Cesio (Cs): propiedades, aplicaciones, accidente - Brasil Escola

2022-09-03 08:31:22 By : Ms. Emma Jia

El cesio es un metal raro, plateado y blando que es altamente reactivo con el agua.Tiene alta toxicidad y tiene isótopos radiactivos.El cesio es un elemento metálico perteneciente al grupo 1 de la Tabla Periódica.Tiene una apariencia plateada, es reactivo con el agua y tiene varios isótopos.Algunos de estos isótopos son radiactivos y tienen vidas medias que van desde años hasta millones de años.La fuente natural de cesio es el mineral polucito, que se encuentra en grandes cantidades en cierta región de Canadá.El isótopo de cesio más conocido es el cesio-137, responsable del accidente radiactivo de Goiânia en 1987.A pesar de ser tóxicos para los animales y las personas, cuando se manipulan correctamente, los isótopos radiactivos del cesio traen beneficios y pueden ser utilizados en el campo de la medicina, la física e incluso en la esterilización de lodos y alimentos.Lea también: Uranio — elemento radiactivo de gran importancia para la generación de energíaTemas de este artículo1 - Resumen sobre el cesio2 - Propiedades del cesio3 - Características del cesio4 - ¿Dónde se encuentra el cesio?5 - Obtención del cesio6 - Aplicaciones del cesio7 - Precauciones con el cesio8 - Cesio-137 y el accidente en GoiâniaVideolección Cesio-137: el más grande accidente radiológico en el mundo9 - Historia del cesioEl cesio es un elemento metálico raro, perteneciente al grupo 1 de la tabla periódica.El cesio tiene un punto de fusión relativamente bajo y puede cambiar de sólido a líquido a 28 °C.El cesio es muy reactivo con el agua y se oxida fácilmente con el oxígeno.El cesio-133 es el único isótopo estable de cesio, junto con los 39 isótopos radiactivos restantes.La principal fuente mineral de cesio es la polucita, cuyas minas de extracción se concentran en Canadá.La principal aplicación del cesio es en los relojes atómicos, que son equipos de medición del tiempo de muy alta precisión.El cesio también encuentra aplicación en dispositivos de fotoemisión, en sistemas de propulsión de naves espaciales, en la composición de fluidos de perforación de pozos de petróleo y en equipos médicos y terapias medicinales.Número atómico: 55.Masa atómica: 132,905 u.Configuración electrónica: [Xe] 6s¹.Estado físico: sólido (a 20 °C) y líquido (a 28 °C).Punto de fusión: 28,5°C.Punto de ebullición: 671 °C.Serie química: elementos representativos.Ubicación en la Tabla Periódica: grupo 1, período 6, bloque s.El cesio es un metal raro que pertenece al grupo 1 de la tabla periódica, conocido como el grupo de los metales alcalinos.El cesio tiene un aspecto plateado dorado, es un metal blando y dúctil y tiene un punto de fusión de aproximadamente 28 °C.Debido a que la temperatura de fusión es relativamente baja, este elemento se puede encontrar en estado líquido, dependiendo de la temperatura ambiente.Como otros metales alcalinos, el cesio reacciona violentamente con el agua y es tan reactivo que incluso puede reaccionar con el hielo a temperaturas superiores a -116 °C.En contacto con el aire atmosférico, el cesio se oxida fácilmente.Debido a esta naturaleza tan reactiva, su forma de manipulación más común es en asociación con nitrógeno, en forma de azida de cesio (CsN).El cesio se almacena en forma metálica por inmersión en solventes no polares o en presencia de gases inertes.El cesio tiene 39 isótopos conocidos.De estos, solo el cesio-133 (133Cs) es naturalmente estable.El resto tiene masas atómicas que oscilan entre 112 y 151 u, y la mayoría tiene vidas medias cortas, que van desde fracciones de segundo hasta incluso unos pocos días.Algunos isótopos radiactivos de cesio se pueden encontrar en la naturaleza, ya que se derivan de los mecanismos de fisión nuclear de otros elementos.El radioisótopo cesio-135 (135Cs) tiene una vida media larga en la escala de 2,3 millones de años.La vida media del cesio-137 (137Cs) es de unos 30 años y la del cesio-134 (134Cs) es de poco más de dos años.Las propiedades fisicoquímicas del cesio son similares a las del potasio y el rubidio, siendo este último uno de los contaminantes de los minerales que contienen cesio.En la Tabla Periódica, el cesio se ubica en el extremo inferior izquierdo, siendo el elemento químico de menor electronegatividad.El compuesto hidróxido de cesio (CsOH) es la base más fuerte conocida, siendo capaz de atacar el vidrio.Otros compuestos de cesio más comunes son el nitrato de cesio (CsNO3) y el cloruro de cesio (CsCl), ambos utilizados industrialmente para obtener otros productos químicos.El cesio es considerado un elemento raro, ya que ocupa el puesto 45 entre los elementos más abundantes en la corteza terrestre, con una cantidad estimada de 2,6 ppm.El cesio es un metal tóxico y radiactivo.Lea también: ¿Qué elementos químicos son radiactivos?El principal mineral conocido como fuente de cesio es la polucita, un silicato de aluminio y cesio hidratado, cuya fórmula molecular es CsAlSi2O6.La polucita contiene entre un 5% y un 32% de óxido de cesio.La lepidolita también puede ser una fuente de cesio, según el sitio de extracción.La región del lago Bernic, ubicada en Manitoba, Canadá, es una de las principales fuentes de cesio del planeta, concentrando cerca del 82% de todo el contaminante existente en el mundo, cantidad equivalente a 300 mil toneladas del mineral.Se estima que el contaminante existente en esta región tiene una composición de aproximadamente un 20% en cesio.Hay otras reservas que contienen polucita en Zambia y Namibia, ubicadas en el continente africano.Ya se han registrado minerales que contienen cesio en Afganistán, China, Italia, Tíbet y Chile.Otros minerales que contienen cesio son el berilo (Be3Al2(SiO3)6), con aproximadamente un 9 % de cesio, la avogadrita ((K,Cs)BF4), con cantidades variables de cesio, y la rodizita (borato de aluminio hidratado, berilio, sodio y cesio de composición variada), con un contenido máximo de 3% de cesio.Aun así, el único mineral económicamente viable para la extracción de cesio es la polucita.El cesio está presente en algunos minerales, como la polucita, y normalmente se obtiene en su forma impura.La principal contaminación en el cesio obtenido de fuentes naturales se debe a la presencia del elemento rubidio, debido a las similitudes químicas entre estas dos especies.La extracción de cesio a partir de polucita se puede realizar por tres métodos principales: digestión ácida, digestión alcalina o reducción directa.La digestión ácida es el método más utilizado y se realiza a alta temperatura, pudiendo utilizarse los ácidos bromhídrico, clorhídrico, sulfúrico o fluorhídrico.En este proceso se forma una solución que contiene cesio e impurezas, que se purifica por hidrólisis, obteniendo una sal de cesio de alta pureza.En la digestión alcalina, el mineral contaminado se tuesta con una mezcla de sales de sodio o calcio.Al lavar el sólido resultante con agua o amoníaco diluido, se obtiene una solución de sales de cesio de mayor pureza.En el método de reducción directa, el aislamiento del cesio se produce triturando y calentando los minerales que contienen cesio y rubidio, en presencia de sodio metálico a una temperatura de 650 °C.En este proceso se forma una aleación metálica que se somete a un proceso de separación conocido como destilación fraccionada.En la destilación se aumenta gradualmente la temperatura de la aleación y, debido a las diferentes temperaturas de ebullición de los metales, es posible separarlos de la mezcla y aislarlos individualmente.El cesio en su forma metálica es altamente reactivo, por lo que su comercialización y manipulación es más común en forma de azida de cesio (CsN3), a través de la cual se puede recuperar el cesio por simple calentamiento hasta aproximadamente 390 °C.La azida de cesio se prepara mediante la reacción entre una solución