如何通过氧化还原反应释放铯元素? ¹

铯是元素周期表上电负性最小的元素，因此我们可能会认为无法通过氧化还原反应来释放铯元素。然而，电负性只是化学性质的一种因素。实际上，反应是由产生最大熵的物质驱动的，而熵又是由能量变化和相变化所驱动的。在从CsCl置换Cs的情况下，我们必须打破CsCl晶格，并在产物金属晶格中产生与分解CsCl晶格相同数量的自由能。然而，没有金属能够取代Cs产生足够大的熵和能量变化。但是，我们可以考虑使用钙。由于Ca和Cl的相对尺寸，CaCl2的晶格焓远大于CsCl，这意味着用CaCl2代替CsCl具有巨大的能量效益。因此，在700°C时，我们可以得到以下反应：

2CsCl（l）+Ca（s）→CaCl2（s）+2Cs（g）

这个反应产生游离铯的原因有几个。首先，CaCl2的晶格焓远大于反应物的晶格焓。其次，铯的生成高于其沸点，因此熵有了巨大的增加。第三，铯被驱离反应并离开系统。 在实际操作中，我们可以执行以下步骤： 1. 在惰性气氛中混合Ca和CsCl，并放入石英玻璃管中，用石英棉塞住，以防止反应成分溅入收集安瓿中。 2. 将其连接到定制的二氧化硅或石英部分，并与石英管组装。 3. 将整个设备加热到200摄氏度，同时拉动高真空，以除去任何可能污染产品的空气或湿气。 4. 干燥和脱气后，将石英部分加热到700摄氏度，保持其余设备的温度，以保持Cs产品通过。 5. 当Cs收集到安瓿中时，密封安瓿，即可得到金色的铯样品。 需要注意的是，这是实验室中最危险的制剂之一，需要完全掌握所有必要的方法，并准备好实验室和安全设备。在决定是否需要铯样品之前，请确保阅读相关的正式文献并评估风险。