Eigenschappen van cesium

Alles over zouten, katalysatoren, reductie-/oxidatiereacties, neerslagreacties. Discussies over niet-ionische verbindingen horen thuis in "organische chemie".
User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by woelen » 12 Nov 2010, 08:14

Probeer ook zoveel mogelijk zuurstof uit je systeem te houden. Zuurstof oxideert titanium(III) naar titanium(IV) en dan kun jij je Cs-Ti aluin niet meer maken. Lost titaan uberhaupt op in verdund zwavelzuur? Ik meende mij te herinneren dat ik dat ook een keer heb geprobeerd en dat dat niet lukte. In sterk zoutzuur lost het langzaam op, maar nog wel zo snel dat het proaktisch is. De oplossnelheid kun je zeer sterk bevorderen door een NaF of KF toe te voegen. Dan gaat het oplossen heel snel onder heftige waterstofontwikkeling en vorming van een groen fluoro-complex.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Eigenschappen van cesium

Post by spidey » 12 Nov 2010, 14:09

Die truc met fluor weet ik. Immers, daar hebben we het hier nog over gehad. Ik kan alleen niet bedenken hoe je dan het fluor weer van het titaan afkrijgt.

Dat met zuurstof in inderdaad een probleempje, maar ik houd de stop op de kolf. (Vooralsnog is de oplossing paars, niet aubergine.) Misschien ga ik het vanavond refluxen, dan komt de stop op de koeler. Als het oxideert, dan kun je altijd weer terug naar Ti(III) door er zink aan toe te voegen.

Ik denk dat een eventueel dubbelzout van zink en cesium beter oplost dan dat van Ti(III) en cesium, dus verwacht ik dat dat een manier is om het aluin af te scheiden uit een dergelijke oplossing.

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by Jor » 12 Nov 2010, 15:10

Refluxen met een stop erop? Dat lijkt me niet zo'n goed plan!
Bij het oplossen van het titaan komt er waterstof vrij, dus ik zou er geen stop op doen. Ik zou eerst CO2 in kolf leiden, en er vervolgens een ballon op doen.

Kun je je titaan niet gewoon eerst in zoutzuur oplossen, en vervolgens zwavelzuur toevoegen en al de chloride-ionen 'eruit roken', door al het water eruit te koken, waarbij te temperatuur zal gaan stijgen boven de 100C. Ik weet alleen niet zeker of het titaan dan geoxideerd wordt door het dan geconcentreerde hete zwavelzuur, daar ben ik wel enigzins bezorgd om, maar dit moet op te lossen zijn door het hierna weer terug te reduceren met bijvoorbeeld zink, of misschien dithioniet als je dat hebt, omdat dithioniet toch wordt geoxideerd naar sulfaat? Maar misschien is het uitkoken van al het chloride als HCl niet nodig, omdat je later toch ook chloride-ionen introduceert met je CsCl?

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Eigenschappen van cesium

Post by spidey » 13 Nov 2010, 03:05

Met eerst titaan in HCl oplossen, schiet ik niet veel op. Dat gaat net zo langzaam. Na 2 uur refluxen (nou ja.. alleen met een spatbol en een stop erop die op een kier staat), is het grootste deel opgelost. Een ballon erop vind ik nou weer niet zo'n goed plan, omdat je opstelling dan onder druk komt te staan. Altijd een zeer fraai kleurtje, dat paars van [Ti(H2O)6]3+ -- ik heb de indruk dat het inderdaad een band in het violet heeft, en niet iets in het blauw en wat in het rood.

Als je titaan snel wilt oplossen, moet er HF bij op de een of andere manier. Zoals Woelen al aangaf is dan NH4HF2 een goede toevoeging. Alleen, hoe krijg ik dan mijn fluoride er weer af?

Mijn bedoeling is eigenlijk een redelijk zuiver aluin te maken. Ik ben van plan (opstelling staat er al) om eerst het CsCl in een minimale hoeveelheid water op te lossen en daar de benodigde hoeveelheid zwavelzuur bij te doen. Nog even uitkoken/uitroken en dan ben je alle chloor wel kwijt. Zodoende weet ik in elk geval zeker dat er geen chloor in mijn aluin terecht komt of er het een of andere chlorocomplex gevormd wordt als verontreiniging.

