединение используют для получения гидроксида цезия — электролизом водного раствора соли[7]^:[стр. 90]:

${\displaystyle {\mathsf {2CsCl+2H_{2}O=2CsOH+Cl_{2}\uparrow +\ H_{2}\uparrow }}}$

Соединение было использовано для изучения ионов менделевия Md^+[35].

В радиоэлектронной промышленности хлорид цезия используется в вакуумных трубках для радио- и телеаппаратуры, производства рентгенофлуоресцентных экранов; в радиографии в качестве контрастного вещества[36].

Важным направлением использования CsCl является его применение в качестве рабочего раствора для ультрацентрифугирования белковых частиц в градиенте плотности. В методе равновесного (изопикнического) центрифугирования требуется создание относительно высокой плотности раствора при одновременном сохранении вязкости среды. Хлорид цезия отвечает предъявляемым требованиям для высокоскоростного фракционирования ДНК, РНК, некоторых белков и нуклеотидов[К 7][37].

Прочие направления использования хлорида цезия включают:

• активация электродов при сварке молибдена[38];
• производство электропроводящего стекла[39];
• производство диоксида титана[40];
• производство буровых растворов[41];
• пивоварение и производство минеральной воды[42];
• реагент при определении жесткости воды методом измерения концентраций ионов кальция и магния пламенной атомно-абсорбционной спектрометрией[43];
• альтернативный нетоксичный галогеноноситель для электроразрядных эксиплексных источников УФ-излучения[44][45] и эксимерных лазеров[46];
• экспериментальный компонент флюсов для высокотемпературной пайки[47];
• экспериментальное средство для борьбы с насекомыми-вредителями некоторых сельскохозяйственных культур[48].

Применение в органической химии

Хлорид цезия относительно редко используется в органическом синтезе, однако описан ряд химических реакций, в которых применяется это соединение в качестве межфазного катализатора или нуклеофильного реагента:

• синтез производных глутаминовой кислоты[К 8][49]:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!CHCOOCH_{3}+ArCH\!\!=\!\!N\!\!-\!\!CH(CH_{3})\!\!-\!\!COOC(CH_{3})_{3}\ {\xrightarrow[{CPME,\ 0^{o}C}]{TBAB,\ CsCl,\ K_{2}CO_{3}}}\ ArCH\!\!=\!\!N\!\!-\!\!C(C_{2}H_{4}COOCH_{3})(CH_{3})\!\!-\!\!COOC(CH_{3})_{3}}}}$

• реакция замещения в тетранитрометане[К 9][50]:

${\displaystyle {\mathsf {C(NO_{2})_{4}+CsCl\ {\xrightarrow[{}]{DMF}}\ C(NO_{2})_{3}Cl+CsNO_{2}}}}$

Применение в аналитической химии

Хлорид цезия находит широкое применение как аналитический реагент для проведения качественных реакций микрохимического обнаружения неорганических веществ по образованию характерных кристаллических осадков (микрокристаллоскопия). Примеры частных микрокристаллоскопических реакций с использованием CsCl приведены в таблице[51]:

Обнаруживаемый ион	Сопутствующие реагенты	Состав осадка	Характеристика осадка	Предел обнаружения, мкг
AsO3^3−	KI	Cs2[AsI5] или Cs3[AsI6]	красные шестиугольники	0,01
Au^3+	AgCl, HCl	Cs2Ag[AuCl6]	почти черные крестики, четырех- и шестилучевые звезды	0,01
Au^3+	NH4SCN	Cs[Au(SCN)4]	оранжево-жёлтые иглы	0,4
Bi^3+	KI, HCl	Cs2[BiI5] • 2,5H2O	красные шестиугольники	0,13
Cu^2+	(CH3COO)2Pb, CH3COOH, KNO2	Cs2Pb[Cu(NO2)6]	черные мелкие кубы	0,01
In^3+	—	Cs3[InCl6]	мелкие октаэдры	0,02
[IrCl6]^3−	—	Cs2[IrCl6]	тёмно-красные мелкие октаэдры	н/д
Mg^2+	Na2HPO4	CsMgPO4 • 6H2O	мелкие тетраэдры	н/д
Pb^2+	KI	Cs[PbI3]	жёлто-зеленые иглы, розетки	0,01
Pd^2+	NaBr	Cs2[PdBr4]	буро-красные иглы и призмы	н/д
[ReCl4]^−	—	Cs[ReCl4]	тёмно-красные ромбы, бипирамиды	0,2
[ReCl6]^2−	—	Cs2[ReCl6]	зелено-жёлтые мелкие октаэдры	0,5
ReO4^−	—	CsReO4	тетрагональные бипирамиды	0,13
Rh^3+	KNO2	Cs3[Rh(NO2)6]	жёлтые кубы	0,1
Ru^3+	—	Cs3[RuCl6]	розово-красные иглы, палочки	н/д
[RuCl6]^2−	—	Cs2[RuCl6]	красно-бурые мелкие кристаллы	0,8
Sb^3+	—	Cs2[SbCl5] • nH2O	шестиугольники	0,16
Sb^3+	NaI	Cs[SbI4] или Cs2[SbI5]	красные шестиугольники	0,1
Sn^4+	—	Cs2[SnCl6]	очень мелкие октаэдры	0,2
TeO3^3−	HCl	Cs2[TeCl6]	светло-жёлтые октаэдры	0,3
Tl^3+	NaI	Cs[TlI4]	оранжево-красные шестиугольники, прямоугольники, кубы	0,06

