Cerio -Struktur, Eigenschaften, erhalten, verwendet, verwendet

Er Cer Es ist ein Metall zur Lantanid -Serie, dessen chemisches Symbol CE ist. Obwohl es sich um ein Element von Seltenen erden handelt, ist die Wahrheit, dass seine Häufigkeit dem von Kupfer sehr ähnlich ist und noch größer als die von Blei oder Zinn, eine Konzentration von 66 ppm im Erdkortex mit einer Konzentration von 66 ppm.

Der Hügel wird wirtschaftlich aus den Monacit- und Bastnasiten -Mineralien ausgenutzt, von denen auch einige der anderen Lanthanide erhalten werden. In diesen Mineralien ist es notwendig, die CE -Ionen zu trennen⁴⁺ Präsentieren Sie in Ihrem CEO Oxid₂, Ceria genannt. Es ist das einzige Lantanid, das ein sehr stabiles Oxid mit einem Oxidationszustand von +4 und no +3 bildet (CE₂ENTWEDER₃).

Ultra reine Probe von Metallic Hill, versiegelt in einem Glasampulle mit Argon. Quelle: Hi-Res-Bilder von chemischen Elementen/CC von (https: // creativeCommons.Org/lizenzen/bis/3.0)

Cerio ist ein Metall mit zahlreichen industriellen Anwendungen sowie zur Verbesserung der Umwelt. Einige seiner wichtigsten Verwendungszwecke sind wie folgt: als Feuerstein von Zigaretten, Öldestillationskatalysator, Controller von Car Gase Emanations usw.

Dieses Metall hat große Relevanz in der analytischen Chemie. Es ist so sehr, dass die Technik ihren eigenen Namen hat: Cerimetrie. Die CE -Ionen⁴⁺, In saurem Medium sind sie starke oxidierende Mittel, die sich auf CE reduzieren³⁺. Dabei oxidieren und quantifizieren sie Analyten wie: Glaube²⁺, NEIN₂, Sn²⁺, As³⁺, usw.

In Bezug auf den biologischen Teil befindet sich der Hügel in menschlichen Körperflüssigkeiten wie Speichel, Schweiß, Blut, Urin und Cerebrospinalflüssigkeiten. Es ist auch in einigen Lebensmitteln vorhanden, zum Beispiel schwarze Nuss und grüner Pfeffer. Daher ist es das Lanthanid mit mehr Präsenz (aber nicht Teilnahme) Biochemie.

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Entdeckung

Der Cerio wurde 1803 von Jacob Berzelius und Wilhelm von Hister in Schweden und unabhängig von Martin Klaproth im selben Jahr in Deutschland entdeckt.

Berzelius und Hister entdeckten den Hügel in einem rötlich-braunen Mineral bekannt als Cerita: ein Cerio-Lantanan-Silikat. Eigentlich isolierten sie das reine Metall nicht, aber sie haben festgestellt, dass das Metall zwei Oxidationszustände hatte. Einer von ihnen produzierte farblose Salze; während der andere gelbliche rote Salze produzierte.

Sie nannten das neu entdeckte Metall 'Cerio' zu Ehren von Ceres, einem Asteroiden, der 1801 von Giuseppe Piazzi entdeckt wurde. Der Name Ceres entspricht auch dem Gott der Landwirtschaft in der römischen Mythologie.

Klaproth stellte auch fest, dass das neue Element, das in der Cerita vorhanden ist.

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Carl g. Mossandre gelang es 1825, den Metallic Hill unter Verwendung der gleichen Methodik vorzubereiten, die im selben Jahr für die Aluminiumisolierung verwendet wurde.

Mossandre reagierte Ceriumsulfid mit Chlor, um Ceriumchlorid zu produzieren, wodurch letztere durch seine Kaliumreaktion reduziert wurden. Das Ergebnis war Kaliumchlorid und Metallic Hill und beobachtete, dass das erhaltene Metall eine graue Farbe mit undurchsichtigem metallischem Glanz hatte.

Cerio -Struktur

Der Hügel hat viele kristalline Strukturen, die bis zu vier allotrope Formen nur unter atmosphärischem Druck haben.