Ja, cesiumdithioniet, ideale hulpstof tegen oxidatie in dit geval :P kheb liever geen andere kationen in de oplossing, dus daarom ook liever proberen om het zink te vermijden.


Edit: heeft iemand hier ervaring met het oplossing van anatase in geconcentreerd H2SO4? Dit moet redelijk goed kunnen, waarna je Ti3+ kunt krijgen door reductie met zink. Reductie met dithioniet geeft mogelijkheid tot vorming titaniumsulfiet. Ik weet niet of die stof kan bestaan, maar volgens mij zijn metaalsulfieten niet zo goed oplosbaar.

User avatar
Ragbips
Natrium
Posts: 305
Joined: 07 May 2010, 17:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groningen

Re: Eigenschappen van cesium

Post by Ragbips » 24 Nov 2010, 20:36

Even twee fototjes van mijn cesiumchloraat. De aanpak was iets anders dan die van woelen, namelijk eerst een partij NaClO3 gemaakt, en daarna equimolair een oververzadigde oplossing van cesiumchloride hier aan toegevoegd, wat voor een flinke neerslag zorgde. De opbrengst uit 15 gram CsCl was zo'n 21 gram.
Image
Vlamtestje met suiker, foto precies op een goed moment gemaakt :p
Image

User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

Re: Eigenschappen van cesium

Post by Pyrochemistry » 28 Nov 2010, 14:51

Is CsClO3 noemenswaardig chemisch stabieler als KClO3?

Ik denk dat KClO3 met dit soort experimenten zich ongeveer gelijk zal gedragen als CsClO3..
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

User avatar
Ragbips
Natrium
Posts: 305
Joined: 07 May 2010, 17:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groningen

Re: Eigenschappen van cesium

Post by Ragbips » 28 Nov 2010, 14:59

Hoe zou ik dat kunnen testen?

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by woelen » 28 Nov 2010, 22:59

Chemisch gezien en qua stabiliteit zijn CsClO3 en KClO3 redelijk vergelijkbaar.

Een mix met zwavel is in beide gevallen gemakkelijk aan te steken en brandt even fel. Een mix met rode fosfor is in beide gevallen erg gevoelig en met een tikje met een glasstaaf of schroevendraaier tot ontbranding te brengen. Ook in contact met geconcentreerd zoutzuur is het resultaat vergelijkbaar, er ontstaat intens gekleurd geel ClO2 (gemengd met Cl2, wat niet te zien is vanwege de intense kleur van de ClO2).
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by woelen » 13 Mar 2011, 15:03

Ik heb nu een experiment gedaan met CsCl, dichromaat en chromaat.

Het blijkt dat cesium dichromaat (Cs2Cr2O7) eigenlijk zeer matig oplost, je zou het bijna tot de slecht oplosbare stoffen rekenen. Wat echter opvallend is dat cesium chromaat (Cs2CrO4) goed oplost, vergelijkbaar met Na2CrO4 wat uitstekend oplost in een weinig water. Dit is best bijzonder omdat heel veel dichromaten prima oplosbaar zijn en de chromaten veel minder of helemaal niet. Bij cesium is het dus andersom.

Als je een oplossing van Na2Cr2O7 bij een oplossing van CsCl brengt, dan krijg je direct een geel/oranje neerslag, een beetje slijmerig en niet zo gemakkelijk te filteren. Als je veel verdundere oplossingen gebruikt, dan krijg je langzame vorming van kristalletjes en krijg je een soort kristal-meel met een geel/oranje kleur.

Als je een oplossing van Na2CrO4 bij een oplossing van CsCl brengt, dan mengen ze en gebeurt er verder niets. De oplossing blijft helder en knalgeel. Voeg je aan die gele oplossing enkele druppels van oplossing van CrO3, dan krijg je direct een slijmerig neerslag met een vuil-oranje kleur. Bij schudden krijg je een oranje neerslag.

Ik heb vervolgens al die neerslagen met chromaat/dichromaat/chroomzuur bij elkaar gedaan in een klein bekerglaasje en dit verwarmd. Al snel lost alles weer op en krijg je een heldere oranje/rode oplossing. Deze laat ik langzaam afkoelen en wie weet krijg ik dan mooie kristallen van Cs2Cr2O7.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Eigenschappen van cesium

Post by spidey » 14 Mar 2011, 22:15

Ik heb vorige maand wat artikelen bestudeerd over dubbelzouten. Daaruit blijkt ook dat het oplosbaarheidsgedrag van cesium de neiging heeft om af te wijken van andere alkali-dubbelzouten. Ook vormt het gemakkelijker dubbelzouten met sommige metalen dan de andere alkalimetalen. Ik vermoed dat dit voornamelijk door de grootte van het ion komt.

