Notă: Acest articol, publicat inițial în 1998, a fost actualizat în 2006 pentru ediția eBook.
Prezentare generală
ceriul este cel mai abundent dintre metalele pământurilor rare. Metalele de pământuri Rare sunt elementele din rândul 6 al tabelului periodic. Tabelul periodic este o diagramă care arată modul în care elementele chimice sunt legate între ele. Elementele de pământuri rare nu sunt cu adevărat rare. De fapt, ceriul se situează în jurul numărului 26 din abundență printre elementele găsite în scoarța terestră.
ceriul este un metal gri care reacționează ușor cu alte elemente. Acesta este utilizat în a face un număr de aliaje diferite, în producția de mai multe tipuri de sticlă de specialitate, și în industria chimică.
descoperirea și denumirea
ceriul a fost primul element de pământuri rare care a fost descoperit. A fost izolat în 1839 de chimistul suedez Carl Gustav Mosander (1797-1858). Mosander studia o nouă rocă care fusese descoperită în afara orașului Bastnas, Suedia. Mosander a numit noul element ceriu, în onoarea asteroidului Ceres care fusese descoperit în 1801.
simbol
Ce
număr ATOMIC
58
masa atomică
140.12
familie
Lantanidă (pământuri rare
metal)
pronunție
SEER-ee-um
creditul pentru descoperirea ceriului este uneori acordat oamenilor de știință care au studiat roca neagră a Bastnas mai devreme. Acești oameni de științăinclus chimiștii suedezi J. O. C. Jakob Berzelius (1779-1848) și Wilhelm Hisinger (1766-1852) și chimistul German Martin Heinrich Klaproth (1743-1817). Ar fi dificil să spunem că unul sau altul dintre acești chimiști a fost singurul descoperitor al ceriului.
substanța pe care acești oameni de știință au descoperit-o nu era un element pur, ci ceriu combinat cu oxigen și alte elemente. Ceriul pur nu a fost produs timp de încă 70 de ani.
proprietăți fizice
ceriul este un metal gri-fier, cu un punct de topire de 795 c (1460 F) și un punct de fierbere de 3257 c (5895 F). Este ductil și maleabil. Mijloace Ductile capabile să fie făcute în fire subțiri. Mijloace maleabile capabile să fie ciocănite în foi subțiri. Densitatea ceriului este de 6,78 grame pe centimetru cub. Există în patru forme alotropice diferite. Alotropii sunt forme ale unui element cu proprietăți fizice și chimice diferite.
proprietăți chimice
ceriul este a doua cea mai activă lantanidă după Europiu. Lantanidele sunt elementele cu numere atomice de la 58 la 71. Ceriul reacționează atât de ușor cu oxigenul încât poate fi aprins pur și simplu prin zgârierea suprafeței cu un cuțit. De asemenea, reacționează cu apă rece (încet), apă caldă (rapid), acizi, baze, hidrogen gazos și alte metale. Deoarece este atât de activ, trebuie manipulat cu prudență.
apariție în natură
cele mai importante minereuri de ceriu sunt ceritul, monazitul și bastnasitul. Se crede că apare în scoarța terestră cu o concentrație de 40 până la 66 de părți pe milion. Acest lucru face ca ceriul să fie la fel de abundent ca cuprul sau zincul.
izotopi
au fost descoperiți patru izotopi naturali de ceriu: ceriu-136, ceriu-138, ceriu-140 și ceriu-142. Ultimul dintre acești izotopi este radioactiv. Izotopii sunt două sau mai multe forme ale unui element. Izotopii diferă unul de celălalt în funcție de numărul lor de masă. Numărul scris în dreapta numelui elementului este numărul de masă. Numărul de masă reprezintă numărul de protoni plus neutroni din nucleele unui atom al elementului. Numărul de protoni determină elementul, dar numărul de neutroni din atomul oricărui element poate varia. Fiecare variație este un izotop. Un izotop radioactiv este unul care se rupe în afară și emite o formă de radiații.
