Цезий

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
(перенаправлено с «Cesium»)
Перейти к: навигация, поиск
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
 
Ошибка: В одном из подзапросов не указано правильного знака условия.
IIа IIIб IVб VIб VIIб VIIIб IIб IIIа IVа VIа VIIа VIIIа
1
2
3
4
5
6
7
Л

Cs

Цезий
Атомный номер:
55
Семейство:
Щелочной металл
Группа:
Период:
6


Цезий.PNG

Цезийхимический элемент с атомным номером 55 в периодической системе, обозначается символом Cs (лат. Cesium), мягкий щелочной металл золотисто-белого цвета.

История названия и открытия[править]

Открытие цезия произошло в 1860, в результате изучения химического состава вод Дюрхгеймского минерального источника в Германии. Сам элемент был точно идентифицирован немецкими учёными Р. В. Бунзеном и Г. Кирхгофом методом спектрального анализа, и по двум ярко-синим линиям в спектре получил название caesius (Лат) — небесно-голубой. В дальнейшем был получен и металлический цезий, который был впервые выделен в 1882 шведским химиком К. Сеттербергом при электролизе расплава смеси CsCN и Ba.

Нахождение в природе и получение[править]

Руды и минералы[править]

Основной рудой цезия является поллуцит, а вспомогательными рудами имеющими меньшее значение но используемые промышленностью высокоразвитых стран для добычи цезия а так же рубидия являются: Авогадрит, Лепидолит, Биотит, Амазонит, Петалит, Берилл, Циннвальдит, Лейцит и другие. Все они являются алюмосиликатами (кроме авогадрита — это борофторид калия).

Мировые ресурсы[править]

Цезий входит в группу элементов с ограниченными запасами вместе с гафнием, танталом, бериллием, рением, платиноидами, кадмием, теллуром. Общие выявленные мировые ресурсы руд составляют около 180 тыс. тонн (в пересчёте на окись цезия), но они крайне распылены, и, к сожалению, сверхвысокие цены - это неотъемлемая черта, сопровождающая цезий и рубидий в прошлом, настоящем и будущем. Мировой объём добычи цезия составляет около 9 тонн в год, а потребности свыше 85 тонн в год и она постоянно растёт. По добыче цезиевой руды (поллуцита) лидирует Канада. В месторождении Берник-Лейк (юго-восточная Манитоба) сосредоточено около 70% мировых запасов цезия. Поллуцит также добывается в Намибии и Зимбабве. В России его мощные месторождения находятся на Кольском полуострове, в Восточном Саяне и Забайкалье. Месторождения поллуцита также имеются в Казахстане, Монголии и Италии (о.Эльба), но обладают малыми запасами и не имеют важного экономического значения. У цезия есть и недостатки, которые обусловливают постоянный поиск его минералов, это то обстоятельство что во первых его извлечение из руд неполное, в процессе эксплуатации материала он рассеивается и потому безвозвратно теряется, запасы его руд очень ограничены и не могут обеспечить постоянно растущий спрос на металлический цезий (потребности в металле более чем в 8,5 раз превышают его добычу и положение в металлургии цезия ещё более тревожное чем например в металлургии тантала или рения). Сюда же можно указать что промышленность нуждается именно в очень чистом материале (на уровне 99,9—99,999 %) и это является одной из труднейших задач в металлургии редких элементов. Для получения цезия достаточной степени чистоты требуется многократная ректификация в вакууме, очистка от механических примесей на металлокерамических фильтрах, нагревание с геттерами для удаления следов водорода, азота, кислорода, с помощью очень чистого циркония (геттер), и многократная ступенчатая кристаллизация. Цезий весьма активен и агрессивен по отношению к контейнерным материалам и требует хранения например в сосудах из специального стекла в атмосфере аргона или водорода (обычные марки лабораторного стекла цезий разрушает).

Производство чистого элемента[править]

Так как промышленности требуется только цезий особой чистоты то основным способом получения такого материала является длительное разложение небольших количеств азида цезия в вакууме (способ опасен ввиду возможности взрывов азида цезия).

