Цезий дигидрофосфат (цезий фосфорнокислый однозамещённый) CsH₂PO₄

Цезий дигидрофосфат — неорганическое соединение цезия и фосфорной кислоты, относящееся к кислым солям ортофосфорной кислоты. Вещество известно также под систематическим наименованием по IUPAC — цезий дигидрофосфат.

Химическая идентификация и наименования

Химическая формула: CsH₂PO₄

Эмпирическая формула: H₂CsO₄P

Молярная масса: 229,89 г/моль

Синонимы, используемые в технической и справочной литературе:

• цезий фосфорнокислый однозамещённый;
• дигидрофосфат цезия;
• моноцезийфосфат (устаревшее обозначение);
• кислая фосфатная соль цезия.

Физико-химические свойства CsH₂PO₄

Цезий дигидрофосфат представляет собой бесцветное кристаллическое вещество ионного строения. Соединение относится к термически нестабильным кислым фосфатам щелочных металлов.

Плотность (20 °C): около 3,2 г/см³ (данные варьируются в зависимости от метода измерения)

Растворимость и кислотно-основные свойства

CsH₂PO₄ хорошо растворим в воде с образованием кислых растворов (типичное значение pH водных растворов — порядка 4–5).

Растворимость в воде, г/100 мл:

• 0 °C — ~106
• 25 °C — ~148
• 40 °C — ~170
• 60 °C — ~200
• 80 °C — ~260

В этиловом спирте соединение практически нерастворимо, что учитывается при очистке и перекристаллизации.

Термическое поведение и фазовые превращения

При нагревании CsH₂PO₄ не плавится, а разлагается с дегидратацией фосфатного аниона. Процесс протекает ступенчато и зависит от температуры и скорости нагрева.

• ≈230–250 °C — начало дегидратации;
• образование смесей пирофосфатных и метафосфатных форм;
• при дальнейшем нагревании — переход к дифосфату цезия Cs₄P₂O₇.

Следует подчеркнуть, что речь идёт не об удалении кристаллизационной воды, а о химическом обезвоживании аниона.

Получение дигидрофосфата цезия

В лабораторной и промышленной практике CsH₂PO₄ получают нейтрализацией ортофосфорной кислоты карбонатом цезия с последующим выпариванием раствора:

2H₃PO₄ + Cs₂CO₃ → 2CsH₂PO₄ + H₂O + CO₂↑

Кристаллизацию ведут из водных растворов при контролируемом охлаждении.

Формы поставки и качество продукта

На практике цезий дигидрофосфат поставляется в виде:

• кристаллического порошка;
• мелкокристаллической фракции для лабораторного применения.

Возможные степени чистоты — ч, хч. Продукт используется преимущественно как реактив и функциональный материал для НИОКР.

По химической природе соединение относится к классу фосфатов щелочных металлов, аналогичных солям калия и рубидия (см. также материалы по соединениям калия).

Требования безопасности и обращение

Для CsH₂PO₄ не установлены отдельные значения ПДК и ОБУВ. Вещество не классифицируется как высокоопасное, однако относится к химическим реактивам общего назначения.

• возможное раздражение кожи и слизистых;
• работы проводить с использованием стандартных СИЗ;
• избегать вдыхания пыли.

Области применения

Научные исследования и функциональные материалы

Основной интерес к дигидрофосфату цезия связан с его аномальными диэлектрическими и протонно-проводящими свойствами вблизи фазового перехода (точки Кюри).

Соединение исследуется в:

• физике твёрдого тела;
• разработке протонных проводников;
• экспериментальных электрохимических системах.

Промышленного массового применения вещество в настоящее время не имеет.

Хранение и утилизация

CsH₂PO₄ хранят в плотно закрытой таре в сухих помещениях, вдали от влаги и летучих щелочей.

Утилизация осуществляется в соответствии с требованиями действующего законодательства об обращении с химическими отходами.

При работе с веществом применяются стандартные лабораторные ёмкости и тигли (см. тигли для химических и термических процессов).