mai mult de o duzină de izotopi radioactivi de ceriu au fost de asemenea făcuți. Izotopii radioactivi sunt produși atunci când particule foarte mici sunt trase asupra atomilor. Aceste particule se lipesc în atomi și îi fac radioactivi. Niciunul dintre izotopii radioactivi ai ceriului nu are nicio utilizare comercială.
extracția
ceriul este preparat prin metode similare celor utilizate pentru alte lantanide. Se obține prin trecerea unui curent electric prin clorura de ceriu:
sau prin încălzirea calciului metalic împreună cu fluorura de ceriu:
utilizări și compuși
ceriu metal și compușii săi au o mare varietate de utilizări, multe în domeniul sticlei și ceramicii. Ceriul și compușii săi sunt adăugați la aceste materiale pentru a adăuga culoare (Galben), pentru a elimina culoarea nedorită, pentru a face sticla sensibilă la anumite forme de radiații, pentru a adăuga calități optice speciale (ușoare) sticlei și pentru a consolida anumite tipuri de materiale dentare.
se găsesc noi aplicații importante pentru laserele cu ceriu. Un laser este un dispozitiv care produce lumină puternică de o singură frecvență sau culoare. Laserele de ceriu conțin un cristal format din litiu, stronțiu, aluminiu și fluor, la care se adaugă o cantitate mică de ceriu. Un laser cu ceriu produce lumină în regiunea ultravioletă. Radiația ultravioletă nu este vizibilă, dar este foarte asemănătoare cu lumina albastră și violetă pe care o pot vedea ochii noștri. Laserele cu ceriu sunt folosite pentru a căuta ozon și dioxid de sulf, doi poluanți atmosferici, în atmosferă.
ceriul reacționează atât de ușor cu oxigenul încât poate fi aprins pur și simplu prin zgârierea suprafeței cu un cuțit.
compușii de ceriu sunt, de asemenea, utilizați în fabricarea fosforilor. Un fosfor este un material care strălucește atunci când este lovit de electroni. Culoarea fosforului depinde de elementele din care estefăcut. Fosforii care conțin compuși de ceriu produc o lumină roșie sau portocalie atunci când sunt loviți de electroni.
ceriul este, de asemenea, utilizat în sistemele catalitice. Un catalizator este o substanță utilizată pentru a accelera sau încetini o reacție chimică. Catalizatorul nu suferă nicio modificare în timpul reacției. Compușii de ceriu sunt utilizați în rafinarea petrolului. Ele ajută la descompunerea compușilor găsiți în petrol în forme mai simple care funcționează mai bine ca combustibili.
o altă aplicație a ceriului (sub formă de oxid de ceriu) este în motoarele cu combustie internă, ca cea găsită în mașini. Adăugarea oxidului de ceriu (CeO2) la combustibilul motorului ajută combustibilul să ardă mai curat, producând mai puțini poluanți.
laserele cu ceriu sunt folosite pentru a căuta ozon și dioxid de sulf, doi poluanți atmosferici, în atmosferă.
un număr de aliaje conțin ceriu. Un aliaj se face prin topirea și amestecarea a două sau mai multe metale. Amestecul are proprietăți diferite de cele ale metalelor individuale. Poate că cel mai cunoscut aliaj de ceriu este metalul misch. Metalul Misch conține o serie de elemente diferite de pământuri rare și are proprietatea neobișnuită de a da o scânteie atunci când este lovit. Se folosește, de exemplu, în Piatra unei brichete.
oxidul de ceriu este, de asemenea, utilizat ca abraziv. Un abraziv este un material pulverulent folosit pentru măcinarea sau lustruirea altor materiale. Oxidul de ceriu a înlocuit un abraziv mai vechi cunoscut sub numele de rouge pentru lustruirea sticlei specializate, cum ar fi oglinzile telescopului.
efecte asupra sănătății
nu există dovezi că compușii de ceriu prezintă un pericol pentru sănătate pentru oameni.