Le césium est présent dans les minéraux pollucite et lépidolite, dans la poussière et les roches en concentrations minimes en raison de sa grande réactivité. On le trouve à l’état naturel stable uniquement avec son isotope 133. De plus, ses composés sont très appréciés dans les secteurs électronique, chimique, médical et électrique. Nous vous informons de ses propriétés, utilisations et autres aspects dans cet article.
Qu’est-ce que le césium ?
C’est un métal alcalin situé dans le groupe 1 de numéro atomique 55 sur le tableau périodique. C’est le plus lourd des éléments alcalins et il se distingue par la formation de composés non organiques. De plus, il est d’un blanc argenté brillant, qui s’oxyde rapidement en présence d’air humide.
Symbole du césium
Cs Son nom vient du latin caesius , qui signifie ciel bleu. Il reçoit cette dénomination car lors de sa découverte, il reflétait 2 raies spectroscopiques de couleur bleue dans un échantillon d’eau minérale.
Caractéristiques du césium
Il correspond à un métal lourd, très mou, qui possède un point de fusion bas. C’est l’un des alcalis les plus réactifs de son groupe, il est pyrophorique, c’est-à-dire inflammable dans l’air humide. De plus, à haute température, il réagit avec l’hydrogène pour former des composés hydrogénés. Plus de fonctionnalités sont répertoriées ci-dessous :
- Etat : Solide et liquide à basse température.
- Goût et odeur : Il est inodore et sans goût caractéristique.
- Composition : Formé de 55 électrons et protons, de 78 neutrons. Dans le noyau, les électrons ont une énergie de niveau 6.
- Toxicité : Modérée. Cependant, une exposition exagérée à cet élément provoque des maladies digestives, des saignements et la mort.
- Réactivité : Élevée, il réagit violemment avec l’eau, où il forme de l’hydroxyde de césium, avec des halogènes, de la glace, du monoxyde de carbone et de l’ammoniac.
- Solubilité : L’élément et ses composés sont solubles dans l’eau.
- Cristallisation : Cubique centré sur tout le corps.
- Conductivité : Présente une bonne conductivité électrique.
Propriétés chimiques et physiques du césium
- Numéro atomique : 55
- Période : 6
- Bloc : S
- Groupe : 1
- État d’oxydation : 1
- Énergie d’ionisation: 375. 7
- Rouille : Forte
- Masse atomique (g/mol) : 132,90545 ou
- Densité : 1879 Kg/m3
- Point d’ébullition : 671 °C
- Point de fusion : 28 °C
- Rayon covalent : 225 pm
- Rayon atomique : 298 pm
- Rayon moyen : 260h
- Electronégativité : 0,79
- Chaleur spécifique : 240 J / (K kg)
- Configuration électronique : [Xe] 6s1
- Électrons par couche : 2, 8, 18, 18, 8, 1
- Conductivité thermique : 35,9 W/(Km)
- Conductivité électrique : 4,89 x 106 S/m
Origine du césium
Cet élément a été découvert par Gustav Kirchhoff et Robert Bunsen en 1860 grâce à un spectroscope. Sur l’équipement, 2 lignes bleu vif se reflétaient, qui étaient deux sels métalliques. Bunsen a réussi à les isoler avec de l’eau minérale, mais pas avec l’élément à l’état métallique. Ce n’est qu’en 1862 que Carl Setterberg l’isole par électrolyse au cyanure de césium.
A quoi sert le Césium ?
Il est utilisé pour fabriquer des cellules photoélectriques, des compteurs à scintillation, des lampes infrarouges militaires, des équipements spectrographiques, des dispositifs optiques et de détection. Il est utilisé dans la fabrication de cristaux, de céramiques et comme absorbant dans les usines de purification du dioxyde de carbone. Les autres utilisations sont :
Médecine
Le césium 137 est utilisé dans les traitements de radiothérapie contre le cancer, dans le cadre d’une procédure appelée curiethérapie. Le matériau utilisé est constitué de billes placées chez des patients atteints de tumeurs et exemptes d’effets indésirables. De plus, les sels de l’élément sont utilisés comme anti-choc topique après l’administration de médicaments contenant de l’arsenic.
Science
Dans le secteur scientifique, cet élément est utilisé dans le développement d’horloges atomiques, chargées de mesurer le temps en fonction de l’énergie des atomes de césium 133. En outre, il est utilisé pour spécifier les unités du Système International ou SI, formé de 7 échelles de mesure. . .
Industriel
Dans les générateurs thermoniques, la vapeur de l’élément est utilisée dans la transformation de la chaleur en énergie électrique de faible puissance. D’autres propriétés du césium sont utilisées dans l’étalonnage des magnétomètres qui mesurent l’intensité d’un champ magnétique.
Où trouve-t-on le césium ?
Il est éliminé dans l’environnement en mélange avec des minéraux dans une proportion de 7 ppm. Il n’est pas courant sous sa forme métallique dans la croûte terrestre, mais de petits échantillons purs proviennent de l’érosion et des roches. De plus, lors de l’extraction et du concassage des minéraux, l’élément est libéré dans l’air, le sol et l’eau. Sous sa forme radioactive, il se retrouve dans la nature par le biais des centrales nucléaires, des détonations d’armes et des accidents nucléaires.
Comment obtient-on le césium ?
Il est obtenu à partir de son composé principal, à savoir la pollucite, grâce à une digestion de ce minéral dans des acides forts. Les plus utilisés sont les chlorhydriques, les bromhydriques, les fluorhydriques et les sulfuriques. Des méthodes de décomposition alcaline et de réduction directe sont utilisées dans le processus. Enfin, une électrolyse au cyanure de césium est appliquée pour obtenir le métal pur.
En résumé, ce métal alcalin se distingue par son caractère lourd et le plus réactif de son groupe. Les utilisations et applications du césium s’étendent au domaine médical et scientifique, en raison de son faible point de fusion et de sa conductivité.