Сульфат алюминия-цезия
- от объёма, заполните заявку
Сульфат алюминия-цезия (алюмоцезиевые квасцы, сернокислый алюминий-цезий) — неорганическое соединение, двойная сульфатная соль алюминия и цезия с формулой CsAl(SO4)2. Относится к классу квасцов — двойных сульфатов щелочного металла и трёхвалентного иона, с общей формулой M+M3+(SO4)2·12H2O. Вещество представляет собой твёрдое кристаллическое соединение: в безводной форме — белые гигроскопичные кристаллы; из водных растворов выделяется в виде додекагидрата CsAl(SO4)2·12H2O — бесцветных кристаллов кубической сингонии. CAS безводного: 14284-36-7; CAS додекагидрата: 7784-17-0.
Физические свойства сульфата алюминия-цезия
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Молярная масса (безводный) | 352,01 г/моль |
| Молярная масса (додекагидрат) | 568,18 г/моль |
| Плотность (додекагидрат) | 1,97 г/см³ |
| Температура плавления (додекагидрат) | 117 °C (в собственной кристаллизационной воде) |
| Кристаллическая система | Кубическая, параметр ячейки a = 1,234 нм |
| Растворимость в воде (0 °C) | 18,8 г безводного / 100 г H2O |
| Растворимость в воде (20 °C) | ≈ 0,40 г / 100 г H2O (малорастворимы) |
| Растворимость в воде (100 °C) | 22,7 г / 100 г H2O |
| Растворимость в этаноле | Нерастворим |
| CAS (безводный) | 14284-36-7 |
| CAS (додекагидрат) | 7784-17-0 |
Особенности растворимости
Поведение алюмоцезиевых квасцов в воде нетипично для большинства квасцов: при комнатной температуре (около 20 °C) растворимость аномально мала — порядка 0,4 г на 100 г воды. При охлаждении до 0 °C растворимость возрастает до 18,8 г/100 г, а при нагревании до 100 °C — до 22,7 г/100 г. Это нестандартная зависимость растворимости от температуры (наличие точки минимума вблизи комнатной температуры) принципиально отличает алюмоцезиевые квасцы от алюмокалиевых или алюмоаммонийных. Именно эта особенность используется на практике: при переработке цезийсодержащего минерального сырья осаждение CsAl(SO4)2·12H2O проводят охлаждением сернокислого раствора, а отделение от примесей — благодаря избирательной перекристаллизации.
Химические свойства
Алюмоцезиевые квасцы при нагревании плавятся в собственной кристаллизационной воде при 117 °C, затем последовательно дегидратируются с потерей молекул воды. При сильном нагревании безводный остаток разлагается с образованием оксидов алюминия и цезия и выделением SO3.
Водные растворы имеют кислую реакцию вследствие гидролиза иона Al3+:
[Al(H2O)6]3+ + H2O ⇌ [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
Реагирует со щелочами с образованием гидроксида алюминия и цезиевой соли; при избытке щёлочи Al(OH)3 растворяется с образованием алюмината. С кислотами — обменные реакции по сульфатному и цезиевому ионам. Совместная кристаллизация из раствора эквимолярных количеств сульфатов цезия и алюминия при охлаждении даёт кристаллический додекагидрат:
Cs2SO4 + Al2(SO4)3 + 24H2O → 2 CsAl(SO4)2·12H2O
Меры безопасности и класс опасности
По классификации GHS сульфат алюминия-цезия относится к категории предупреждения (Signal word: Warning). Действующие коды опасности:
| Код | Описание |
|---|---|
| H315 | Вызывает раздражение кожи |
| H319 | Вызывает серьёзное раздражение глаз |
| H335 | Может вызвать раздражение дыхательных путей |
При работе с веществом обязательно применение средств индивидуальной защиты: защитные очки или лицевой щиток, химически стойкие перчатки, при работе с порошком — респиратор. В случае контакта с кожей — промыть большим количеством воды с мылом; при попадании в глаза — промывать водой не менее нескольких минут при снятых контактных линзах. Хранить в плотно закрытой таре, в сухом месте, изолированно от влаги (вещество гигроскопично).
Транспортировка и хранение осуществляются в соответствии с правилами обращения с химическими реагентами согласно Федеральному закону № 184-ФЗ «О техническом регулировании» и санитарным нормам Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Применение алюмоцезиевых квасцов
Производство соединений цезия
Алюмоцезиевые квасцы — один из ключевых промежуточных продуктов при переработке цезийсодержащих минералов (в первую очередь поллуцита). При обработке руды серной кислотой цезий осаждается в виде малорастворимого CsAl(SO4)2·12H2O, что позволяет отделить его от сопутствующих щелочных металлов и примесей. Дальнейший обжиг квасцов с углеродом разлагает сульфат алюминия до Al2O3, а выщелачивание остатка даёт раствор Cs2SO4 — сырьё для синтеза других соединений цезия или получения металлического цезия. Такая схема применяется в гидрометаллургии цезия для получения высокочистых солей. Родственный продукт в этой цепочке — сульфат цезия Cs2SO4.
Аналитическая химия и лабораторная практика
CsAl(SO4)2·12H2O применяется как источник ионов цезия и алюминия в гравиметрическом анализе, для приготовления стандартных растворов, при осадительных реакциях идентификации анионов и катионов. Характерная кубическая форма кристаллов и специфическая зависимость растворимости от температуры делают это соединение удобным объектом демонстрационного кристаллорощения в учебной практике и для изучения термодинамики растворимости двойных сульфатов.
Синтез других соединений цезия
Служит прекурсором при синтезе ряда соединений цезия через последовательные химические превращения. Чистота и стехиометрическая определённость соединения делают его пригодным для точных препаративных работ в исследовательских и опытно-промышленных лабораториях.
Аналогичные свойства и области применения характерны для алюморубидиевых квасцов RbAl(SO4)2·12H2O — ближайшего структурного аналога.
Форма поставки
Поставляется в виде кристаллогидрата CsAl(SO4)2·12H2O. Фасовка — герметичные ёмкости из химически стойкого материала, предохраняющие от поглощения влаги из воздуха. Для уточнения доступных объёмов, квалификации (ч, х.ч., 99,99%) и условий поставки — направьте запрос через форму на сайте.
Марки по международным стандартам ISO и другим регламентам
30К4М-ВИ · B 582 (N 06007) · 4953 · L54 · FBL1 · F356.0 · 1Cr23Ni18 · ХН68КМБТЮ-ИД · 3.4204.00 · 90/10 Zn/Sb · А97Р · Плакирующий материал 1 · EQNiCu-7 · 1 B · Ag95Cu · A 358 (S32050) · B 608 (C 70600)
