Sesium bisulfat

Sesium bisulfat

Penanda
Nomor CAS	7789-16-4
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif
3DMet	{{{3DMet}}}
Nomor EC
PubChem CID	23677635
Nomor RTECS	{{{value}}}
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID301045981
InChI InChI=1S/Cs.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+1;/p-1 Key: MEAHOQPOZNHISZ-UHFFFAOYSA-M
SMILES OS(=O)(=O)[O-].[Cs+]
Sifat
Rumus kimia	CsHO4S
Massa molar	229,97 g·mol−1
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
Referensi

Sesium bisulfat atau sesium hidrogen sulfat adalah sebuah senyawa anorganik dengan rumus kimia CsHSO₄. Garam bisulfat dari sesium ini memiliki wujud padatan tak berwarna yang diperoleh dengan menggabungkan Cs₂SO₄ dan H₂SO₄.^[1]

Di atas 141 °C, CsHSO₄ merupakan konduktor superionik.^[1] Konduktivitas ionik yang cepat muncul terutama pada kisaran suhu ini karena aktivitas proton yang tinggi.^[2]

Berdasarkan hasil kristalografi sinar-X, strukturnya terdiri dari pusat sulfat tetrahedral yang menjembatani ion sesium. Proton berasosiasi dengan oksigen pada sulfat.^[3]

CsHSO₄ melalui tiga fase kristal yang disebut sebagai fase III, II, dan I.^[4] CsHSO₄ awalnya berada pada fase III pada suhu kamar 21 °C. Fase III berkisar antara 21 °C hingga 90 °C dengan suhu transisi 90 °C hingga 100 °C antara fase III dan fase II. Fase II berkisar antara 90 °C hingga 140 °C. Pada suhu 140 °C, CsHSO₄ mengalami pergeseran fase dari fase II ke fase I.^[5]

Fase III (21 °C to 90 °C) dan fase II (90 °C to 140 °C) disebut sebagai fase monoklinik, di mana CsHSO₄ menunjukkan konduktivitas proton terendah. Saat suhu struktur kristal dinaikkan, akan terlihat variasi dalam volume sel unit dan susunan ikatan hidrogennya, yang akan mengubah kemampuan struktur kristal CsHSO₄ untuk memungkinkan perpindahan proton.

Pada suhu 141 °C, struktur kristal CsHSO₄ mengalami perubahan struktural dari fase II monoklinik menjadi fase tetragonal, menjadi fase I. Fase I memiliki simetri kristal yang lebih tinggi dan dimensi kisi yang lebih lebar. Fase I dicatat sebagai fase superprotonik (fase konduksi kuat), yang memicu pertumbuhan ekstrem dalam konduktivitas proton hingga empat kali lipat, mencapai 10 mS/cm. Hal ini membuat konduktivitas CsHSO₄ sepuluh kali lipat lebih kuat daripada konduktivitas larutan natrium klorida berair. Dalam fase superprotonik, pergerakan tetrahedron SO₄ menghasilkan gangguan jaringan ikatan hidrogen, yang mempercepat transfer proton.^[5] Anion tetragonal yang tersedia dalam struktur bertanggung jawab atas pengaturan ikatan hidrogen dengan proton yang bergerak.^[6]

Konduktivitas maksimum CsHSO₄ adalah 10 mS/cm, yang terlalu rendah untuk aplikasi praktis. Pada komposit dengan SiO₂, TiO₂, dan Al₂O₃, konduktivitas proton di bawah suhu transisi fase ditingkatkan beberapa kali lipat.^[7]

Tidak seperti konduktor protonik terhidrasi, tidak adanya air dalam CsHSO₄ memberikan stabilitas termal dan elektrokimia. Pengukuran gaya gerak listrik (GGL) dalam sel konsentrasi oksigen yang dilembapkan memverifikasi sifat ionik tinggi CsHSO₄ dalam fase superprotoniknya.^[8] Berdasarkan rotasi panas, tegangannya tetap sama selama lebih dari 85 jam selama pengukuran, terutama pada suhu tinggi.^[8] Hasil ini menunjukkan independensi termal dari lingkungan tipe kelembapan. Selain itu, struktur kristal CsHSO₄ memungkinkan pengangkutan ion bermuatan lebih kecil dengan cepat, sehingga menghasilkan transfer energi yang efisien dalam perangkat elektrokimia.