Cerium is de onbetwiste 'grote broer' in de grote familie van zeldzame aardmetalen.Ten eerste bedraagt de totale overvloed aan zeldzame aardmetalen in de korst 238 ppm, waarbij cerium 68 ppm bedraagt, goed voor 28% van de totale samenstelling van zeldzame aardmetalen en op de eerste plaats staat;Ten tweede is cerium het tweede zeldzame aardelement dat negen jaar na de ontdekking van yttrium (1794) werd ontdekt.De toepassing ervan is zeer uitgebreid en “cerium” is niet te stoppen
De ontdekking van het Cerium-element
Carl Auer von Welsbach
Cerium werd in 1803 ontdekt en benoemd door de Duitse Kloppers, de Zweedse chemicus Jöns Jakob Berzelius en de Zweedse mineraloog Wilhelm Hisinger.Het wordt ceria genoemd en het erts wordt ceriet genoemd, ter nagedachtenis aan Ceres, een asteroïde die in 1801 werd ontdekt. In feite is dit type ceriumsilicaat een gehydrateerd zout dat 66% tot 70% cerium bevat, terwijl de rest calciumverbindingen zijn. , ijzer, enyttrium.
Het eerste gebruik van cerium was een gashaard, uitgevonden door de Oostenrijkse chemicus Carl Auer von Welsbach.In 1885 probeerde hij een mengsel van magnesium, lanthaan en yttriumoxide te gebruiken, maar deze mengsels gaven zonder succes groen licht.
In 1891 ontdekte hij dat puur thoriumoxide een beter licht produceerde, hoewel het blauw was, en gemengd met Cerium (IV) oxide om een helder wit licht te produceren.Daarnaast kan Cerium(IV)oxide ook worden gebruikt als katalysator voor de verbranding van thoriumoxide
Cerium-metaal
★ Cerium is een taai en zacht zilverwit metaal met actieve eigenschappen.Bij blootstelling aan lucht wordt het geoxideerd, waardoor een roestachtige, afbladderende oxidelaag ontstaat.Bij verhitting brandt het en reageert het snel met water.Een ceriummetaalmonster van een centimeter groot corrodeert binnen ongeveer een jaar volledig.Vermijd contact met lucht, sterke oxidatiemiddelen, sterke zuren en halogenen.
★ Cerium komt voornamelijk voor in monaziet en bastnaësiet, maar ook in splijtingsproducten van uranium, thorium en plutonium.Schadelijk voor het milieu, er moet speciale aandacht worden besteed aan de vervuiling van waterlichamen.
★ Cerium is het 26e meest voorkomende element, goed voor 68 ppm van de aardkorst, na koper (68 ppm).Cerium is overvloediger aanwezig dan gewone metalen zoals lood (13.00 uur) en tin (2,1 ppm).
Cerium Electron-configuratie
Elektronische arrangementen:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cerium bevindt zich na lanthaan en heeft 4f-elektronen beginnend bij cerium, waardoor het gemakkelijk is om deel te nemen aan chemische reacties.De 5d-orbitaal van cerium is echter bezet en dit effect is bij cerium niet sterk genoeg.
★ De meeste lanthaniden kunnen slechts drie elektronen als valentie-elektron gebruiken, met uitzondering van cerium, dat een variabele elektronische structuur heeft.De energie van 4f-elektronen is bijna hetzelfde als die van de externe 5d- en 6s-elektronen die zijn gedelokaliseerd in de metaaltoestand, en er is slechts een kleine hoeveelheid energie nodig om de relatieve bezetting van deze elektronische energieniveaus te veranderen, wat resulteert in de dubbele valentie van +3 en+4.De normale toestand is +3 valentie, en toont +4 valentie in anaëroob water.
Toepassing van cerium
★ Kan worden gebruikt als legeringsadditief en voor de productie van ceriumzouten enz.
★ Het kan worden gebruikt als glasadditief om ultraviolette en infrarode stralen te absorberen, en wordt veel gebruikt in autoglas.
★ Kan worden gebruikt als uitstekend milieubeschermingsmateriaal, en momenteel is het meest representatieve de auto-uitlaatzuiveringskatalysator, die effectief voorkomt dat een grote hoeveelheid auto-uitlaatgas in de lucht wordt geloosd.
★ Lichtzeldzame aardelementenvoornamelijk samengesteld uit cerium, omdat plantengroeiregulatoren de gewaskwaliteit kunnen verbeteren, de opbrengst kunnen verhogen en de stressresistentie van het gewas kunnen verbeteren.
★ Ceriumsulfide kan in pigmenten metalen zoals lood en cadmium vervangen die schadelijk zijn voor het milieu en de mens, kan kunststoffen kleuren en kan ook worden gebruikt in coatings- en inktindustrieën.
★Cerium(IV)oxidekan worden gebruikt als polijstmiddel, bijvoorbeeld bij chemisch-mechanisch polijsten (CMP).
★ Cerium kan ook worden gebruikt als waterstofopslagmateriaal, thermo-elektrische materialen, ceriumwolfraamelektroden, keramische condensatoren, piëzo-elektrische keramiek, cerium-siliciumcarbide schuurmiddelen, brandstofcelgrondstoffen, benzinekatalysatoren, permanente magnetische materialen, medische materialen, verschillende gelegeerde staalsoorten en niet- ferrometalen.
Posttijd: 03 juli 2023