Cerium er den ubestridte 'storebror' i den store familie af sjældne jordarters grundstoffer.For det første er den samlede mængde af sjældne jordarter i skorpen 238 ppm, med cerium på 68 ppm, hvilket tegner sig for 28% af den samlede sammensætning af sjældne jordarter og rangerer først;For det andet er cerium det andet sjældne jordarters grundstof opdaget ni år efter opdagelsen af yttrium (1794).Dens anvendelse er meget omfattende, og "cerium" er ustoppelig
Opdagelsen af Cerium Element
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 mineralog Wilhelm Hisinger.Det kaldes ceria, og dets 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, lanthan og yttriumoxid, men disse blandinger udsendte grønt lys uden held.
I 1891 fandt han ud af, at ren thoriumoxid producerede et bedre lys, selvom det var blåt, og blandet med Cerium(IV)-oxid for at frembringe et skarpt hvidt lys.Derudover kan Cerium(IV)oxid også bruges som katalysator til thoriumoxidforbrænding
Cerium metal
★ Cerium er et duktilt og blødt sølvhvidt metal med aktive egenskaber.Når det udsættes for luft, vil det blive oxideret, hvilket danner et rustlignende afskallet oxidlag.Ved opvarmning brænder det og reagerer hurtigt med vand.En ceriummetalprøve på centimeterstørrelse tærer fuldstændigt inden for omkring 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 bør der lægges særlig vægt på forurening af vandområder.
★ Cerium er det 26. mest udbredte grundstof, der tegner sig for 68 ppm af jordskorpen, kun næstefter kobber (68 ppm).Cerium er mere rigeligt end almindelige metaller som bly (13:00) og tin (2,1 ppm).
Cerium elektron konfiguration
Elektroniske arrangementer:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cerium er placeret efter lanthan og har 4f elektroner startende fra cerium, hvilket gør det nemt at deltage i kemiske reaktioner.Imidlertid er ceriums 5d orbital optaget, og denne effekt er ikke stærk nok i cerium.
★ De fleste lanthanider kan kun bruge tre elektroner som valenselektron, med undtagelse af cerium, som har en variabel elektronisk struktur.Energien af 4f elektroner er næsten den samme som for de eksterne 5d og 6s elektroner delokaliseret i metaltilstanden, og kun en lille mængde energi er nødvendig for at ændre den relative besættelse af disse elektroniske energiniveauer, hvilket resulterer i den dobbelte valens af +3 og+4.Den normale tilstand er +3 valens, der viser +4 valens i anaerobt vand.
Anvendelse af cerium
★ Kan bruges som legeringsadditiv og til fremstilling af ceriumsalte mv.
★ Det kan bruges som glasadditiv til at absorbere ultraviolette og infrarøde stråler og er meget udbredt i bilglas.
★ Kan bruges som et fremragende miljøbeskyttelsesmateriale, og i øjeblikket er den mest repræsentative katalysator for biludstødningsrensning, som effektivt forhindrer en stor mængde biludstødningsgas i at blive udledt i luften.
★ Lyssjældne jordarters grundstofferhovedsageligt sammensat af cerium, da plantevækstregulatorer kan forbedre afgrødekvaliteten, øge udbyttet og øge modstandsdygtigheden over for afgrødestress.
★ Ceriumsulfid kan erstatte metaller som bly og cadmium, der er skadelige for miljøet og mennesker i pigmenter, kan farve plast og kan også bruges i belægnings- og blækindustrien.
★Cerium(IV)oxidkan anvendes som polermasse, for eksempel i kemisk-mekanisk polering (CMP).
★ Cerium kan også bruges som brintlagringsmaterialer, termoelektriske materialer, ceriumwolframelektroder, keramisk kondensator, piezoelektrisk keramik, slibemidler af ceriumsiliciumcarbid, brændselscelleråmaterialer, benzinkatalysatorer, permanentmagnetiske materialer, medicinske materialer, forskellige legerede stål og ikke- jernholdige metaller.
Indlægstid: Jul-03-2023