Используется хлорид цезия для следующих качественных аналитических реакций[К 10][52]:

Обнаруживаемый ион	Сопутствующие реагенты	Аналитическое определение	Предел обнаружения, мг/мл
Al^3+	K2SO4	в нейтральной среде после высушивания без нагревания — бесцветные кристаллы	0,01
Ga^3+	KHSO4	при небольшом нагревании выпадают бесцветные кристаллы	0,5
Cr^3+	KHSO4	в слабокислой среде при упаривании выпадают бледно-фиолетовые кристаллы	0,06

Калориметрия

Хлорид цезия используется как химический стандарт для калибровки калориметров по температуре и теплоемкости^[источник не указан 3884 дня].

Применение в медицине

Терапевтические свойства хлорида цезия были обнаружены ещё в 1888 году в лаборатории И. П. Павлова С. С. Боткиным. Соединение обладало выраженным гипертензивным и сосудосуживающим действием и было использовано для лечения нарушений сердечно-сосудистой системы[53].

Несколько клинических испытаний показали, что хлорид цезия может быть использован при комплексной терапии некоторых форм рака[54][55]. Однако использование этого препарата было связано со смертью 50 пациентов, когда он был использован как часть научно непроверенного лечения рака. По мнению American Cancer Society^[англ.], существующие научные данные не дают оснований полагать, что нерадиоактивные добавки хлорида цезия оказывают эффект на опухоли[56].

Также в США был выдан патент на использование соединения в качестве стимулятора нервной системы. Отмечается, что CsCl очень эффективен для регулирования сердечной аритмии. В районах мира с повышенным содержанием солей цезия в рационе питания было отмечено увеличение продолжительности жизни. По предварительным экспериментальным данным хлорид цезия и другие его соли могут быть полезны для лечении маниакально-депрессивных расстройств[54]. Терапевтическое действие соединения при лечении нейродегенеративных заболеваний связана с тем, что CsCl защищает нейроны от апоптоза и активации каспазы-3, вызываемых низким содержанием ионов калия[57].

Помимо обычного хлорида цезия, отдельное применение в лучевой диагностике и радиотерапии находит ^137CsCl — хлорид металла, в котором используется радиоактивный изотоп цезия ^137Cs[58]. Другой радиоизотоп цезия ^131Cs в виде хлорида также применяется как лечебно-диагностическое средство в брахитерапии[39] и, в частности, прямой диагностики инфаркта миокарда[59][60].

По состоянию на 22 июля 2013 года хлорид цезия не входит в Перечень лекарственных средств, зарегистрированных, внесенных в государственный реестр лекарственных средств и разрешенных к медицинскому применению в Российской Федерации[61].

Физиологическое действие и токсичность

Хлорид цезия является низко токсичным соединением, имеющим низкую степень опасности для человека[62]. Показатели токсичности:

• Крысы, внутрибрюшинно: ЛД₅₀ 1500 мг/кг;
• Крысы, перорально: ЛД₅₀ 2600 мг/кг;
• Мыши, перорально: ЛД₅₀ 2306 мг/кг;
• Мыши, внутривенно: ЛД₅₀ 910 мг/кг[4].

Токсические свойства хлорида цезия в больших концентрациях связаны со способностью этого соединения снижать содержание калия в организме и частично замещать его в биохимических процессах[63]. Пыль соединения может вызвать раздражение верхних дыхательных путей, респираторные расстройства, астму[41].