Обычно выделяют два основных способа извлечения цезия в виде соединений из поллуцита.

1) Хлоридное вскрытие - минерал обрабатывается подогретой соляной кислотой, а потом при добавлении SbCl3 осаждают Cs3[Sb2Cl9], который затем обрабатывают горячей водой или раствором аммиака.

2) Сульфатное вскрытие - минерал обрабатывается подогретой серной кислотой, в результате чего получают алюмо-цезиевые квасцы CsAl(SO4)2 * 12H2O.

3) Прямое восстановление поллуцита - метод прямого восстановления поллуцита находится на стадии экспериментальных исследований и маломасштабного производства цезия. Сущность метода заключается в нагревании смеси порошкообразного поллуцита, окиси кальция и небольшого избытка восстановителя (алюминий, кремний, или их сплавы) при температуре 1050-1150 С и низком давлении 102-1,02 Па. По другой схеме, поллуцит вначале нагревают до 900 С для удаления влаги, а затем нагревают до 900-950 С в смеси с металлическим кальцием. При это практически достигается извлечение до 85 % цезия содержащегося в поллуците, а расход кальция доходит до 3-х весовых частей на одну весовую часть поллуцита содержащего до 35% Cs2O. При использовании в качестве восстановителя металлического натрия при 700-800 С в инертной атмосфере (азот, аргон) выход цезия в среднем достигает 75-95 %, но полученный металлический цезий содержит до 10 % натрия, и нуждается в дополнительных методах очистки.

Физические свойства[править]

Металлический цезий сохраняемый в аргоне (чистота 99,999%).

Цезий — моноизотопный элемент состоящий из одного единственного полностью стабильного к радиоактивному распаду изотопа цезия-133. Самым долгоживущим радиоактивным изотопом цезия является цезий-135 (период полураспада около 3 млн лет). Металлический цезий представляет собой вещество золотисто-белого цвета, и по внешнему виду очень схож с золотом, но немного светлее, легкоплавок и превращается в весьма подвижную бледно-жёлтую жидкость с серебристым оттенком. Жидкий цезий очень хорошо отражает видимый свет, но в ультрафиолетовой области спектра при длине волны 440 нм он полностью прозрачен, и коэффициент преломления в прозрачной области у цезия меньше еденицы. Для цезия характерна также самая низкая среди всех химических элементов, работа выхода электрона, что предопределило применение цезия и ряда его сплавов и соединений в производстве фотоэлектрических приборов. Цезий способен испускать электроны даже под действием невидимых инфракрасных лучей (тепловое излучение). Исключительная легкоплавкость цезия и целого ряда его сплавов, в сочетании с высокой теплопроводностью, используется в самых разнообразных устройствах для преобразования энергии, и передачи тепла.

Химические свойства[править]

Металлический цезий является наиболее химически активным металлом, и одним из наиболее реакционноспособных химических элементов. Взаимодействие цезия с воздухом сопровождается сильным взрывом, и в значительной степени это обусловлено присутствием паров воды, которая весьма резко ускоряет реакцию, с водой, водным льдом (даже при охлаждении до -120 °C(!)), простыми спиртами, галогеноорганическими соединениями (фреоны и др), галогенидами тяжёлых металлов, кислотами, «сухим льдом» (взаимодействие протекает с сильнейшим взрывом и вспышкой красного цвета). Исключительно высокая химическая активность металлического цезия обусловлена не только высоким отрицательным электрохимическим потенциалом, но и невысокой температурой плавления и кипения (быстро развивается очень большая контактная поверхность, испарение). Все виды солей, образуемых цезием - нитрат, хлорид, бромид, фторид, йодид, хромат, перманганат, перхлорат, хлорат, азид, цианид, карбонат и т. д - чрезвычайно легко растворимы в воде и в целом ряду органических растворителей, из которых наименее растворим перхлорат (что важно для технологии получения и очистки цезия). Следует отметить то обстоятельство что хотя цезий и весьма активный металл, тем не менее он при обычных условиях не вступает в реакцию с азотом в отличии от лития, и даже при сильнейшем нагревании не способен образовать с азотом соединений в отличие от бария, кальция, магния и ряда других металлов. Нитрид и азид цезия могут быть получены только косвенными методами. Гидроксид цезия — сильнейшее основание с высочайшей электропроводностью в водных растворах; так, например, при работе с ним необходимо учитывать, что концентрированный раствор CsOH разрушает стекло даже при обычной температуре, а расплав разрушает железо, кобальт, никель, а также платину, корунд и диоксид циркония, и даже постепенно разрушает серебро и золото (а в присутствии кислорода - очень быстро). Единственным устойчивым в расплаве гидроксида цезия металлом является родий (и его некоторые сплавы).

