Нитрат цезия

13.03.2021

Нитрат цезия — соль щелочного металла цезия и азотной кислоты с формулой CsNO3. Бесцветный гигроскопический кристаллический порошок, без запаха. Образует кристаллогидраты.

Получение

Нитрат цезия получается действием азотной кислоты на металлический цезий, его оксид, гидроксид или карбоната:

21   C s + 26   H N O 3   →     21   C s N O 3 +   N O ↑ +   N 2 O ↑ +   N 2 ↑ +   13   H 2 O {displaystyle {mathsf {21 Cs+26 HNO_{3} {xrightarrow { }} 21 CsNO_{3}+ NOuparrow + N_{2}Ouparrow + N_{2}uparrow + 13 H_{2}O}}} C s 2 O + 2   H N O 3   →     2   C s N O 3 + H 2 O {displaystyle {mathsf {Cs_{2}O+2 HNO_{3} {xrightarrow { }} 2 CsNO_{3}+H_{2}O}}} C s O H + H N O 3   →     C s N O 3 + H 2 O {displaystyle {mathsf {CsOH+HNO_{3} {xrightarrow { }} CsNO_{3}+H_{2}O}}} C s 2 C O 3 + 2   H N O 3   →     2   C s N O 3 + C O 2 ↑ +   H 2 O {displaystyle {mathsf {Cs_{2}CO_{3}+2 HNO_{3} {xrightarrow { }} 2 CsNO_{3}+CO_{2}uparrow + H_{2}O}}}

Физические свойства

Нитрат цезия образует бесцветные гигроскопичные кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P 6m2 или P 62m, a = 1,074 нм, c = 0,768 нм. При 154°С переходит в кубическую фазу с параметром ячейки a = 0,4499 нм (170°С).

Из водных растворов выделены кристаллогидраты CsNO3•H2O (темп. пл. 100°С) и CsNO3•2H2O (темп. пл. 32-36°С).

В вакууме при 450-500°С нитрат цезия возгоняется без разложения, что можно использовать для его очистки. Расплавленный нитрат цезия сильный окислитель, он разрушительно действует на кварц, платину, многие металлы.

Химические свойства

  • При нагревании выше температуры плавления разлагается
2   C s N O 3   → 490 o C   2   C s N O 2 + O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2 CsNO_{3} {xrightarrow {490^{o}C}} 2 CsNO_{2}+O_{2}uparrow }}} 4   C s N O 3   → 700 o C   2   C s 2 O + 2   N 2 ↑ + 5   O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {4 CsNO_{3} {xrightarrow {700^{o}C}} 2 Cs_{2}O+2 N_{2}uparrow +5 O_{2}uparrow }}}
  • При смешении концентрированных растворов нитрата цезия и азотной кислоты образуются сольваты (n=1÷2):
2   C s N O 3 + n H N O 3   →     C s N O 3 ⋅ n H N O 3 ↓ {displaystyle {mathsf {2 CsNO_{3}+{mathit {n}}HNO_{3} {xrightarrow { }} CsNO_{3}cdot {mathit {n}}HNO_{3}downarrow }}}
  • Нитрат цезия восстанавливается атомарным водородом:
C s N O 3 + 2   H   → Z n , H C l , 20 o C   C s N O 2 + H 2 O {displaystyle {mathsf {CsNO_{3}+2 H {xrightarrow {Zn,HCl,20^{o}C}} CsNO_{2}+H_{2}O}}} C s N O 3 + 8   H   → Z n , N a O H , 100 o C   C s O H + N H 3 ↑ + H 2 O {displaystyle {mathsf {CsNO_{3}+8 H {xrightarrow {Zn,NaOH,100^{o}C}} CsOH+NH_{3}uparrow +H_{2}O}}}