Cäsium

Hööftartikel: Isotopen vun Cäsium
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
¹²⁹Cs	nee	32,06 h	ε	1,195	¹²⁹Xe
¹³⁰Cs	nee	29,21 min	ε	2,983	¹³⁰Xe
¹³⁰Cs	nee	29,21 min	β^-	0,373	¹³⁰Ba
¹³¹Cs	nee	9,689 d	ε	0,352	¹³¹Xe
¹³²Cs	nee	6,479 d	ε	2,120	¹³²Xe
¹³²Cs	nee	6,479 d	β^-	1,280	¹³²Ba
¹³³Cs	100 %	Cs is mit 78 Neutronen bestännig.
¹³⁴Cs	nee	2,0648 a	β^-	2,059	¹³⁴Ba
¹³⁵Cs	nee	2 · 10⁶ a	β^-	0,2	¹³⁵Ba
¹³⁶Cs	nee	13,16 d	β^-	2,548	¹³⁶Ba
¹³⁷Cs	nee	30,17 a	β^-	0,5	¹³⁷Ba

Cäsium (vun lat. caesium „himmelblau“ wegen de charakteristischen blauen Spektrallienen) is en cheemsch Element ut dat Periodensystem mit dat Atomteken Cs un de Atomtall 55. Dat bannig reaktive goldklöörte Alkalimetall hett in hoochreinen Tostand en sülvrigen Gleem. De Smölttemperatur is düchtig siet: Cäsium smölt al bi en licht anstegen Ümgevenstemperatur.

Historie

Cäsium is to’n eersten mol 1860 vun den düütschen Chemiker Robert Wilhelm Bunsen un den düütschen Physiker Gustav Robert Kirchhoff, den Utfinner vun de Spektralanalyys, tosamen mit dat Element Rubidium in’t Dürkheimer Mineralwater nawiest worrn. De Naam Cäsium betütt sik op de tyypschen Spektrallienen, de in’t blau leegt un weer 1861 vun Bunsen un Kirchhoff vergeven.

In’t Johr 1882 hett Carl Setterberg to’n eersten mol metallsch Cäsium dör Smöltelektrolys vun’t Cyanid herstellt.

Vörkamen

Weertschopplich to bruken is ünner de Mineralen, de Cäsium bargt, blots dat Pollucit ((Cs,Na)[(Si₂Al)O₆]·nH₂O), dat ok Pollux nöömt warrt un in’n Bernic Lake in Manitoba, Kanada afboet warrt. Annere Mineralen, de Cäsium bargen künnt, sünd Margaritasit un Lepidolit. De Herstellen vun’t reine Metall geiht över de Redukschoon vun Cäsiumchlorid mit Calcium vör sik.

Egenschoppen

Cäsium mit sien goldgele Klöör in en Ampull ünner Schuulgas

Vun all bestännige Elementen in’t Periodensystem hett Cäsium mit 274 pm den gröttsten Atomradius. Bito is dat ok dat weekste Metall vun all un is bannig dehnbor. Na Quecksülver un dat radioaktive, in de Natur kuum vörkamen Francium hett Cäsium den drüttsietsten Smöltpunkt. De liggt bi 28,45 °C, wiel de Kaakpunkt bi 671 °C liggt.

Cäsium is dat Metall, dat an’n besten reageert, mit vele annere Elementen reageert Cäsium deels explosionsortig ünner Füerentwickeln. Bi de banniig dullen, düchtig exothermen Reakschonen mit Water entsteiht blangen Waterstoff ok Cäsiumhydroxid, de starkste Metallhydroxidbase.

\mathrm {2\ Cs+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ CsOH+H_{2}\uparrow }

In Luft verbrennt Cäsium mit blauvigelette Flamm to Cäsiumhyperoxid.

\mathrm {Cs+O_{2}\longrightarrow CsO_{2}}

Baven vun 300 °C grippt dat ok Glas an. Cäsium is wieter ok dat Element mit den gröttsten thermischen Utdehnkoeffizienten (9,4 · 10^-5 °C^-1).

Isotopen

In de Natur kummt blots dat bestännige Isotop ¹³³Cs vör. Somit höört Cäsium to de anisotopen oder Reinelementen.

