Xenon Rubidium  Francium Barium  
 Caesium                                          55Cs
 engl. caesium; lat. caesius ("blaugrau")
 
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Relat. Atommasse  
Ordnungszahl  
Schmelzpunkt  
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)   
Elektronegativität   
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit    
      
  
 
132,90545196    
55    
28,44 °C    
671 °C    
   
1,873 g/cm³   
0,2    
0,79 (Pauling)      
[Xe]6s1   
Cs-133  100%   
  
  
 
 

     

Film

12 sek
Der Schmelzpunkt für Caesium beträgt +29°C. Kann man das Metall mit der Hand verflüssigen?
    
  GHS-Piktogramme  
  Gefahr
Gefahren (H-Sätze) 
H 260, 314, EUH 014 
  

Caesium sollte an Schulen 
nicht aufbewahrt werden.
CAS-Nummer 
 
7440-46-2 

  
  
 
 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Das goldgelbe Caesium ist das weichste aller Elemente. Es lässt sich in einer Ampulle mit der Handwärme schmelzen und hat nach Quecksilber den niedrigsten Schmelzpunkt aller Metalle. Durch UV-Strahlung lässt es sich leicht ionisieren. Es eignet sich daher zur Herstellung von lichtempfindlichen Photozellen in der Elektronik. Caesium kann an der Luft spontan verbrennen oder explodieren, daher wird es in Ampullen unter einem Schutzgas aufbewahrt. 
    
 
 Caesium reagiert mit der Luft

Caesium verbrennt spontan
 
Eine Ampulle mit einem Gramm Caesium reagiert nach dem Zerschlagen spontan.

Dieser Versuch ist für die Schule nicht geeignet.
Film erhältlich auf >DVD
 
 

Mit den meisten anderen Elementen reagiert Caesium unter Entflammen oder Explosion. Mit Wasser reagiert es ebenfalls explosionsartig, wobei Caesiumhydroxid und Wasserstoff entstehen: 
  
2 Cs  +  2 H2reagiert zu  2 CsOH  +  H2   
  
Caesiumhydroxid ist eine sehr starke Base. Caesiumsalze ergeben bei der Flammprobe ähnlich wie beim Kalium und Rubidium eine blauviolette Flammenfarbe. 
  
 
Unterscheidung von Salzen mit der Flammenfarbe

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Befeuchtet man ein Magnesiastäbchen mit verdünnter Salzsäure und benetzt man dieses mit Salz, zeigt sich bei den Alkalimetallsalzen eine typische Flammenfarbe, wenn man das Stäbchen in die rauschende Brennerflamme hält.
 
  
Physiologie - Toxikologie 
Das natürlich vorkommende Isotop Caesium-133 ist nicht radioaktiv, es besitzt nur das in der GHS-Kennzeichnung genannte Gefahrenpotenzial. Es reagiert explosiv mit Wasser oder verätzt Haut - und Augen. Bei Kernwaffentests oder in Kernkraftwerken entsteht das radioaktive und natürlich nicht vorkommende Caesiumisotop 137. In der Strahlentherapie wird dieses zur Behandlungen von Krebserkrankungen eingesetzt. 
  
Nach dem Supergau in Tschernobyl 1986 wurde das radioaktive Caesiumisotop 137 von vielen Menschen in Europa aufgenommen. Es speicherte sich im Muskelgewebe und erhöhte die Wahrscheinlichkeit an Krebs zu erkranken. Bei der Nuklearkatastrophe 2011 im Atomkraftwerk Fukushima/Japan wurden ebenfalls erhebliche Mengen des radioaktiven Caesiumisotops an die Umwelt abgegeben. Ein geringerer Anteil in den Böden stammt aus dem weltweit verteilten Fallout von Kernwaffentests. Die Halbwertszeit von Caesium-137 beträgt etwa 30 Jahre. Dies bedeutet, dass nach 30 Jahren die Hälfte der Caesiumatome zerfallen sind und nach weiteren 30 Jahren Dreiviertel. Nach insgesamt 90 Jahren ist immer noch ein Achtel der ursprünglichen Substanz erhalten. Aufgrund der besonderen Eigenschaft, dass das Caesiumisotop von Tonmineralien fixiert wird, verbleibt es für lange Zeit in den oberen Schichten der Waldböden und wandert nicht in tiefere Schichten. [Lit 68]  Da die Pflanzen ihre Nährstoffe überwiegend aus den oberen Schichten beziehen, besteht auch langfristig die Gefahr von Kontaminierungen. Konkret bedeutet dies, dass auch heute noch Pilze oder das Fleisch von Wildtieren - beispielsweise im Bayerischen Wald - aufgrund der Tschernobylkatastrophe stark radioaktiv belastet sind. 
  