Применение[править]

Цезий, открытый в 1860 году, длительное время представлял чисто научный интерес, но в начале XX века, в связи с разработкой технологии его получения в чистом виде и нахождением ряда (хотя и очень редких) собственных минералов, постепенно вошёл в сферу человеческой деятельности и развитие высоких технологий, приобретая ряд очень важных и стратегических областей своего применения. В настоящее время цезий и его химические соединения, а также сплавы, применяются в электронике, радио-, электро-, рентгенотехнике, химической промышленности, оптике, медицине, ядерной энергетике. В основном применяется природный цезий (цезий-133), и ограниченно — его радиоактивные изотопы: цезий-137 и цезий-135, выделяемые из суммы осколков деления урана, плутония, тория в реакторах АЭС.


Металлургия[править]

Металлический цезий в самом начале поисков его ассимиляции в металлургической промышленности, обнаружил свойство весьма резко повышать жаропрочность магния и алюминия, так например присадка 0,25—0,4 % (об) цезия к магнию в 3,1 раза повышает его прочность на разрыв и пластичность, заметно увеличивая его коррозионную стойкость в тропическом климате, но ввиду весьма высокой цены, и наличия других более дешёвых легирующих металлов он не применяется для этой цели. Присадки цезия к свинцу (около 0,1-0,15 %) значительно увеличивают твёрдость свинца и измельчают его кристаллическую структуру.

Ядерная энергетика и космос[править]

Значительной сферой применения металлического цезия являются новейшие и стремительно развивающиеся работы и производство энергетических агрегатов. Цезиевая плазма является важнейшей и неотъемлемой компонентой МГД-генераторов с повышенным кпд до 65—70 %. Ионизированые пары цезия являются лучшим рабочим телом для ионных двигателей в космосе. Сплав цезия с барием является лучшим из известных материалов для выпрямления сверхмощных потоков электроэнергии (превосходя в этом отношении ртутные и полупроводниковые вентили) и в будущем займёт важнейшее положение в большой энергетике и космических электроракетных установках. Одним из его отличительных особенностей является возможность выпрямления и коммутирования чудовищных мощностей в импульсном режиме. В виду того что цезий имеет большую теплоёмкость, теплопроводность и ряд собственных сплавов с очень низкой температурой плавления (цезий 94,5 и натрий 5,5 %) -30 °C, то используется в качестве теплоносителя в атомных реакторах и высокотемпературных турбоэнергетических установках, а сплав состава натрий 12%, калий 47%, цезий 41% обладает рекордно низкой температурой плавления -78°С.

В течение последних 25 лет цезий исследуется в мире как Материя Ридберга (конденсат возбуждённых состояний цезия КВС), по предварительным оценкам сделанным экспериментально в Швеции и России, КВС цезия при температуре менее 700 K имеет весьма высокую электропроводность и работу выхода менее 1эВ и вплоть до 0,2 эВ, что позволяет применить металлический цезий для производства высокоэффективных источников тока, электростанций, утилизации тепла (например тепла продуктов сгорания автомобилей). Конденсат возбуждённых состояний цезия образуется при прокачке его паров сквозь перфорированный (губчатый) материал коллектора имеющий на своей поверхности тончайший слой углерода или окислов (например карбид гафния, ниобия или тантала). Для исследования КВС цезия применяется растровое лазерное сканирование, оптическая спектроскопия и съемка видеокамерой, и уже в ходе первых исследований были обнаружены аномальные явления проявившие себя в образовании кластеров капельной плазменной фракции окрашенной в зеленые тона и резком уменьшении работы выхода коллектора.