Комментарии

1. Расхождение данных значений со значениями, приведёнными ранее, объясняется разными источниками.
2. Измерен относительно воздуха при длине волны 589 нм.
3. Относительно чистой воды.
4. Измерена при −51 °С и частоте электромагнитного поля 9,7•10^5 Гц.
5. Приведена упрощённая схема реакции.
6. Без учёта полуфабриката хлорида цезия, используемого для дальнейшего получения металлического цезия или иных соединений.
7. Выбор хлорида цезия в качестве распространённой соли для равновесного ультрацентрифугирования обусловлен следующими причинами:
   • хорошая растворимость соли в воде;
   • высокая плотность концентрированных водных растворов (Cs очень тяжёлый элемент) при несущественном изменении вязкости среды;
   • высокая крутизна профиля равновесного градиента для раствора от мениска до дна пробирки;
   • химическая стабильность водных растворов CsCl.
8. Обозначения в уравнении реакции:
   • TBAB — бромид тетра-N-бутиламмония (межфазный катализатор);
   • CPME — циклопентилметиловый эфир (растворитель).
9. Обозначения в уравнении реакции:
   • DMF — N,N-диметилформамид (растворитель).
10. В дополнение к перечисленным выше качественным микрокристаллическим реакциям.

Примечания

1. Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5.
2. Краткий справочник физико-химических величин / Под редакцией проф. А. А. Равделя и А. М. Пономарёвой. — Издание девятое. — СПб.: «Специальная литература», 1998. — 232 с. — ISBN 5-86457-116-4.
3. Таблица неорганических и координационных соединений  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 23 февраля 2011. Архивировано 13 августа 2011 года.
4. Safety data for caesium chloride (англ.). Chemical and Other Safety Information. The Physical and Theoretical Chemistry Laboratory Oxford University. Дата обращения: 8 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
5. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
6. Цезий // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 5. — С. 654—656. — ISBN 5-85270-310-9.
7. Плющев В. Е., Стёпин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. — М.: «Химия», 1970. — 406 с.
8. Ионная связь // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1990. — Т. 2. — С. 506. — ISBN 5-85270-035-5.
9. CRC Handbook of Chemistry and Physics / Editor-in-Chief David R. Lide. — 85-th edition. — CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 978-0849304859.
10. Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997. — С. 85.
11. Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
12. Картмелл Е., Фошлес Г. В. А. Валентность и строение молекул. — М.: «Химия», 1979. — С. 119. — 358 с.
13. Refractive index and related constants - CsCl (Cesium chloride)  (неопр.). Refractive index database RefractiveIndex.INFO. Дата обращения: 11 мая 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
14. Ионные кристаллы // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1990. — Т. 2. — С. 510. — ISBN 5-85270-035-5.
15. ЭСБЕ/Цезий  (неопр.). Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Санкт-Петербург, 1890—1907. Викитека. Дата обращения: 15 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
16. Цезия галогениды // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 5. — С. 657. — ISBN 5-85270-310-9.
17. Растворимость неорганических соединений в смешанных и неводных растворителях  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Химическое равновесие. Свойства растворов. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 5 апреля 2012 года.
18. Плющев В. Е., Стёпин Б. Д. Аналитическая химия рубидия и цезия. — М.: «Наука», 1975. — С. 22—26. — (Аналитическая химия элементов).
19. Плющев В. Е., Стёпина С. Б., Фёдоров П. И. Химия и технология редких и рассеянных элементов / Под редакцией К. А. Большакова. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: «Высшая школа», 1976. — Т. 1. — С. 101—103.
20. Matsuoa H., Kogab Y., Sawamura S. Solubility of cesium chloride in water under high pressures (англ.) // Fluid Phase Equilibria. — 2001. — Vol. 189, no. 1—2. — P. 1—11.
21. Давление пара в зависимости от температуры  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 23 февраля 2011. Архивировано 16 июля 2014 года.
22. Растворимость неорганических соединений в смешанных и неводных растворителях  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 4 ноября 2011 года.
