Цезий

Состояние в природе и выделение. Цезий так похож на рубидий, что в его описании приходится дословно повторять то, что было сказано о рубидии. И открыты оба элемента были почти одновременно - цезий на год раньше (в 1860 г.) теми же исследователями - Кирхгофом и Бунзеном. Цезий был первым элементом, открытым спектральным анализом, методом, впоследствии сыгравшим важную роль в развитии наших знаний о химическом составе космических тел и в успехах аналитической химии.

Сведения о цезии проникали в науку постепенно. В 1846 г. в минералах, найденных на острове Эльба, обнаружили окрашенный кварцит, названный поллуцитом. В этом минерале содержались различные силикаты и, по-видимому, щелочные металлы - предполагалось, что это натрий и калий. Но как показали исследования химика К. Платтнера, сумма всех составных частей, определенных известными тогда методами, выраженная в процентах по массе, была меньше 100. Очевидно, в поллуците содержался еще какой-то элемент, неизвестный химикам.

В 1860 г. Р. Бунзен и Г. Кирхгоф, изучая составы минеральных вод, выпаривают воду из Дюркхеймского источника, удаляют из воды кальций, магний, стронций и литий и вносят каплю упаренного раствора в пламя горелки. В спектре появляются две голубые линии, которые нельзя приписать известным элементам. По цвету этих линий и было дано название новому элементу: "цезиус" значит по латыни "голубой", собственно, "небесно-голубой" - это слово относили к цвету неба. Р. Бунзен попытался выделить цезий в свободном состоянии. Ему пришлось подвергнуть переработке огромное количество - около 300 т - минеральной воды, и в результате в его руках оказалось лишь 50 г соединения нового элемента (хлороплатината цезия). Цезий, однако, так прочно был связан в комплексе с хлоридом платины, что получить его в чистом металлическом состоянии не удалось. Через 22 года после открытия Бунзена и Кирхгофа цезий был выделен в свободном состоянии химиком К. Заттербергом при электролизе смеси цианистых солей цезия и бария и Н. Н. Бекетовым посредством восстановления алюмината цезия CsAlO2 магнием в токе водорода^*.

^* (См.: Д. Н. Трифонов, В. Д. Трифонов. Как были открыты химические элементы. М., Просвещение, 1980.)

Минерал поллуцит имеет состав CsAl₄Si₉O₂₆ H₂O. Как видно, в нем нет других щелочных металлов, кроме цезия. К. Платтнер, произведя анализ, ошибочно принял сульфат цезия за смесь сульфатов натрия и калия. Для извлечения цезия из поллуцита применяют различные химические методы. Можно обработать минерал фтороводородной кислотой. Она переводит в растворимое состояние соединения цезия и других щелочных металлов (например, калия), которые могут быть в качестве примесей. Раствор фторидов выпаривают, добавляют карбонат аммония, и смесь прокаливают. Полученный карбонат цезия может содержать примеси карбонатов калия и рубидия. Обрабатывая смесь этиловым спиртом, отделяют соединения цезия. Дело в том, что в спирте растворяется только карбонат цезия. Из карбоната легко можно получить и другие соли этого металла. Металлический цезий получают, действуя различными восстановителями (без доступа воздуха) на карбонат или хлорид цезия.