Césio (Cs)

Principais propriedades

O césio é um metal extremamente mole, de coloração dourada pálida, e um dos poucos que se liquefazem perto da temperatura ambiente. É o elemento estável de menor eletronegatividade e o mais eletropositivo, o que significa que cede seu elétron externo com mais facilidade que qualquer outro.

Essa reatividade extrema o faz reagir violentamente com água e inflamar-se em contato com o ar, razão pela qual é sempre mantido em recipientes selados sob atmosfera inerte. O césio também é fotoemissor eficiente: libera elétrons quando iluminado, propriedade explorada em detectores de luz.

Ocorrência na natureza

Está presente na crosta terrestre em concentração de poucas partes por milhão, sempre combinado. O mineral economicamente relevante é a polucita, um silicato de césio e alumínio associado a pegmatitos; depósitos no Canadá responderam historicamente pela maior parte da oferta mundial. Traços do elemento aparecem também em salmouras e em águas minerais.

Processo de obtenção

A rota industrial parte da polucita concentrada, que é atacada quimicamente para gerar sais solúveis de césio, purificados e convertidos nos compostos comerciais. O metal em si é produzido em pequena escala, por redução de seus sais em instalações especializadas e sob atmosfera protetora, já que qualquer contato com ar ou umidade o destrói.

Aplicações

A aplicação mais influente é a metrologia: a definição do segundo se apoia na frequência da transição entre dois níveis de energia do átomo de césio, e relógios atômicos baseados nesse padrão sincronizam redes de telecomunicações, sistemas de navegação por satélite e observatórios. Soluções densas de formiato de césio servem de fluido de perfuração em poços de petróleo de alta pressão. O elemento aparece ainda em células fotoelétricas, em catalisadores, em vidros especiais e como agente de remoção de gases residuais em tubos de vácuo.

Importância biológica

O césio não é um nutriente e não tem função biológica conhecida. O organismo, porém, não o distingue bem do potássio e o distribui pelos músculos e tecidos moles, comportamento que explica a atenção dada ao césio radioativo em programas de proteção radiológica e no monitoramento de alimentos após acidentes nucleares.

Riscos e precauções

O metal reage de forma violenta com a umidade e provoca queimaduras químicas e térmicas graves, sendo manipulado apenas em laboratórios e plantas industriais preparados para isso. Um capítulo à parte é o césio-137, isótopo radioativo usado em fontes seladas para radioterapia e medição industrial: o acidente ocorrido em Goiânia em 1987, provocado pela violação de uma fonte abandonada, resultou em mortes e em contaminação ambiental extensa, e tornou-se referência mundial sobre a necessidade de controle de fontes radioativas. Fontes desse tipo estão sujeitas a licenciamento, e qualquer suspeita de material radioativo fora de controle deve ser comunicada imediatamente às autoridades competentes, com observância da ficha de informações de segurança e de profissionais habilitados.

História da descoberta

Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff identificaram o césio em 1860, ao examinar o resíduo da evaporação de uma água mineral alemã com o espectroscópio que haviam desenvolvido. Duas linhas azuis inéditas revelaram a presença de um elemento desconhecido, e o césio tornou-se o primeiro elemento químico descoberto por análise espectral, método que em seguida levaria os mesmos pesquisadores ao rubídio.

Origem do nome

Do latim caesius, azul-acinzentado ou azul-celeste, em referência às duas linhas azuis observadas no espectro que revelou o elemento.

Isótopos relevantes

¹³³Cs é o único isótopo estável; ¹³⁷Cs é um produto de fissão monitorado em programas de proteção radiológica.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• A duração do segundo é definida por um número exato de ciclos da radiação associada a uma transição do átomo de césio-133.
• O césio foi o primeiro elemento identificado pela análise espectral, técnica que abriu caminho para várias outras descobertas.
• Com ponto de fusão pouco acima de vinte e oito graus Celsius, é um dos raros metais que se liquefazem em um dia quente.