Nach Ansicht von Ärzten sind Kinder besonders anfällig für Zellschäden, die durch Radioaktivität verursacht werden. Offenbar traten nach Tschernobyl nicht nur Krebsarten wie Schilddrüsenkrebs auf, sondern auch zahlreiche andere Erkrankungen wie "diffuse Störungen am Gehirn" im Entwicklungsstadium von Kindern. Ein Grund könnte darin liegen, dass sich die Zellen direkt nach der Geburt besonders in diesem Organ häufig oft teilen. [Quelle Siedentopf, Lit 69]  Auch von einer Zunahme von Augenkrankheiten, von Störungen am Immunsystem oder von Herz-Kreislauf-Erkrankungen wird berichtet. Bei einer Nuklearkatastrophe werden weitere Spaltprodukte des Urans und im schlimmsten Fall sogar Plutonium freigesetzt.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   selten

Caesium kommt in der Natur nicht elementar vor. Der Pollucit ist das bedeutendste Caesiummineral. Das Mineral findet sich auf der Insel Elba, in den USA, in Namibia, in Kanada, Russland und Schweden. Auch aus Cs2O-haltigem Lepidolith kann Caesium gewonnen werden. Spuren von Caesiumverbindungen finden sich im Meerwasser und in Mineralwässern.
  
 
 
 Pollucit aus Varuträsk in Schweden

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 Der Pollucit ist das bedeutendste Mineral zur Gewinnung von Caesium.
 
  
Geschichte 
Das Element wurde zusammen mit Rubidium im Jahre 1861 von dem deutschen Chemiker Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) und dem deutschen Physiker Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) entdeckt. Sie fanden es bei spektralanalytischen Untersuchungen von Mineralwasser aus Bad Dürkheim. Die Herstellung von 7,5 Gramm Caesiumchlorid gelang ihnen durch die Aufarbeitung von 44200 Liter Bad Dürkheimer Mineralwasser. Als zweites Produkt erhielten sie neun Gramm Rubidiumchlorid. Aufgrund der typischen blauen Farbe der Spektrallinien, erhielt das Element seinen Namen in Anlehnung an das lateinische Wort caesius ("blaugrau"). Reines Caesium konnte Carl Setterberg dann im Jahre 1882 durch eine Schmelzflusselektrolyse von Caesiumcyanid herstellen.  
  
  
Die Entdecker des Caesiums

Bunsen      Kirchhoff
 
 Robert Wilhelm Bunsen (links) und Gustav Robert Kirchhoff (rechts)
 
  
Herstellung     
Die Gewinnung erfolgt zusammen mit Rubidium. Bei der Verarbeitung des Minerals Lepidolith erhält man ein Gemisch aus Kaliumcarbonat, Rubidiumcarbonat und Caesiumcarbonat. DieTrennung der Salze erfolgt durch eine fraktionierte Kristallisation. Dabei macht man sich die unterschiedliche Wasserlöslichkeit der Salze zunutze. Beim Verdunsten der Lösung kristallisieren die Salze mit den schlechtesten Löslichkeiten zuerst aus. Durch eine nachfolgende Reduktion mit Calcium oder mit Magnesium im Wasserstoffstrom erhält man dann das reine Metall.
  
Verwendung 
Im Gegensatz zum Rubidium wird das Caesium in der Technik häufiger verwendet. Es dient in der Elektronik und in der Elektrotechnik zur Herstellung von Photozellen, Gleichrichtern, Caesiumdampflampen und Vakuumröhren. In den exakten Atomuhren wird die Schwingungsfrequenz des Caesiumisotops Cs-133 ausgenutzt. Derartige Uhren gehen in 10000 Jahren nur 0,3 Sekunden nach. In der Raumfahrt wird es als Treibstoff in Ionentriebwerken verwendet. In thermoionischen Batterien ermöglicht das Caesium die Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie. Das radioaktive Isotop Cs-137 wird in der Medizin zur Bestrahlung von Tumoren eingesetzt.
 
Experimente - Medien  
Demonstrationen mit Alkalimetallen 
Digitale Folien zu den Alkalimetallen
 
 

 
Caesiumverbindungen im Steckbrief
 
Caesiumchlorid      
 
Copyright: Thomas Seilnacht
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