Wat ik vast nog eens ga proberen is om cesiumkobaltthiocyanaat te maken, Cs2Co(SCN)4.2H2O. Dit zout vormt schitterende diepblauwe kristallen (volgens beschrijving) en wordt groen bij afscheiding van het kristalwater. Het lithiumzout daarentegen is zo hygroscopisch dat het in het uit de lucht geadsorbeerde vocht oplost. Natrium en kalium geven zeer goed oplosbare zouten die wel stabiel aan de lucht zijn. Het ammoniumzout is paarsblauw van kleur. In dit voorbeeld volgt cesium trouwens gewoon de tendens van afnemende oplosbaarheid. Ik vermoed dat voor het maken van fraaie kristallen cesium wel eens het beste dubbelzout met kobalt kan geven.

User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by woelen » 15 Mar 2011, 08:08

Dat thiocyanato complex van cobalt klinkt ook erg interessant. Dat ga ik binnenkort ook eens proberen.

Gister heb ik nog gekeken of cesium ook met chroom(III) in hoge concentratie HCl leidt tot vorming van een neerslag van een of ander complex, maar dat is niet het geval. Er ontstaat geen chloro complex van chroom(III) dat kristallijn neerslaat.

Ondertussen heb ik de Cs2Cr2O7 laten staan en een aardige hoeveelheid kristalletjes gekregen. Het zijn geen grote mooi gevormde kristallen, maar heel veel kleine knaloranje kristalletjes, welke nog fijner zijn dan de korreltjes van normaal keukenzout. C22Cr2O7 is wel gemakkelijk te isoleren en na te spoelen met ijskoud water voor zuivering, maar echt mooie grote kristallen maken vereist langzaam verdampen van een bij kamertemperatuur verzadigde oplossing.

Het is grappig om te zien dat Cs2Cr2O7 nauwelijks oplost in water, maar doe je er een beetje NaOH bij, dan lost zowel de NaOH als de Cs2Cr2O7 snel op. De oplossing wordt dan citroengeel door vorming van chromaat ion. Dit laat zien dat Cs2CrO4 veel beter oplost dan Cs2Cr2O7.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by Jor » 15 Mar 2011, 21:28

Spidey, weet je zeker dat dat cobalt-thiocyanaat complex stabiel aan de lucht is? De meeste Co(II) complexen oxideren zeer snel aan de lucht.

Zoja, zou je het voorschrift kunnen posten? Ik wil dit ook wel eens gaan proberen, lijkt me leuk.
Ik heb sinds 3 weken weer tijd om wat experimenten te doen het komende weekend. Ik weet nog niet precies wat ik allemaal wil gaan doen, maar dit klinkt interessant. Ik heb ook 100g CsCl gekocht, ik heb alle cobalt-zouten. Mijn enige beperking is dat ik maar een kleine hoeveelheid KSCN bezit en geen andere thiocyanaat-zouten, dus ik hoop niet dat het complex een slecht onoplosbaar zout vormt met kalium als kation.

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Eigenschappen van cesium

Post by spidey » 16 Mar 2011, 00:15

Ook het kaliumcomplex kun je maken. De oplosbaarheid ervan is nog hoger dan die van het cesiumdubbelzout, dus dat zal zeker niet uit je oplossing neerslaan.

De synthese voor het kaliumzout, K4Co(SCN)6.6H2O, kan volgens Walden (Zeitschr. Anorg. Chem. 23 (1900) p373-377) op twee manieren:

1) de berekende hoeveelheden CoSO4 en KSCN oplossen in water en samenvoegen en het K2SO4 neerslaan door toevoegen van alcohol en filteren;

2) de berekende hoeveelheden CoCl2 en KSCN oplossen in alcohol en samenvoegen en het neergeslagen KCl filteren.