In HOT nimmt der Cerio eine Kubikstruktur an, die sich auf den Körper (BCC) konzentriert, der nur über 726 ºC existiert und als Δ-CE symbolisiert wird.

Unterhalb der 726 ° C bis zur Umgebungstemperatur nimmt der Cerio eine Kubikstruktur an, die auf den Gesichtern (FCC) zentriert ist, die als γ-CE dargestellt wird.

Kalt, andererseits kristallisiert der Cerio mit einer DHCP. Diese Phase oder alotrope wird als β-C dargestellt; Und es ist zusammen mit dem γ-C die vorherrschendsten Phasen des Cerio.

Und schließlich haben wir eine weitere dichte FCC -Struktur, die unter -150 ºC existiert und als α -CE dargestellt wird.

Ein ungewöhnliches Merkmal im Hügel ist, dass seine kristallinen Phasen unterschiedliche Übergangsgeschwindigkeiten haben. Das heißt, wenn ein Cerio-Kristall abgekühlt ist, gilt nicht seine gesamte Struktur zum Beispiel in die α-C Es ist langsamer als γ-CE zu α-CE.

Elektronische Konfiguration

Elektronische Ceriumeinstellungen

Die abgekürzte elektronische Konfiguration des Cerio ist wie folgt:

[Xe] 4f¹ 5 d¹ 6s²

Beachten Sie, dass drei Energieniveaus in ihren Valencia -Orbitalen vorhanden sind: 4F, ​​5D und 6s. Darüber hinaus haben seine vier Elektronen relativ ähnliche elektronische Energien, was eine weitere strukturelle Besonderheit des Ceriums erklärt: Sie kann unter hohem Drücken oder intensiven Kühlung oxidiert oder reduziert werden.

Das Cation⁴⁺ Es existiert und ist sehr stabil, weil die vier Elektronen, wie oben erwähnt, ähnliche Energien aufweisen; Daher können sie sich ohne Schwierigkeiten "verlaufen", indem sie chemische Bindungen bilden. Andererseits das CE⁴⁺ Es ist isolektronisch zu Xenongas, wodurch zusätzliche Stabilität gewinnt.

Cerio -Eigenschaften

Aussehen

Silberweißfest

Molmasse

140.116 g/mol

Ordnungszahl

58

Schmelzpunkt

795 ºC

Siedepunkt

3.443 ºC

Dichte

6.770 g/cm³

Fusionshitze

5.46 kJ/mol

Verdampfungswärme

398 kJ/mol

Molkalorienkapazität

26.94 j/(mol · k)

Härte

MOHS -Skala: 2.5

Oxidationszustände

Die Oxidationszustände des Hügels sind +1 (CE⁺), +2 (CE²⁺), +3 (CE³⁺), +4 (CE⁴⁺), die letzten beiden die vorherrschendsten sind.

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Elektronegativität

1.2 auf der Paulingskala

Ionisationsenergie

Erstens: 534 kJ/mol

Zweitens: 1.050 kJ/mol

Dritte: 1.949 kJ/mol

Reaktivität

Der Hügel wird in der Luft oxidiert, die eine Oxidschicht bildet. Dieser Vorgang wird durch Erwärmen von Cerio -Dioxid, CEO, beschleunigt₂, Gelb, auch als Ceria bekannt:

CE + O₂ → CEO₂

Cerio ist ein pyrophorisches Metall, das heißt, wenn die ausgestatteten Chips sofort abgekratzt werden. Es ist auch ein elektropositives Metall, das schwach mit Wasser reagiert und die Reaktion mit Temperatur erhöht und Hügel (III) und Gaswasserstoff erzeugt:

2 CE + 6 h₂O → 2 CE (OH)₃ + 3 h₂

Der Hügel wird durch Säuren und Basen angegriffen, stark oder schwach, mit Ausnahme von Fluorhorsäure, mit der er eine Schutzschicht von Ceriumfluorid auf der Oberfläche des Metalls bildet.

Auf der anderen Seite ist Cerio ein starkes Reduktionsmittel, das bei 400 ° C heftig mit Zink, Antimon und Phosphor reagieren kann.

