Cerium är den obestridda 'storebrodern' i den stora familjen av sällsynta jordartsmetaller. För det första är den totala förekomsten av sällsynta jordartsmetaller i skorpan 238 ppm, med cerium vid 68 ppm, vilket står för 28% av den totala sammansättningen av sällsynta jordartsmetaller och rankas först; För det andra är cerium det andra sällsynta jordartselementet som upptäcktes nio år efter upptäckten av yttrium (1794). Dess tillämpning är mycket omfattande och "cerium" är ostoppbar
Upptäckten av Cerium Element
Carl Auer von Welsbach
Cerium upptäcktes och namngavs 1803 av tyska Kloppers, svenske kemisten J ö ns Jakob Berzelius och den svenske mineralogen Wilhelm Hisinger. Det kallas cerium, och dess malm kallas cerit, till minne av Ceres, en asteroid som upptäcktes 1801. I själva verket är denna typ av ceriumsilikat ett hydratiserat salt som innehåller 66 % till 70 % cerium, medan resten är föreningar av kalcium , järn ochyttrium.
Den första användningen av cerium var en gasspis som uppfanns av den österrikiska kemisten Carl Auer von Welsbach. 1885 försökte han en blandning av magnesium, lantan och yttriumoxid, men dessa blandningar avgav grönt ljus utan framgång.
1891 fann han att ren toriumoxid gav ett bättre ljus, även om det var blått, och blandat med Cerium(IV)-oxid för att producera ett starkt vitt ljus. Dessutom kan Cerium(IV)oxid också användas som katalysator för toriumoxidförbränning
Cerium metall
★ Cerium är en seg och mjuk silvervit metall med aktiva egenskaper. När den utsätts för luft kommer den att oxideras och bilda ett rostliknande oxidskikt som skalar. När den värms upp brinner den och reagerar snabbt med vatten. Ett centimeterstort ceriummetallprov korroderar fullständigt inom cirka ett år. Undvik kontakt med luft, starka oxidanter, starka syror och halogener.
★ Cerium förekommer huvudsakligen i monazit och bastnaesit, såväl som i klyvningsprodukter av uran, torium och plutonium. Skadligt för miljön bör särskild uppmärksamhet ägnas åt förorening av vattendrag.
★ Cerium är det 26:e vanligaste grundämnet och står för 68ppm av jordskorpan, näst efter koppar (68ppm). Cerium är rikligare än vanliga metaller som bly (13:00) och tenn (2,1 ppm).
Cerium Electron konfiguration
Elektroniska arrangemang:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cerium ligger efter lantan och har 4f-elektroner från cerium, vilket gör det lätt att delta i kemiska reaktioner. Emellertid är ceriums 5d omloppsbana upptagen, och denna effekt är inte tillräckligt stark i cerium.
★ De flesta lantanider kan bara använda tre elektroner som valenselektron, med undantag för cerium, som har en variabel elektronisk struktur. Energin för 4f-elektroner är nästan densamma som för de externa 5d- och 6s-elektronerna som delokaliserats i metalltillståndet, och endast en liten mängd energi behövs för att ändra den relativa ockupationen av dessa elektroniska energinivåer, vilket resulterar i den dubbla valensen av +3 och+4. Normaltillståndet är +3 valens, visar +4 valens i anaerobt vatten.
Applicering av cerium
★ Kan användas som legeringstillsats och för framställning av ceriumsalter m.m.
★ Det kan användas som glastillsats för att absorbera ultravioletta och infraröda strålar, och används ofta i bilglas.
★ Kan användas som ett utmärkt miljöskyddsmaterial, och för närvarande är den mest representativa katalysatorn för bilavgasrening, som effektivt förhindrar att en stor mängd bilavgaser släpps ut i luften.
★ Ljussällsynta jordartsmetallerhuvudsakligen sammansatt av cerium eftersom växttillväxtregulatorer kan förbättra grödans kvalitet, öka avkastningen och förbättra grödans stressbeständighet.
★ Ceriumsulfid kan ersätta metaller som bly och kadmium som är skadliga för miljön och människor i pigment, kan färga plaster och kan även användas i beläggnings- och bläckindustrier.
★Cerium(IV)oxidkan användas som polermassa, till exempel vid kemisk-mekanisk polering (CMP).
★ Cerium kan också användas som vätelagringsmaterial, termoelektriska material, ceriumvolframelektroder, keramisk kondensator, piezoelektrisk keramik, ceriumkiselkarbidslipmedel, bränslecellsråmaterial, bensinkatalysatorer, permanentmagnetiska material, medicinska material, olika legerade stål och icke- järnhaltiga metaller.
Posttid: 2023-03-03