Cer jest niekwestionowanym 'starszym bratem' w dużej rodzinie pierwiastków ziem rzadkich. Po pierwsze, całkowita obfitość pierwiastków ziem rzadkich w skorupie ziemskiej wynosi 238 ppm, a ceru 68 ppm, co stanowi 28% całkowitego składu pierwiastków ziem rzadkich i zajmuje pierwsze miejsce; Po drugie, cer jest drugim pierwiastkiem ziem rzadkich odkrytym dziewięć lat po odkryciu itru (1794). Jego zastosowanie jest bardzo szerokie, a „cer” jest nie do zatrzymania
Odkrycie pierwiastka ceru
Carl Auer z Welsbach
Cer został odkryty i nazwany w 1803 roku przez Germana Kloppersa, szwedzkiego chemika J ö nsa Jakoba Berzeliusa i szwedzkiego mineraloga Wilhelma Hisingera. Nazywa się cer, a jego ruda cerytem, na pamiątkę Ceres, asteroidy odkrytej w 1801 roku. W rzeczywistości ten rodzaj krzemianu ceru jest uwodnioną solą zawierającą od 66% do 70% ceru, podczas gdy reszta to związki wapnia, żelaza iitr.
Pierwszym zastosowaniem ceru był kominek gazowy wynaleziony przez austriackiego chemika Carla Auera von Welsbacha. W 1885 r. podjął próbę stworzenia mieszanki magnezu, lantanu i tlenku itru, ale mieszanki te emitowały zielone światło, ale bez powodzenia.
W 1891 roku odkrył, że czysty tlenek toru wytwarzał lepsze światło, mimo że był niebieski, a zmieszany z tlenkiem ceru(IV) wytwarzał jasne białe światło. Ponadto tlenek ceru(IV) może być również stosowany jako katalizator spalania tlenku toru
Cer metaliczny
★ Cer jest ciągliwym i miękkim srebrzystobiałym metalem o aktywnych właściwościach. Po wystawieniu na działanie powietrza utlenia się, tworząc rdzawą, łuszczącą się warstwę tlenku. Po podgrzaniu pali się i szybko reaguje z wodą. Próbka ceru wielkości centymetra ulega całkowitej korozji w ciągu około roku. Unikaj kontaktu z powietrzem, silnymi utleniaczami, silnymi kwasami i halogenami.
★ Cer występuje głównie w monacytach i bastnaesytach, a także w produktach rozszczepienia uranu, toru i plutonu. Szkodliwy dla środowiska, należy zwrócić szczególną uwagę na zanieczyszczenie zbiorników wodnych.
★ Cer jest 26. najliczniejszym pierwiastkiem, stanowiącym 68 ppm skorupy ziemskiej, ustępując jedynie miedzi (68 ppm). Cer jest bardziej obfity niż zwykłe metale, takie jak ołów (13pm) i cyna (2,1 ppm).
Cer Konfiguracja elektronowa
Aranżacje elektroniczne:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cer znajduje się za lantanem i ma 4f elektronów wychodzących z ceru, co ułatwia udział w reakcjach chemicznych. Jednak orbital 5d ceru jest zajęty, a ten efekt nie jest wystarczająco silny w cerze.
★ Większość lantanowców może używać tylko trzech elektronów jako elektronów walencyjnych, z wyjątkiem ceru, który ma zmienną strukturę elektronową. Energia elektronów 4f jest prawie taka sama jak zewnętrznych elektronów 5d i 6s zdelokalizowanych w stanie metalu, a do zmiany względnego zajęcia tych poziomów energii elektronowej potrzebna jest tylko niewielka ilość energii, co skutkuje podwójną wartościowością +3 i +4. Normalny stan to wartościowość +3, wykazując wartościowość +4 w wodzie beztlenowej.
Zastosowanie ceru
★ Można go stosować jako dodatek stopowy oraz do produkcji soli cerowych itp.
★ Może być stosowany jako dodatek do szkła w celu pochłaniania promieni ultrafioletowych i podczerwonych. Jest szeroko stosowany w szybach samochodowych.
★ Może być stosowany jako doskonały materiał chroniący środowisko, a obecnie najbardziej reprezentatywnym jest katalizator oczyszczania spalin samochodowych, który skutecznie zapobiega przedostawaniu się do powietrza dużej ilości spalin samochodowych.
★ Światłopierwiastki ziem rzadkichskładają się głównie z ceru, ponieważ są regulatorami wzrostu roślin, mogącymi poprawić jakość upraw, zwiększyć plony i wzmocnić odporność upraw na stres.
★ Siarczek ceru może zastępować w pigmentach metale szkodliwe dla środowiska i człowieka, takie jak ołów i kadm, może służyć do barwienia tworzyw sztucznych, a także może być stosowany w przemyśle powłok i tuszy.
★Tlenek ceru(IV)może być stosowany jako środek polerujący np. w polerowaniu chemiczno-mechanicznym (CMP).
★ Cer można również stosować jako materiał do magazynowania wodoru, materiał termoelektryczny, elektrody cerowo-wolframowe, kondensatory ceramiczne, ceramikę piezoelektryczną, materiały ścierne z węglika krzemu i ceru, surowce do ogniw paliwowych, katalizatory benzynowe, materiały magnetyczne trwałe, materiały medyczne, różne stale stopowe i metale nieżelazne.
Czas publikacji: 03-07-2023