Хромат цезия

Хромат цезия (хромовокислый цезий, дицезий хромат) — неорганическая соль цезия и хромовой кислоты с формулой Cs₂CrO₄. Вещество представляет собой жёлтые кристаллы ромбической сингонии. Желтоватая окраска обусловлена хромат-ионом CrO₄²⁻, характерной для всех хроматов.

Физические и химические свойства хромата цезия

Физические свойства

Показатель	Значение
Химическая формула	Cs₂CrO₄
CAS	13454-78-9
EC (EINECS)	236-640-4
Молярная масса	381,8 г/моль
Внешний вид	Жёлтые кристаллы
Кристаллическая система	Ромбическая (орторомбическая)
Плотность	4,24 г/см³
Температура плавления	~963 °С (1236 K)
Растворимость в воде	Хорошо растворим
Растворимость в спирте	Нерастворим

При нагреве до ~1031 K (около 758 °С) Cs₂CrO₄ претерпевает твёрдофазный полиморфный переход без разложения; плавление происходит при ~1236 K (~963 °С). Разложение наступает выше температуры плавления.

Химические свойства

Хромат цезия является солью сильного основания (CsOH) и слабой кислоты (H₂CrO₄), что обусловливает частичный гидролиз в водном растворе. В водном растворе диссоциирует на ионы Cs⁺ и CrO₄²⁻. Хромат-ион в степени окисления Cr(VI) является сильным окислителем: вещество реагирует с восстановителями (металлами, органическими соединениями), переходя в соединения Cr(III) или Cr(II). При взаимодействии с кислотами Cs₂CrO₄ в избытке кислоты переходит в дихромат-форму Cs₂Cr₂O₇. Нерастворим в спирте.

Синтез хромата цезия

В природе вещество не встречается. В лабораторных и промышленных условиях применяются три основных метода получения.

Взаимодействие триоксида хрома с карбонатом цезия — основной промышленный путь. При растворении CrO₃ в водном растворе Cs₂CO₃ выделяется CO₂ и образуется хромат цезия:

CrO₃ + Cs₂CO₃ → Cs₂CrO₄ + CO₂↑

Обменная реакция (метатезис): хромат калия реагирует с хлоридом цезия в водном растворе; хромат цезия выделяется кристаллизацией из-за разной растворимости продуктов:

K₂CrO₄ + 2 CsCl → Cs₂CrO₄ + 2 KCl

Щелочное разложение дихромата цезия: дихромат Cs₂Cr₂O₇ обрабатывают гидроксидом цезия:

Cs₂Cr₂O₇ + 2 CsOH → 2 Cs₂CrO₄ + H₂O

Токсикология и меры безопасности

Хромат цезия относится к 1-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 (чрезвычайно опасные вещества). Определяющий фактор — наличие шестивалентного хрома Cr(VI).

Cr(VI) включён МАИР (Международным агентством по изучению рака) в группу 1 — доказанный канцероген для человека. Основные пути воздействия и эффекты:

• Ингаляционный контакт — раздражение и химический ожог слизистых дыхательных путей, при хроническом воздействии — бронхит, перфорация носовой перегородки, карцинома лёгких.
• Кожный контакт — дерматит, язвы, сенсибилизация (аллергический дерматит при повторных контактах).
• Попадание внутрь — поражение печени, почек, гемолиз.
• Генотоксичность — повреждение ядерной и митохондриальной ДНК при проникновении в клетку.

ПДК в воздухе рабочей зоны по Cr(VI) — 0,01 мг/м³ (в пересчёте на CrO₃). При работе с хроматом цезия обязательны: средства защиты органов дыхания (респиратор не ниже FFP3), химически стойкие перчатки, защитные очки или щиток, защитный костюм. Хранение — в герметичной стеклянной или химически стойкой металлической таре, отдельно от восстановителей и органических веществ. Утилизация — как отходы 1-го класса опасности.

Применение хромата цезия

Производство цезиевого пара для вакуумных приборов

Исторически хромат цезия являлся основным реагентом для получения паров цезия при изготовлении вакуумных электронных трубок. При нагреве смеси Cs₂CrO₄ с восстановителем (кремний, бор или титан) выделяется металлический цезий в виде пара, который конденсируется непосредственно в вакуумированном приборе. Метод позволяет вводить строго дозированное количество цезия без работы с пирофорным металлом в открытых условиях. Сегодня этот путь используется в производстве специальных источников света и фотоэлектронных умножителей.

Подробнее о металлическом цезии и условиях его поставки — на странице цезий металлический в ампулах.

Прекурсор соединений цезия

Cs₂CrO₄ используют как исходное вещество для синтеза других соединений цезия в научных и прикладных исследованиях. Хромат-ион при восстановлении переходит в нетоксичный Cr(III), что позволяет целевым образом выделять ионы цезия в конечном продукте. Сопутствующий оксид цезия также является самостоятельным реагентом — см. страницу оксид цезия.

Аналитическая химия

Хромат-ион CrO₄²⁻ образует малорастворимые осадки с ионами Ba²⁺, Pb²⁺, Ag⁺. Применение хромата цезия вместо хроматов калия или натрия используется в тех случаях, когда в аналитической системе необходимо исключить ионы K⁺ или Na⁺ во избежание мешающего влияния. Реакции осаждения с Cs₂CrO₄ применяют в гравиметрии и качественном анализе.

Форма поставки

Поставляется в виде кристаллического порошка. Фасовка — стеклянная тара с герметичной крышкой. Объём партии — от лабораторных количеств до промышленных. Для уточнения наличия, чистоты и условий отгрузки свяжитесь с нашими менеджерами.