All annern Isotopen sünd radioaktiv un künnt blots künstlich dör Karnsplitten oder annere Karnreakschonen tüügt warrn. Dat bedüdenste künstliche Isotop is de β- un γ-Strahler ¹³⁷Cs mit en Halfweertstiet vun 30 Johren. Allgemeen bekannt worrn is dat Isotop vör allen 1986 dör de radioaktive Belasten na de Reakterkatastrooph vun Tschernobyl. Anriekert hett sik dat Element vör allen in Poggenstöhl as to’n Bispeel den Maronenröhrling in Süüddüütschland un Öösterriek un in Wildbester (sünners in’t Swartwild, bi dat sik ok vundaag noch bit to 9.000 Bq/kg meten laat (Süüddüütschland, Schluchsee)). De Grenzweert för Nehrmiddel liggt in de EU bi 600 Bq/kg^[1].

Bruuk

Kristallen vun hoochrein Cäsium

Cäsium warrt in de Industrie för verschedene Saken bruukt:

In de Produkschoon vun Fotozellen, sünners för Infraroot-Strahlen un Fotomultipliers
Infrarootlüüchtsätz to’n Insatz mit Nachtsichtreedschoppen^[2]
Tarnnevelmunitschoon^[3]
Finster, Linsen un Prismen, de Infrarootlicht dörlaat
Cäsium-Damplampen för Nachtsichtreedschoppen
Produkschoon vun Katalysaters, de mit Cäsium doteert sünd
Atomklocken, Cäsiumklocken as Tietnormal
Gettermetall för Vakuumröhren
¹³⁷Cs as Strahlenborn för medizinische Anwennen in de Kreefttherapie un in lütte Bestrahlanlagen (as Gammacell) bi Experimenten in de Levensmiddelbestrahlen
¹³⁷Cs as Warmsborn (thermoionische Batterien, Radionuklidbatterie)
Direvstoff för Ionenandrievwarken
¹³⁷Cs as Tracer för Wind- un Watererosion
¹³⁷Cs as Strahlenborn in de Eerdphysik to’n Meten vun de Dicht.

Nawies

To’n Nawies vun Cäsium kann sien blaue Flammenklöör nütt warrn. In’t Spektroskop wiest sik en düütliche Emisschoonslien bi 455,5 nm^[4]. Quantitativ lett sik dat in de Flammenfotometrie to’n Bestimmen vun Cäsiumsporen bruken.

In de Polarografie wiest Cäsium en reversible kathoodsche Stopp bi -2,09 V (gegenSCE). As Grundelektrolyt mööt dorbi quartäre Ammoniumverbinnen (to’n Bispeel 0,1 molar Tetramethylammoniumhydroxid) verwennt warrn, vun wegen dat annere Alkali- oder Eerdalkalimetallionen teemlich glieke Halfstopenpotentialen opwiest.^[5].

Sekerheitshenwiesen

An de Luft tünnert Cäsium vun sülvst. Dorüm mutt dat Metall ünner rein Argon oder in Vakuum opbewohrt warrn. In Water reageert Cäsium exotherm ünner Entwickeln vun gasförmigen Waterstoff. Dör sien hooch Reakschoonsvermögen is de Reakschoon mit Water explosiv. Dör dat Tünnern vun’n Waterstoff, de dorbi entsteiht, kann de Explosivität noch verstarkt warrn.

Verbinnen

Cäsium is een vun de elektropositivsten Elementen. Vun wegen den groten Elektronegativitätsünnerscheed to de meisten annern Elementen is Cäsium meist blots in ionische Verbinnen antofinnen, as ’n Bispeel:

Sünnerheit

In gasförmig Cäsium is de Breektall lütter as 1. Dat heet, dat de Phasensnelligkeit vun en elektromagneetsche Bülg as dat Licht grötter is as in’t Vakuum. Dit Phänomen is sünners vun Plasma her bekannt un steiht in vullstännigen Inklang mit de speziellen Relativitätstheorie, vun wegen dat keen Materie oder Informatschoon överdragen warrt.

Kiek ok

Goiânia-Unfall (Roof vun ¹³⁷Cs in de 1980er Johren.)^[6]

Borns

↑ Landsanstalt för Ümwelt, Meten un Naturschuul Baden-Württemberg: Radioaktivitätsbelastung in Wild, 2007
↑ C. W. Lohkamp USP 3 733 223, The United States as represented by the Secretary of the Navy, USA, (1973)
↑ M. Weber DE 32 38 444, Pyrotechnische Fabrik F. Feistel GmbH & Co. KG, Göllheim, Germany, (1982)
↑ Greenwood, Earnshaw: Chemie der Elemente, VCH, Weinheim, 1990, S. 97.
↑ J. Heyrovský, J. Kůta: Grundlagen der Polarographie, Akademie-Verlag, Berlin, 1965, S. 509.
↑ IAEO: The Radiological Accident in Goiânia, Wien, 1998, ISBN 92-0-129088-8 HTML (dor PDF), Stand: 13. Dezember 2007