Cloreto de césio

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
Caesium chloride
Caesium chloride
Nomes
Outros nomes	Cesium chloride
Cloreto de césio Identificadores Número CAS 7647-17-8 Número EINECS 231-600-2
Cloreto de césio Propriedades Fórmula química 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]
Cloreto de césio Estrutura Estrutura cristalina see text Geometria de coordenação cubico simples
Cloreto de césio Riscos associados LD50 2004 mg·kg-1[1]
Cloreto de césio 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
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, εr, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão. Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

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 piores acidentes de derramamento de radiação, matando quatro diretamente e afetando mais de 100.000 pessoas.

Estrutura

A estrutura de cloreto de césio não 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

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

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

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

Medicina

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

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

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.