23. Удельная электрическая проводимость твердых и расплавленных солей  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
24. Диффузия в твёрдой фазе  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 17 июня 2010 года.
25. Hackspill M. L. Sur une nouvelle prepapratíon du rubidium et du cæsium (фр.) // Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. — 1905. — Vol. 141. — P. 106. Архивировано 22 июля 2017 года.
26. Савинкина Е. Цезий, страница 2  (неопр.). Онлайн Энциклопедия «Кругосвет». Дата обращения: 26 февраля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
27. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 3-е изд.. — М.: «Химия», 2000. — С. 49. — ISBN 5-7245-1163-0.
28. Бария хлорид // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 463.
29. Consolidated Index of Selected Property Values: Physical Chemistry and Thermodynamics / National Research Council (U.S.). Office of Critical Tables. — Publication 976. — Washington, D.C.: National Academy of Science, 1962. — P. 271.
30. Полигалогениды // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1992. — Т. 3. — С. 1237—1238. — ISBN 5-85270-039-8.
31. Cesium and Cesium Compounds // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4-th edition. — New York: John Wiley & Sons, 1994. — P. 375—376.
32. Соединения цезия  (неопр.). ЗАО «Завод редких металлов». Дата обращения: 4 марта 2011. Архивировано из оригинала 26 декабря 2011 года.
33. Halka M., Nordstrom B. Alkali and Alkaline Earth Metals. — New York: Facts On File, 2010. — P. 52. — ISBN 978-0-8160-7369-6.
34. Цезий // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
35. Менделевий // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1992. — Т. 3. — С. 57. — ISBN 5-85270-039-8.
36. Patnaik P. Handbook of Inorganic Chemicals. — McGraw-Hill, 2003. — P. 207. — ISBN 0-07-049439-8.
37. Остерман Л. А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование (практическое пособие). — М.: «Наука», 1981. — С. 240—263. — 288 с.
38. Тугоплавкие и химически активные металлы  (неопр.). Migatronic. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 24 марта 2012 года.
39. Cesium (англ.) (pdf). Mineral Commodity Summaries. U.S. Geological Survey (январь 2010). Дата обращения: 14 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
40. Cesium Chloride 99.99 (англ.) (pdf). Chemetall GmbH, Special Metals Division (2008). Дата обращения: 10 апреля 2011. Архивировано из оригинала 30 декабря 2011 года.
41. Cesium Chloride MSDS (англ.) (pdf). Cesium Fine Chemicals. Cabot Corporation. Дата обращения: 11 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
42. Cesium chloride // Academic Press Dictionary of Science and Technology / Edited by Morris Ch. G.. — San Diego: Academic Press, 1992. — P. 395. — 2432 p. — ISBN 0-12-200400-0.
43. ГОСТ 52407-2005. Вода питьевая. Методы определения жесткости. — Издание официальное. — М.: Стандартинформ, 2006. — 16 с.
44. Кленовский М. С., Кельман В. А., Жменяк Ю. В., Шпеник Ю. О. Электроразрядный источник УФ-излучения на основе парогазовой смеси Xe—CsCl // Журнал технической физики. — 2010. — Т. 80, № 5. — С. 117—122. — doi:10.1134/S1063784210050178. Архивировано 24 марта 2012 года.
45. Кленовский М. С., Кельман В. А., Жменяк Ю. В., Шпеник Ю. О. Люминесценция эксиплексных молекул XeCl* и XeBr*, инициируемая продольным импульсным разрядом в трехкомпонентной смеси Xe с парами CsCl и CsBr // Оптика и спектроскопия. — 2013. — Т. 114, № 2. — С. 216—224. — doi:10.1134/S0030400X13010141.
46. Бойченко А. М., Кленовский М. С. Лазерная генерация эксиплексной молекулой XeCl в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси Xe-CsCl // Квантовая электроника. — 2015. — Т. 45, № 12. — С. 1105—1110. — doi:10.1070/QE2015v045n12ABEH015859.
47. Industrial Minerals & Rocks: Commodities, Markets, and Uses / Edited by Kogel J. E., Trivedi N. C., Barker J. M. — Seven edition. — Littleton: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 2006. — P. 1430. — 1548 p. — ISBN 978-0-87335-233-8.
48. Qureshi J. A., Buschman L. L., Throne J. E., Whaley P. M., Ramaswamy S. B. Rubidium Chloride and Cesium Chloride Sprayed on Maize Plants and Evaluated for Marking Diatraea grandiosella (Lepidoptera: Crambidae) in Mark–Recapture Dispersal Studies (англ.) // Environmental Entomology. — Oxford University Press, 2004. — Vol. 33, no. 4. — P. 930—940. — doi:10.1603/0046-225X-33.4.930.