Erhalten

Der Hügel ist in mehreren Mineralien vorhanden, darunter: La Monacita, La Bastnäsita, La Allanita, La Cerita und La Samarskita, die am stärksten wirtschaftlichen Mineralien der Monacita und der Bastnäita sind.

Die Bastnäsita erhält beispielsweise nach der Sammlung eine Salzsäurebehandlung, um sie von Verunreinigungen wie Calciumcarbonat zu reinigen. Anschließend ist es im Freien im Freien, es zu Oxid zu oxidieren.

Die meisten Lanthaniden werden oxidiert, um Gehirne zu bilden (LN₂ENTWEDER₃). Sesquexide entsprechen Oxiden, die durch drei Sauerstoffatome und zwei Atome eines anderen Elements gebildet werden. Der Hügel wird jedoch zu Ceriumdioxid oxidiert, das in Wasser unlöslich ist und in der Lage ist, mit Salzsäure 0 auszulaugen oder zu extrahieren.5 m und trennt sich so von den anderen Lantaniden.

Der metallische Hügel kann mittels erhalten werden. Es wird auch durch Uran-, Plutonium- und Thorium -Kernspaltung produziert.

Verwendet/Anwendungen

Feuerzeuge

Der Hügel wird in Kombination mit mehreren chemischen Elementen wie Lantano, Neomid und Paseomid verwendet, zusätzlich zu Eisen- und Magnesiumoxiden, um als Feuerstein in Zigaretten- und Gasglätern zu wirken.

Blitz

Cerium wird in der Kohlenstoffbogenbeleuchtung verwendet, in der Filmindustrie und auch als Phosphor in fluoreszierender Beleuchtung und im farbigen Fernsehen.

Metallurgie

Der Hügel wird in Metallurgie als Stabilisator von Legierungs- und Schweißelektroden verwendet.

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Glas

Ceriumoxid wird als Polierverbindung verwendet, die hochwertige optische Oberflächen erzeugt und auch als Glasentkernmittel verwendet wird, das zur Strahlung in der Nähe des Ultravioletts undurchsichtig wird.

Der Hügel wird im Mantel des Lichts verwendet, der vom österreichischen Chemiker Carl Auer von Welsbach erfunden wurde, unter Verwendung des mit Thoriumoxid gemischten Ceriumdioxids zur Herstellung eines hellen weißen Lichts. Ceriooxid verhindert, dass Fernsehglasplatten durch Elektronenbombardierung verdunkeln.

Öl Industrie

Cerium wird als Katalysator im fraktionierten Öldestillationsprozess verwendet.

Umfeld

Ceriumoxid wird als Katalysator verwendet, um Kohlenmonoxidemissionen und Stickoxide in den Abgasen von Kraftfahrzeugen zu reduzieren. Diese Oxide sind für Menschen sehr giftig.

Ceriooxid, der dem Dieselbrennstoff zugesetzt wurde.

Medizin

Cerio -Oxalat wurde zur Behandlung von Übelkeit und Erbrechen verwendet, insbesondere solche, die während der Schwangerschaft auftreten.

Der Hügel wird bei der Behandlung von Wunden verwendet, die in Verbrennungen der dritten Klasse erzeugt werden, nicht nur wegen seiner antiseptischen Wirkung, sondern hilft auch zur Vorbeugung von septischen und systemischen Komplikationen, die nach Verbrennungen auftreten.

Flammacerium (Silbersulfadiazin) wird als Creme verwendet.

Der Hügel wurde als antineoplastischer, weggeworfener Praxis verwendet. Studien wurden jedoch zur Verwendung neu gestartet.

Bei Menschen treten kleine Mengen Cerio vor, hauptsächlich in den Knochen aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit Kalzium.

Es wurde darauf hingewiesen, dass der Hügel mit einigen positiven Auswirkungen in den Stoffwechsel eingreifen könnte. Zum Beispiel würde Cerio im Stoffwechsel wirken, der zu einer Abnahme des Blutdrucks, im Cholesterinspiegel, im Appetit und im Risiko einer Blutgerinnung führt.

Verweise

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