Атомно-водородная энергетика

Совершенно исключительное значение металлический цезий играет в атомно-водородной энергетике при разложении воды термохимическим способом (цикл "Аэроджет Дженерал").

Электроника[править]

Фотоэлементы, фотоумножители

Значительное практическое применение цезия имеет производство фотоэлектрических приборов — фотоэлементов, фотоумножителей. Цезий является элементом с наиболее низкой работой выхода электрона и соответственно затраты энергии излучения для получения электрического тока в приборах на его основе наиболее низкие. В связи с этим приборы на основе цезия наиболее чувствительны к воздействию излучения и кроме того обладают весьма малой инерционностью. В фотоэлементах цезий обычно применяется в виде сплавов с сурьмой, кальцием, барием, алюминием, или серебром (для улучшения эффективности, экономии чрезвычайно дорогого цезия и удобства использования), кроме того, недавно обнаружено свойство цезия при диффузии в золото очень резко снижать работу выхода. Диапазон работы таких фотоэлементов очень широк, от дальней ультрафиолетовой, до видимой и дальней инфракрасной области электромагнитного излучения. В этой связи применение цезия намного более эффективно чем применение рубидия.

Оптические материалы микроэлектроники

Триборат цезия и триборат цезия-лития, а так же фосфат цезия-галлия используются как специальные оптические материалы в новейших областях радиоэлектроники.


Пьезоэлектрические материалы

Дигидрофосфат цезия в 7 раз более эффективный пьезоэлектрик чем кварц, и несмотря на то что несколько уступает по эффективности сегнетовой соли, тем не менее более устойчив к влаге чем последняя.

Термоэлектрические материалы

Совсем недавно цезий приобрёл новое направление своей ассимиляции (освоение практикой), и это направление является революционным прорывом для разработки новейшей компьютерной техники, генераторов энергии, холодильников глубокого холода (криогенных) и. т.д. Оказалось что сплав сверхчистого висмута, сверхчистого теллура, и сверхчистого цезия обладает поистине фантастическими возможностями для создания охладителей основанных на эффекте Пельтье. Как показывает практический опыт эксплуатации этого нового полупроводникового материала, его использование наиболее эффективно именно в новейших суперпроцессорах на основе нитрида бора и монокристаллического алмаза в качестве теплоотвода и основы схемы, и надо сказать что применение этого материала открывает широкие возможности для повышения быстродействия — т. е "ускорения холодом". Так в опытах с этим новым полупроводниковым материалом удалось на сегодняшний день получить охлаждение вплоть до -237°C, и это в свою очередь позволяет создавать микрохолодильники для охлаждения мощных процессоров (в том числе нанопроцессоров), холодильники для глубокой заморозки тканей и клеточного материала, сжижения газов, охлаждения боевых ультрафиолетовых и инфракрасных лазерных систем, тепловизоров, а в перспективе для охлаждения высокотемпературных сверхпроводников для высокоскоростного транспорта на "магнитной подушке" (поезда и др). Очень важным направлением использования данного полупроводника ряд специалистов рассматривает создание лазеров на монокристаллах алмаза с очень высоким КПД, и возможностью работы в пикосекундном диапазоне, что очень важно для конструирования оптоэлектронных систем для обработки информации. Ведущей страной в этой новой области использования является Япония.

Медицина[править]

На основе неорганических и органических соединений цезия созданы эффективные лекарственные препараты для лечения язвенных заболеваний, дифтерии, шоков, шизофрении, а некоторые радиоактивные изотопы цезия помогают в борьбе с раковыми опухолями и в применяются в портативных аппаратах для рентгенодиагностического осмотра внутренних органов.

