Cerium er den ubestridte 'storebror' i den store familie af sjældne jordelementer. For det første er den samlede overflod af sjældne jordarter i skorpen 238 ppm, med cerium på 68 ppm, der tegner sig for 28% af den samlede sjældne jordsammensætning og rangering først; For det andet er Cerium det andet sjældne jordelement, der blev opdaget ni år efter opdagelsen af Yttrium (1794). Dets anvendelse er meget omfattende, og "cerium" er ustoppelig
Opdagelsen af ceriumelementet
Carl Auer von Welsbach
Cerium blev opdaget og navngivet i 1803 af tyske Kloppers, den svenske kemiker J Ö ns Jakob Berzelius og den svenske mineralogist Wilhelm Hisinger. Det kaldes ceria, og dens malm kaldes cerite, til minde om Ceres, en asteroide opdaget i 1801. Faktisk er denne type ceriumsilikat et hydreret salt, der indeholder 66% til 70% cerium, mens resten er forbindelser af calcium, jern ogyttrium.
Den første brug af cerium var en gaspejs opfundet af den østrigske kemiker Carl Auer von Welsbach. I 1885 forsøgte han en blanding af magnesium, lanthanum og yttriumoxid, men disse blandinger udsendte et grønt lys uden succes.
I 1891 fandt han, at rent thoriumoxid producerede et bedre lys, skønt det var blåt og blandet med cerium (IV) oxid for at producere et lyst hvidt lys. Derudover kan cerium (IV) oxid også bruges som en katalysator til forbrænding af thoriumoxid
Cerium metal
★ Cerium er en duktil og blødt sølvhvidt metal med aktive egenskaber. Når det udsættes for luft, oxideres det og danner et rust som skrælende oxidlag. Når det opvarmes, brænder det og reagerer hurtigt med vand. En ceriummetalprøve i centimeter størrelse korroderer fuldstændigt inden for cirka et år. Undgå kontakt med luft, stærke oxidanter, stærke syrer og halogener.
★ Cerium findes hovedsageligt i monazit og bastnaesit såvel som i fissionsprodukter af uran, thorium og plutonium. Skadelig for miljøet, skal der lægges særlig vægt på forurening af vandområder.
★ Cerium er det 26. mest rigelige element, der tegner sig for 68 ppm af jordens skorpe, kun andet til kobber (68 ppm). Cerium er mere rigeligt end almindelige metaller såsom bly (13 pm) og tin (2,1 ppm).
Cerium elektronkonfiguration
Elektroniske arrangementer:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P66S2 4F1 5D1
★ Cerium er placeret efter lanthanum og har 4F -elektroner fra cerium, hvilket gør det let at deltage i kemiske reaktioner. Imidlertid besættes 5D -orbitalen af cerium, og denne effekt er ikke stærk nok i cerium.
★ De fleste lanthanid kan kun bruge tre elektroner som valenselektron med undtagelse af cerium, der har en variabel elektronisk struktur. Energien fra 4F -elektroner er næsten den samme som for den eksterne 5D- og 6S -elektroner, der er delokaliseret i metaltilstanden, og kun en lille mængde energi er nødvendig for at ændre den relative besættelse af disse elektroniske energiniveauer, hvilket resulterer i dobbeltvalensen på+3 og+4. Den normale tilstand er+3 valence, der viser+4 valens i anaerobt vand.
Anvendelse af cerium
★ kan bruges som et legeringsadditiv og til produktion af ceriumsalte osv.
★ Det kan bruges som glasadditiv til at absorbere ultraviolet og infrarøde stråler og er vidt brugt i bilglas.
★ kan bruges som et fremragende miljøbeskyttelsesmateriale, og i øjeblikket er den mest repræsentative biludstødningsoprensningskatalysator, som effektivt forhindrer, at en stor mængde biludstødningsgas udledes i luften.
★ lysSjældne jordelementerHovedsageligt sammensat af cerium som plantevækstregulatorer kan forbedre afgrødekvaliteten, øge udbyttet og øge afgrødernes stressresistens.
★ Ceriumsulfid kan erstatte metaller såsom bly og cadmium, der er skadelige for miljøet og mennesker i pigmenter, kan farve plast og kan også bruges i belægninger og blækindustrier.
★Cerium (IV) oxidKan bruges som poleringsforbindelse, for eksempel i kemisk-mekanisk polering (CMP).
★ Cerium kan også bruges som brintopbevaringsmaterialer, termoelektriske materialer, cerium wolframelektroder, keramiske kondensator, piezoelektriske keramik, ceriumsiliciumcarbid-abrasiver, brændselscelle-råmaterialer, benzinkatalysatorer, permanente magnetiske materialer, medicinske materialer, forskellige legeringsstyrer og ikke-ferrous metals.
Posttid: Jul-03-2023