49. Kano T., Kumano T., Maruoka K. Rate Enhancement of Phase Transfer Catalyzed Conjugate Additions by CsCl (англ.) // Organic Letters. — 2009. — Vol. 11, no. 9. — P. 2023—2025.
50. Katritzky A. R., Meth-Cohn O., Rees Ch. W. Comprehensive Organic Functional Group Transformations / Volume editor: Gilchrist T. L.. — First edition. — New York: Elsevier, 1995. — Vol. 6: Synthesis: Carbon with Three or Four Attached Heteroatoms. — P. 283. — 933 p. — ISBN 978-0-080406046.
51. Микрокристаллоскопия  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия (часть II). ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 5 апреля 2012 года.
52. Химические методы обнаружения ионов.(Качественный химический метод анализа)  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия (часть II). ChemAnalytica.com. Дата обращения: 24 февраля 2011. Архивировано 13 августа 2011 года.
53. Цезий  (неопр.). Медицинские справочники. Столица-Медикл. Дата обращения: 10 мая 2011. Архивировано из оригинала 17 августа 2011 года.
54. Brewer A. K. The High pH Therapy for Cancer Tests on Mice and Humans (англ.) // Pharmacology Biochemistry & Behavior. — 1984. — Vol. 21, no. 1. — P. 1—5. Архивировано 22 августа 2014 года.
55. Low J. C., Wasan K. M., Fazli L., Eberding A., Adomat H., Guns E. S. Assessing the therapeutic and toxicological effects of cesium chloride following administration to nude mice bearing PC-3 or LNCaP prostate cancer xenografts (англ.) // Cancer Chemother Pharmacology. — 2007. — Vol. 60, no. 6. — P. 821—829. Архивировано 26 сентября 2011 года.
56. Cesium Chloride  (неопр.). Complementary and Alternative Medicine: Herbs, Vitamins, and Minerals. American Cancer Society. Дата обращения: 13 мая 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
57. Zhong J., Yaoa W., Lee W. Cesium chloride protects cerebellar granule neurons from apoptosis induced by low potassium (англ.) // International Journal of Developmental Neuroscience. — 2007. — Vol. 25, no. 6. — P. 359—365.
58. Источники радиоактивных загрязнений  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы. ChemAnalytica.com. Дата обращения: 23 февраля 2011. Архивировано 5 апреля 2012 года.
59. Carr E. A., Gleason G. B., Shaw J., Krontz B., Arbor A. The direct diagnosis of myocardial infarction by photoscanning after administration of cesium-131 (англ.) // American Heart Journal. — 1964. — Vol. 68, no. 5. — P. 627—636. Архивировано 7 августа 2011 года.
60. McGeehan J. T., Rodríguez-Antúnez A., Lewis R. C. Cesium 131 Photoscan: Aid in the Diagnosis of Myocardial Infarction (англ.) // JAMA. — 1968. — Vol. 204, no. 7. — P. 585—589.
61. Государственный реестр лекарственных средств  (неопр.) (Excel/zip). Министерство здравоохранения и социального развития РФ (22 июля 2013). Дата обращения: 22 июля 2013. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
62. Chemical Safety Data: Caesium chloride (англ.). Hands-on Science (H-Sci) Project: Chemical Safety Database. Physical and Theoretical Chemistry Laboratory, Oxford University. Дата обращения: 8 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
63. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / Под ред. проф. Н. В. Лазарева и проф. И. Д. Гадаскиной. — Издание 7-е, пер. и доп. — Л.: Химия, 1977. — Т. 3. — С. 328—329.

Литература

1. Плющев В. Е., Стёпин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. — М.: «Химия», 1970. — С. 96—100. — 406 с.
2. Cassileth B. R., Yeung K. S., Gubili J. Cesium Chloride // Herb-Drug Interactions in Oncology. — Second edition. — PMPH-USA, 2010. — P. 158—160. — 769 p. — ISBN 978-1-60795-041-7.
3. Eldridge J. E. Cesium Chloride (CsCl) // Handbook of Optical Constants of Solids / Edited by Edward D. Palik. — London: Academic Press, 1998. — Vol. 3. — P. 731—741. — ISBN 0-12-544423-0.
4. Toxicological Profile for Cesium. — Atlanta: Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2004. — 306 p.

Ссылки

• Кристаллическая структура хлорида цезия (англ.). Дата обращения: 3 марта 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
• Java 3D-модель кристаллической решётки хлорида цезия (англ.). Дата обращения: 8 апреля 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.
• Оптические характеристики кристалла хлорида цезия (англ.). Дата обращения: 13 мая 2011. Архивировано 17 августа 2011 года.