Оптика[править]

Йодид, бромид, хлорид и ряд других солей цезия применяются в качестве оптических материалов в специальных областях оптики. Эффективные инфракрасные приборы, очки, бинокли, прицелы, телескопы ночного видения, основанные на применении монокристаллов бромида и йодида цезия позволяют производить обнаружение техники и живой силы противника (в том числе из космоса). Значительное применение оптических кристаллов на основе соединений цезия имеет и дефектоскопия и медицина.

Искусственные источники света[править]

Источники света

В электротехнике цезий применяется в изготовлении светящихся трубок, где он применяется в виде соединений с цирконием или оловом (метацирконаты и ортостаннаты цезия).

Катализ[править]

Катализаторы

Цезий нашел большое применение в производственной химии в качестве катализатора (органический и неорганический синтез). Каталитическая активность цезия используется в процессах получения аммиака, серной кислоты, бутилового спирта, в реакциях дегидрогенизации и при получении муравьиной кислоты. Особенно эффективным является применения цезия как промотора при каталитическом получении аммиака, синтезе бутадиена, и имеет очень большое экономическое значение так как резко увеличивает эффективность синтеза. Очень большое значение приобрел рутений-цезий-углеродный катализатор. В целом применение цезия в катализе имеет не только большую сферу его потребления но и большие перспективы дальнейшего развития. В ряде катализаторов оказалось чрезвычайно эффективным применение цезия совместно с рубидием (оба металла значительно увеличивают каталитическую активность друг друга). Цезий промотирует действие серебряного катализатора, и повышает его селективность при эпоксидировании этилена.

Прочие области применения[править]

Счетчики заряженных частиц

Йодид цезия в виде монокристаллов, является чрезвычайно важным и чувствительным материалом в области регистрации излучений (для этого он активируется таллием). Детекторы частиц на его основе применяются в атомной технике, геологии, медицине, космических исследованиях. Так например измерения элементного состава поверхности Марса выполнялись с помощью гамма спектрометра на основе CsI (Tl), установленного на космическом орбитальном аппарате «Марс-5».

Химические источники тока

На основе цезия создан и применяется высокоэффективный твёрдый электролит для топливных элементов (в том числе автомобильных), и аккумуляторов чрезвычайно высокой энергоёмкости — цезий-бета-глинозём (алюминат цезия).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Недавно найдено что продукты внедрения цезия в графит (фуллериды) обладают свойством высокотемпературной сверхпроводимости и интенсивно изучаются.

Производство лазеров

В последние годы цезий так же весьма интенсивно изучается как рабочее тело и излучательная среда для создания лазеров имеющих рекордные значения пиковых мощностей как в непрерывном так и в импульсном режиме работы, и в значительной степени этот интерес и огромные капиталовложения направлены на разработку лазеров для вооружения и в области получения термоядерной энергии, но... в равной степени интересу и капиталовложениям противопоставлена закрытость и минимум информации для печати (обусловленных некоторой соревновательностью развитых в технологическом отношении стран, заинтересованных в этом направлении).


Производство электродов

Совершенно особое место и очень большую область применения и расхода металлического цезия в последние годы представляет его использование в качестве добавки к вольфраму для производства электродов мощных осветительных дуговых ламп и электродов применяемых для сварки алюминия, магния, титана, церия, нержавеющей стали и целого ряда активных сплавов в среде аргона, гелия и водорода. Применение этой добавки (около 0,1—0,35 %) в значительной степени облегчает зажигание и горение дуги при низком напряжении.

Электромагнитное оружие

Важное значение в настоящее время и в будущем цезий в виде монокристаллов йодида цезия может получить для создания электромагнитного оружия, так например в ударно-волновом излучателе (УВИ) при пропускании мощного импульсного магнитного поля сквозь сферический монокристалл йодида цезия и одновременное обжатие (имплозия) с помощью взрыва (в ходе эволюции разработок, обжатие с помощью атомного или термоядерного взрыва) позволяет за счет сжатия плазмы цезия получить чрезвычайно мощный электромагнитный импульс.

Защита воздушных судов

Очень важной областью применения цезия является производство специальных ламп с электронным управлением, для создания тепловых помех для ракет противника. Такие цезиевые лампы устанавливаются на современных боевых самолётах и в значительной степени повышают живучесть самолетов в бою.