de sulfato de cesio y azida de bario.Las aplicaciones del cesio son limitadas debido a su bajo punto de fusión y, por tanto, tiene usos muy específicos.Uno de los principales usos del elemento cesio es en los relojes atómicos, que son relojes de alta precisión que se utilizan en los sistemas de cronometraje.Este tipo de equipo utiliza la transición de electrones entre dos niveles diferentes y conocidos del estado fundamental del átomo de cesio para definir la unidad de tiempo de segundo.El uso de este tipo de transición para medir el tiempo se debe a su estabilidad, al hecho de que no cambia de átomo a átomo y no se desgasta con el tiempo.Debido a sus propiedades fotoemisivas, el cesio se utiliza en células fotoeléctricas y solares, dispositivos de imagen en televisores y equipos de visión nocturna.Este elemento todavía compone algunos tipos de vidrio en lentes especiales y fibra óptica.En la industria química, el cesio se utiliza como catalizador en reacciones de hidrogenación orgánica y en métodos de purificación de petróleo.Actualmente, una de las aplicaciones más importantes de este elemento es en la composición de fluidos de perforación para las industrias del gas natural y del petróleo.En combinación con el oxígeno, forma un compuesto utilizado para la eliminación de gases residuales en tubos de vacío.Los iones de cesio, debido a su alta masa molecular, se utilizan en los sistemas de propulsión iónica de los motores de las naves espaciales.El isótopo radiactivo cesio-137 encuentra aplicación en la medicina y la industria como emisor de radiación gamma.Lea también: Curio, un elemento sintético marcado por su gran capacidad radiactivaEl cesio es un elemento extremadamente reactivo en presencia de agua, por lo que está clasificado como peligroso, y su transporte y almacenamiento debe realizarse aislado de otros reactivos.En contacto con el agua, el cesio da lugar al hidróxido de cesio.Este compuesto es una base muy fuerte capaz de atacar el vidrio.El cesio tiene algunos radioisótopos que son extremadamente peligrosos para la salud humana y animal.El 137Cs causa infertilidad, cáncer, daño a la médula ósea y la piel y puede provocar la muerte.Los iones de cesio, debido a su similitud química con el potasio, pueden unirse a los receptores de potasio en los organismos vivos, inhibiendo el funcionamiento de la bomba sodio-potasio, un mecanismo involucrado en varias funciones biológicas.El cesio-137 (137Cs) es uno de los radioisótopos del elemento cesio, con una vida media de unos 30 años.Al ser un isótopo del cesio, la especie 137Cs tiene el mismo número de protones (Z = 55) y diferente número de neutrones.El valor “137” describe la suma de protones y neutrones (55 + 82 = 137).El 137Cs es una especie inestable y radiactiva.Esto significa que su núcleo emite radiación de tipo beta, transformándose en el elemento químico bario-137 (137Ba).Este proceso está representado por la reacción nuclear:La radiación emitida por el 137Cs es altamente dañina para la salud humana, ya que está formada por partículas ionizantes y radiación electromagnética, que penetran en los tejidos, dando lugar a una serie de complicaciones, entre ellas, posibles cambios en el ADN.El producto de desintegración radiactiva del 137Cs - 137Ba - libera radiación de tipo gamma, que tiene un poder de penetración aún más profundo que la radiación beta.El daño causado por la radiación se debe a su capacidad para desplazar electrones de los átomos, formando cationes (especies con carga positiva), que son altamente reactivos y capaces de promover cambios severos en las células de los tejidos e incluso en el ADN.Sin embargo, cuando se maneja con el debido cuidado, la radiación emitida por el 137Cs puede ser ventajosa y, por lo tanto, esta especie química se utiliza en terapias contra el cáncer, en algunas industrias, en la esterilización de alimentos, en el tratamiento de aguas residuales y en equipos