Wells, die Cs2Co(SCN)4.2H2O maakte, merkt daarover op:
Wells, Am Chem Journ, 29, (1903) p476 wrote:The salt is stable in air. When they are pulverized, the deep-blue crystals become brighter in color, and the powder loses water somewhat above 100°, and becomes green. The anhydrous substance melts at about 170°.
Wells maakte het kobaltthiocyanaat als volgt:
ibid pg 475-476 wrote:A solution of cobalt thiocyanate was prepared by dissolving cobalt carbonate in dilute thiocyanic acid. The latter was obtained by suspending lead thiocyanate (made by precipitation) in water, passing hydrogen sulfide into the liquid, filtering, and removing the excess of hydrogen sufide by means of a current of air.
Bestwel een smerige synthese dus. De synthese van loodthiocyanaat heb ik uitgevoerd. Die gaat gemakkelijk; vanwege de geringe oplosbaarheid slaat het neer in fijne kleurloze kristalletjes.

Wells maakte het cesiumthiocyanaat als volgt:
Wells, Am Chem Journ, 28, (1902) p256-257 wrote:Caesium thiocyanate was prepared by boiling a solution of the ammonium salt with the proper quantity of caesium carbonate until no more ammonium carbonate was given off, and crystallizing the product.
Maakt het voor mij lastig, omdat ik alleen kaliumthiocyanaat heb.

Weet iemand tot wat voor concentraties je veilig met thiocyaanzuur kunt werken? Ik heb een oplossing van loodnitraat in salpeterzuur (grofweg 10%) gemaakt en bij toevoegen van kaliumthiocyanaat ging dat goed (geen amandelgeur waargenomen). Maar het kan goed zijn dat alle thiocyanaat dat oploste meteen aan het aanwezige lood bond. Vind dit experiment een beetje creepy...

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Eigenschappen van cesium

Post by spidey » 16 Mar 2011, 00:45

Follow-up: Ik denk dat die oplossing van HSCN ook wel te maken is door de berekende hoeveelheid H2SO4 in de Pb(SCN)2 suspensie te doen. De vormingsenthalpie van PbSO4 is –219.9 kcal/mol, terwijl die van PbS maar –24.0 kcal/mol is (Patnaik). Dat scheelt stinken met H2S.

Verder is het waarschijnlijk zelfs mogelijk om langs die weg CsSCN te maken; DeltaHf0 PbCl2 = –85.90 kcal/mol (Patnaik). Dit moet ik eens gaan testen. :)

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Eigenschappen van cesium

Post by Jor » 20 Mar 2011, 21:48

Vandaag heb ik een gerelateerd experiment gedaan, alleen heeft het niks te maken met cesium. Ik heb ook een experiment gedaan waar zowel cobalt en thiocyanaat voorkomen, alleen nu is cobalt het kation: de synthese van Co[Hg(SCN)4]
Deze synthese is makkelijk en alhoewel kwik erg giftig is, wordt je met voorzichtig werken niet blootgesteld. Wel moet je zeker weten dat je een goede afval fles voor het kwik-afval hebt, ook voor het vaste afval zoals filtreerpapier.

Ik heb 2,2 gram HgO opgelost in 3mL 10M HCl in 30mL water, waarbij de oplossing verwarmd werd. Vervolgens heb ik de oplossing geneutraliseerd met 15% NaOH en net weer aangezuurd met 2 druppels HCl zodat al het HgO was opgelost. Deze oplossing heb ik toegevoegd aan een oplossing van 4,4 gram KSCN in 15-20mL water. Hierbij wordt de oplossing oranje/rood. Terwijl deze oplossing nog warm was werd 3,5g kobaltnitraat hexahydraat in 10mL water (overmaat). Na een halve minuut beginnen er kleine blauwe kristalletjes te vormen. De oplossing is 2 uur laten staan, en de vloeistof boven het blauwe neerslag (is oranje/rood) afgedecanteerd. Vervolgens werd de natte neerslag op een filter gebracht en 2x gewassen met 2,5mL water en 2x met 2,5mL absolute EtOH. Vervolgens werd de nog enigzins natte vaste stof in een bekerglas gebracht en gedroogd bij 50C (op het moment dat ik dit type is dit bezig :) ).

Vrij makkelijke synthese dus. Ik ga het filter spoelen met HCl (hier schijnt het complex in op te lossen), om zo alleen maar vloeibaar afval te hebben. Dit damp ik in tot ca. 30-40mL en dan gaan het de afvalfles in.

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 4 guests