Прочие области ассимиляции цезия

Фторид цезия применяют для получения фторорганических соединений, пьезоэлектрической керамики, специальных стекол. Хлорид цезия — электролит в топливных элементах, флюс при сварке молибдена.

Новейшие исследования плазмы цезия[править]

В последние годы обострённый интерес к цезию так же обусловлен необычным эффектом открытым с использованием цезия. Атомы цезия могут находиться в шестнадцати возможных квантовомеханических состояниях, называемых "сверхтонкие магнитные подуровни основного состояния". При помощи оптической лазерной накачки почти все атомы приводились только к одному из этих шестнадцати состояний, которое соответствует почти абсолютному нулю температуры по шкале Кельвина (-273,15°C). Длина цезиевой камеры составляла 6 сантиметров. В вакууме свет проходит 6 сантиметров за 0,2 нс. Через камеру же с цезием, как показали выполненные измерения, световой импульс проходил за время на 62 нс меньшее, чем в вакууме. Другими словами, время прохождения импульса через цезиевую среду имеет знак "минус"! Действительно, если из 0,2 нс вычесть 62 нс, получим "отрицательное" время. Эта "отрицательная задержка" в среде — непостижимый временной скачок — равен времени, в течение которого импульс совершил бы 310 проходов через камеру в вакууме. Следствием этого "временного переворота" явилось то, что выходящий из камеры импульс успел удалиться от неё на 19 метров, прежде чем приходящий импульс достиг ближней стенки камеры. Как же можно объяснить такую невероятную ситуацию (если, конечно, не сомневаться в чистоте эксперимента)? Судя по развернувшейся дискуссии, точное объяснение ещё не найдено, но несомненно, что здесь играют роль необычные дисперсионные свойства среды: пары цезия, состоящие из возбуждённых лазерным светом атомов, представляют собой среду с аномальной дисперсией. Изучение такой необычной способности цезия связано с поиском обработки и передачи информации.

Цены[править]

Цены на цезий ввиду стратегического значения элемента, не публикуются. Формирование цен происходит в период формирования заказа (условия и требования). Определяющую роль в формировании цен на чистый металлический цезий играют: чистота (химическая или ядерная), конструкция и состав упаковки (ампулы, контейнеры), состояние и содержание металла (сплав, химическое соединение). Известно что поставщики металла стремятся к поставкам готовой продукции - сплавы, соединения, так как в этом случае удаётся обеспечить наиболее высокую безопасность транспортировки, а заказчики в свою очередь стремятся покупать чистый металл. Особо высокое качество металлического цезия обеспечивается традиционно такими странами как Канада и Россия. Основными покупателями являются США, Евросоюз, Япония. Важным обстоятельством в нарушении работы рынка металлического цезия является неконтролируемый "вброс" больших количеств недостаточно очищенного металла, и одним из таких "лидеров-нарушителей" является Китай. Китайский цезий отличается низким качеством по чистоте и содержанию механических примесей, и обычно называется "грязный цезий", и предлагаемый на мировой рынок по низким ценам, вызывает так называемое "затаваривание". Как показывает опыт применения цезия китайского производства, этот материал требует полного цикла химической переработки и закупки такого материала оказываются крайне невыгодными для потребителя и могут приводить к опасным авариям на ядерных объектах или срыву дорогостоящих космических программ.

Изотопы[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Изотопы цезия

Биологическая роль цезия[править]

Цезий и рубидий относят к малоизученным микроэлементам. Эти элементы находятся в окружающей среде и поступают в организм различными путями, в основном с пищей. Установлено их постоянное наличие в организме. Однако до сих пор эти элементы не считаются биотическими.

Рубидий и цезий найдены во всех исследованных органах млекопитающих и человека. Поступая в организм с пищей, они быстро всасываются из желудочно-кишечного тракта в кровь. Средний уровень рубидия в крови составляет 2,3—2,7 мг/л, причём его концентрация в эритроцитах почти в три раза выше, чем в плазме. Рубидий и цезий весьма равномерно распределяется в органах и тканях, причём, рубидий, в основном, накапливается в мышцах, а цезий поступает в кишечник и вновь реабсорбируется в нисходящих его отделах.