quirúrgicos.Sin embargo, la falta de instrucción adecuada puede conducir a graves accidentes ambientales, como el ocurrido en Goiânia en 1987. En esa ocasión, dos recicladores encontraron equipos de radioterapia abandonados, que contenían una cápsula con cesio-137, en forma de cesio. sal de cloruro (CsCl).Al revender el equipo metálico para un depósito de chatarra, la cápsula fue abierta por el dueño del lugar, quien encontró un polvo blanco que se tornaba azul brillante en la oscuridad.Por la belleza del material encontrado, lo distribuyó a la gente de la región.Luego de unos días, el sistema de salud de la ciudad identificó la atención de decenas de personas con síntomas de contaminación por el elemento radiactivo.En ese momento, cuatro personas fallecieron, y cientos más tuvieron o tienen que vivir con los síntomas de intoxicación por material radiactivo.Como el cloruro de cesio es soluble en agua e higroscópico, se esparce fácilmente por toda la región, contaminando suelos, agua, animales y alimentos.En este episodio, unas siete toneladas de residuos atómicos fueron aisladas en edificios específicos para contener la radiación y deberán permanecer allí al menos 180 años, el tiempo necesario para que la concentración de material radiactivo disminuya significativamente.El cesio-137 también puede liberarse a la atmósfera mediante la activación de armas nucleares y plantas de energía nuclear.Otra fuente de contaminación del medio ambiente por cesio-137 fue el evento ocurrido en Chernóbil, en 1986, ya que este elemento radiactivo se deriva de los mecanismos de desintegración radiactiva del uranio.El elemento cesio fue descubierto en 1860 por los científicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff a través del análisis espectroscópico de muestras de agua.El cesio fue el primer elemento químico descubierto por espectroscopia.El resultado de estos análisis mostró dos líneas azules brillantes, acompañadas de otras líneas en otras longitudes de onda, asociadas a los colores rojo, verde y amarillo.Debido a las líneas azules identificadas en el espectro, los científicos utilizaron el término “cesio”, una palabra que significa “cielo azul”.Créditos de imagen[2] Wikimedia Commons (reproducción)Por Ana Luiza Lorenzen Lima Profesora de Química¿Le gustaría hacer referencia a este texto en un trabajo escolar o académico?Vea:LIMA, Ana Luisa Lorenzen."Cesio (Cs)";Escuela Brasil.Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/cesio-cs.htm.Consultado el 03 de septiembre de 2022.¿Cómo balancear ecuaciones?¿Qué es la capa de valencia?Obtenga más información sobre el cesio-137.Conoce sus propiedades y aplicaciones y cómo...Vea cómo se procesa la destilación fraccionada y qué equipo es...Ver aplicaciones, propiedades y ejemplos de aleaciones metálicas, es decir, mezclas...Haz clic aquí y conoce más sobre la radiactividad, las leyes que la explican...Los radioisótopos son isótopos radiactivos (elementos con el mismo número atómico).La oscilación de las ondas electromagnéticas.Conozca más sobre el metal alcalino rubidio, sus propiedades, historia y...Comprender cómo funciona nuestro sistema electoral es extremadamente importante.¡Leer!Después de todo, ¿cuáles fueron las razones que llevaron a Rusia a invadir territorio ucraniano?Tómese el tiempo para conocer las funciones del Presidente de la RepúblicaEl territorio de Crimea fue disputado por dos países.¡Descubre cuáles!Votar es cooperar para el mantenimiento de la democracia.¡Entender!Haga clic aquí para entender qué es la violencia urbana y cómo ocurre.Descubre las causas y...Aprende qué es un polígono regular y diferencia los polígonos regulares de los polígonos...En esta lección veremos que calcular el máximo común divisor es hallar el mayor número que es...Copyright © 2022 Red Omnia - Todos los derechos reservados.Prohibida la reproducción total o parcial sin autorización previa (Fracción I del artículo 29 Ley 9.610/98)