Cer jest niekwestionowanym „starszym bratem” w dużej rodzinie pierwiastków ziem rzadkich.Po pierwsze, całkowita zawartość pierwiastków ziem rzadkich w skorupie wynosi 238 ppm, w tym 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 „ceru” nie da się zatrzymać
Odkrycie pierwiastka ceru
Carla Auera von Welsbacha
Cer został odkryty i nazwany w 1803 roku przez niemieckiego Kloppersa, szwedzkiego chemika Jöns Jakoba Berzeliusa i szwedzkiego mineraloga Wilhelma Hisingera.Nazywa się ceria, a jego ruda nazywana jest cerytem, na pamiątkę Ceres, asteroidy odkrytej w 1801 roku. W rzeczywistości ten rodzaj krzemianu ceru to uwodniona sól zawierająca od 66% do 70% ceru, podczas gdy reszta to związki wapnia , żelazo iitr.
Pierwszym zastosowaniem ceru był kominek gazowy wynaleziony przez austriackiego chemika Carla Auera von Welsbacha.W 1885 roku podjął próbę sporządzenia mieszaniny magnezu, lantanu i tlenku itru, ale mieszaniny te wyemitowały zielone światło bez powodzenia.
W 1891 roku odkrył, że czysty tlenek toru daje lepsze światło, chociaż jest niebieskie, i zmieszany z tlenkiem ceru (IV) daje jasne, białe światło.Ponadto tlenek ceru (IV) można również stosować jako katalizator spalania tlenku toru
Cer metaliczny
★ Cer jest ciągliwym i miękkim, srebrno-białym metalem o aktywnych właściwościach.Wystawiony na działanie powietrza ulegnie utlenieniu, tworząc rdzawą, złuszczającą się warstwę tlenku.Po podgrzaniu pali się i szybko reaguje z wodą.Próbka ceru o wielkości centymetra ulega całkowitej korozji w ciągu około roku.Unikać kontaktu z powietrzem, silnymi utleniaczami, mocnymi kwasami i halogenami.
★ Cer występuje głównie w monacycie i bastnezycie, a także w produktach rozszczepienia uranu, toru i plutonu.Szkodliwe dla środowiska, szczególną uwagę należy zwrócić na zanieczyszczenie zbiorników wodnych.
★ Cer jest 26. najpowszechniejszym pierwiastkiem, stanowiącym 68 ppm w skorupie ziemskiej, ustępując jedynie miedzi (68 ppm).Cer występuje w większej ilości niż zwykłe metale, takie jak ołów (13 ppm) i cyna (2,1 ppm).
Konfiguracja elektronów ceru
Ustalenia elektroniczne:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cer znajduje się po lantanie i ma 4f elektrony, zaczynając od ceru, co ułatwia udział w reakcjach chemicznych.Jednakże orbital 5d ceru jest zajęty i efekt ten nie jest wystarczająco silny w przypadku ceru.
★ Większość lantanowców może wykorzystywać tylko trzy elektrony jako elektrony walencyjne, z wyjątkiem ceru, który ma zmienną strukturę elektronową.Energia elektronów 4f jest prawie taka sama jak energia zewnętrznych elektronów 5d i 6s zdelokalizowanych w stanie metalicznym i tylko niewielka ilość energii jest potrzebna do zmiany względnego zajęcia tych poziomów energii elektronowej, co skutkuje podwójną wartościowością +3 i +4.Normalny stan to +3 wartościowość, wykazujący +4 wartościowość w wodzie beztlenowej.
Zastosowanie ceru
★ Może być stosowany jako dodatek stopowy oraz do produkcji soli ceru itp.
★ Może być stosowany jako dodatek do szkła pochłaniający promienie ultrafioletowe i podczerwone i jest szeroko stosowany w szkle samochodowym.
★ Może być stosowany jako doskonały materiał chroniący środowisko, a obecnie najbardziej reprezentatywnym jest katalizator do oczyszczania spalin samochodowych, który skutecznie zapobiega przedostawaniu się do powietrza dużej ilości spalin samochodowych.
★ Światłorzadkie elementy ziemiskłada się głównie z ceru, jako regulatory wzrostu roślin, mogą poprawiać jakość plonów, zwiększać plony i zwiększać odporność roślin na stres.
★ Siarczek ceru może zastąpić metale, takie jak ołów i kadm, które są szkodliwe dla środowiska i ludzi w pigmentach, może barwić tworzywa sztuczne, a także może być stosowany w przemyśle powłok i farb.
★Tlenek ceru(IV).może być stosowany jako pasta polerska, np. przy polerowaniu chemiczno-mechanicznym (CMP).
★ Cer może być również stosowany jako materiały do magazynowania wodoru, materiały termoelektryczne, elektrody cerowo-wolframowe, kondensatory ceramiczne, ceramika piezoelektryczna, materiały ścierne z węglika cerowo-krzemowego, surowce do ogniw paliwowych, katalizatory benzynowe, materiały z magnesem trwałym, materiały medyczne, różne stale stopowe i nie- metale żelazne.
Czas publikacji: 03 lipca 2023 r