Известна роль рубидия и цезия в некоторых физиологических процессах. В настоящее время установлено стимулирующее влияние этих элементов на функции кровообращения и эффективность применения их солей при гипотониях различного происхождения. Исходя из выраженного гипертензивного и сосудосуживающего действия, соли цезия ещё в 1888 г. впервые были применены С. С.Боткиным при нарушениях функции сердечно-сосудистой системы. В лаборатории И. П.Павлова С. С.Боткиным было установлено, что хлориды цезия и рубидия вызывают повышение артериального давления на длительное время и, что это действие связано, главным образом, с усилением сердечно-сосудистой деятельности и сужением периферических сосудов.

Установлено адреноблокирующее и симпатомиметическое действие солей цезия и рубидия на центральные и периферические адренореактивные структуры, которое особенно ярко выражено при подавлении тонуса симпатического отдела центральной нервной системы и дефиците катехоламинов. Солям этих металлов свойственен, главным образом, бетта-адреностимулирующий эффект.

Соли рубидия и цезия оказывают влияние на неспецифические показатели иммунобиологической резистентности — они вызывают значительное увеличение титра комплемента, активности лизоцима, фагоцитарной активности лейкоцитов. Есть указание на стимулирующее влияние солей рубидия и цезия на функции кроветворных органов. В микродозах они вызывают стимуляцию эритро- и лейкопоэза (на 20—25 %), заметно повышают резистентность эритроцитов, увеличивают содержание гемоглобина в них.

Хлорид рубидия и хлорид цезия участвуют в газовом обмене, активируя деятельность окислительных ферментов, соли этих элементов повышают устойчивость организма к гипоксии.


Цезий в живых организмах[править]

Цезий в живых организмах - постоянный химический микроэлемент организма растений и животных. Морские водоросли например содержат от 0,01-0,1 мкг цезия в 1 г сухого вещества, наземные растения — 0,05—0,2. Животные получают Ц. с водой и пищей. В организме членистоногих около 0,067—0,503 мкг/г Ц., пресмыкающихся - 0,04, млекопитающих - 0,05. Главное депо цезия в организме млекопитающих - мышцы, сердце, печень; в крови - до 2,8 мкг/л цезий относительно малотоксичен; его биологическая роль в организме растений и животных окончательно не раскрыта. Цезий-137 - бета-гамма-излучающий радиоизотоп цезия, и один из главных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Содержится в радиоактивных выпадениях, радиоактивных отходах, сбросах заводов, перерабатывающих отходы атомных электростанций. Интенсивно сорбируется почвой и донными отложениями; в воде находится преимущественно в виде ионов. Содержится в растениях и организме животных и человека. Коэффициент накопления Cs-137 наиболее высок у пресноводных водорослей и арктических наземных растений, особенно лишайников. В организме животных Cs-137 накапливается главным образом в мышцах и печени. Наибольший коэффициент накопления его отмечен у северных оленей и северных американских водоплавающих птиц. В организме человека Cs-137 распределён относительно равномерно и не оказывает значительного вредного действия.

Аудиовизуальный материал[править]

См.также[править]

Литература[править]

  • Плющев В. С., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. М., «Химия», 1970. 407 с. с ил.
  • Коган Б. И., Названова В. А., Солодов Н. А. Рубидий и цезий. М., «Наука», 1971. 336 с. с ил.
  • Перельман Ф. М. Рубидий и цезий. М., Изд-во АН УССР, 1960. 140 с. с ил.

Ссылки[править]


Периодическая система элементов
1 H
Medeleeff by repin.jpg
He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
8 Uue Ubn Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh
  IIа IIIб IIIб: лантаноиды и актиноиды и Суперактиноиды IVб VIб VIIб VIIIб IIб IIIа IVа VIа VIIа VIIIа