Азид цезия

Закажите азид цезия, заполнив заявку внизу страницы!

Азид цезия (CsN₃) — неорганическое соединение, цезиевая соль азотистоводородной кислоты HN₃. В англоязычной литературе используется название cesium azide (caesium azide по номенклатуре IUPAC). Вещество представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы тетрагональной сингонии. При нормальных условиях соединение устойчиво и не детонирует от удара, что отличает его от азидов тяжёлых металлов.

Основная область применения азида цезия — получение высокочистого металлического цезия методом термического разложения в вакууме. Соединение также используется в лабораторной практике как реагент в органическом синтезе.

Идентификаторы азида цезия в международных реестрах

Реестр	Номер
CAS	22750-57-8
PubChem CID	6101636
ChemSpider	81071
EINECS	245-196-0

Кристаллическая структура

Азид цезия кристаллизуется в тетрагональной сингонии с искажённой структурой типа хлорида цезия. Параметры элементарной ячейки: a = 6,5412 Å, c = 8,0908 Å. Каждый ион азида N₃⁻ координирован восемью катионами цезия, а каждый катион Cs⁺ — восемью концевыми атомами азота азидных ионов. Такой же структурный тип характерен для азидов калия (KN₃), рубидия (RbN₃) и таллия (TlN₃).

При нагревании до 151 °С происходит полиморфный переход — тетрагональная модификация переходит в кубическую.

Физико-химические свойства азида цезия

Параметр	Значение
Молярная масса	174,93 г/моль
Плотность	3,5 г/см³
Температура плавления	310 °С
Температура разложения	390 °С
Температура полиморфного перехода (тетрагональная → кубическая)	151 °С
Внешний вид	Бесцветные гигроскопичные тетрагональные кристаллы

Растворимость

Азид цезия отличается высокой растворимостью в воде. При температуре 0 °С в 100 г воды растворяется 224,2 г вещества. С повышением температуры растворимость увеличивается. Водный раствор CsN₃ имеет щелочную реакцию.

В органических растворителях соединение растворяется значительно хуже: в этаноле — слабо, в диэтиловом эфире не растворяется.

Получение азида цезия

Основные способы синтеза CsN₃:

Нейтрализация. Раствор азотистоводородной кислоты HN₃ нейтрализуется водным раствором гидроксида цезия CsOH. Вместо гидроксида может использоваться карбонат цезия Cs₂CO₃:

CsOH + HN₃ → CsN₃ + H₂O

Cs₂CO₃ + 2HN₃ → 2CsN₃ + CO₂↑ + H₂O

Обменная реакция. Сульфат цезия реагирует с азидом бария с образованием нерастворимого сульфата бария и растворимого азида цезия:

Cs₂SO₄ + Ba(N₃)₂ → 2CsN₃ + BaSO₄↓

Применение — получение высокочистого цезия

Термическое разложение азида цезия в вакууме является одним из методов получения высокочистого металлического цезия, не содержащего примесных газов. Реакция протекает при температуре около 390 °С:

2CsN₃ → 2Cs + 3N₂↑

Этот метод позволяет получать цезий без побочных газообразных продуктов, кроме молекулярного азота, что критически важно для вакуумных применений. Аналогичным образом термическое разложение азидов используется для получения других щелочных металлов высокой чистоты.

Помимо этого, азид цезия применяется в лабораторном органическом синтезе как источник азид-иона N₃⁻ в реакциях азидирования.

Техника безопасности при работе с азидом цезия

Взрывобезопасность

В отличие от азидов тяжёлых металлов (свинца, серебра, меди, ртути), которые являются инициирующими взрывчатыми веществами и детонируют при ударе или трении, азид цезия не чувствителен к механическим воздействиям. Азиды щелочных металлов в целом значительно менее чувствительны к механическому инициированию, чем азиды тяжёлых металлов, и в лабораторных условиях обычно не рассматриваются как взрывчатые вещества.

Тем не менее, при интенсивном нагревании разложение CsN₃ сопровождается быстрым выделением азота, что требует соблюдения мер предосторожности.

Токсичность

Азид цезия — сильнотоксичное вещество. По механизму токсического действия азид-ион сопоставим с цианид-ионом: он блокирует цитохромоксидазу, нарушая клеточное дыхание. Работа с веществом должна проводиться в вытяжном шкафу при наличии приточно-вытяжной вентиляции. Обязательно применение стандартного комплекта средств индивидуальной защиты: химически стойких перчаток, защитных очков, респиратора.

Процесс измельчения азида должен быть автоматизирован для исключения контакта работника с пылью вещества.

Утилизация

Сливать растворы азида цезия в канализацию категорически запрещено. При контакте с медными или свинцовыми трубопроводами образуются азиды тяжёлых металлов, обладающие высокой чувствительностью к удару и способные к детонации. Утилизация проводится путём обработки азотистой кислотой HNO₂ (или нитритом натрия в кислой среде), которая окисляет азид-ион до молекулярного азота.

Хранение и формы поставки

Азид цезия хранится в герметичной таре из искробезопасного материала, вдали от источников влаги и кислотных паров. Гигроскопичность вещества требует защиты от атмосферной влаги. Поставляется в виде порошка или кристаллов.