Césio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Sobre o Césio

O césio é um metal alcalino macio, prateado-ouro, com um ponto de fusão de 28,5 °C, o que o torna um dos cinco metais elementares líquidos à temperatura ambiente ou próximo dela. O césio tem propriedades físicas e químicas semelhantes às do rubídio e do potássio.

Resumo

Elemento	Césio
Número atômico	55
Categoria do elemento	Metal alcalino
Fase em STP	Sólido
Densidade	1,879 g/cm3
Resistência à tração	N/D
Força de rendimento	N/D
Módulo de elasticidade de Young	1,7 GPa
Escala de Mohs	0,2
Dureza Brinell	0,14 MPa
Dureza Vickers	N/D
Ponto de fusão	28,4 °C
Ponto de ebulição	669 °C
Condutividade térmica	36 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica	97 µm/mK
Calor específico	0,24 J/gK
Calor de fusão	2,092 kJ/mol
Calor da vaporização	67,74 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter]	205
Suscetibilidade Magnética	N/D

Aplicações de Césio

O maior uso atual de césio não radioativo é em fluidos de perfuração de formato de césio para a indústria de petróleo extrativa. Eles também são usados ​​para fazer vidros ópticos especiais, como promotor de catalisadores, em tubos de vácuo e em equipamentos de monitoramento de radiação. Um de seus usos mais importantes é no ‘relógio de césio’ (relógio atômico). Esses relógios são uma parte vital da internet e das redes de telefonia móvel, bem como dos satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS). O césio-137 é um radioisótopo comumente usado como emissor gama em aplicações industriais.

 

 

Produção e preço do Césio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do césio puro estavam em torno de 11000 $/kg.

O césio é extraído principalmente de polucita, enquanto os radioisótopos, especialmente o césio-137, um produto da fissão, são extraídos de resíduos produzidos por reatores nucleares. A mineração e refino de minério poluído é um processo seletivo e é realizado em menor escala do que para a maioria dos outros metais. O minério é triturado, selecionado manualmente, mas geralmente não concentrado, e depois moído. O césio é então extraído da polucita principalmente por três métodos: digestão ácida, decomposição alcalina e redução direta.

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Césio

Força do Césio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Césio

A resistência à tração final do Césio é N/A.

Força de rendimento de Césio

O limite de escoamento do Césio é N/A.

Módulo de Elasticidade do Césio

O módulo de elasticidade de Young do Césio é N/A.

Dureza do Césio

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

A dureza Brinell do césio é de aproximadamente 0,14 MPa.

O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.

A dureza Vickers do césio é aproximadamente N/A.

A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.

O césio tem uma dureza de aproximadamente 0,2.

Veja também: Dureza dos Materiais

Césio – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do Césio é a estrutura cúbica de corpo centrado.

Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.

Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais

Estrutura Cristalina de Césio

Propriedades Térmicas do Césio

Césio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do Césio é 28,4 °C.

O ponto de ebulição do Césio é 669 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Césio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Césio é 36 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

Coeficiente de Expansão Térmica de Césio

O coeficiente de expansão térmica linear de Césio é 97 µm/(m·K).

A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.

Césio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização

O calor específico do Césio é 0,24 J/gK.

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.

O calor latente de fusão do Césio é 2,092 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Césio é 67,74 kJ/mol.

Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.

Césio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética

A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.

Veja também:  Propriedades Elétricas

A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes  materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.

Veja também: Propriedades Magnéticas

Resistividade Elétrica do Césio

A resistividade elétrica do Césio é 205 nΩ⋅m.

A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o césio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.

Suscetibilidade Magnética do Césio

A suscetibilidade magnética do Césio é N/A.

No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do césio em resposta a um campo magnético aplicado.