Ceri és el "gran germà" indiscutible de la gran família dels elements de terres rares. En primer lloc, l'abundància total de terres rares a l'escorça és de 238 ppm, amb el ceri a 68 ppm, representant el 28% de la composició total de terres rares i ocupant el primer lloc; en segon lloc, el ceri és el segon element de terres rares descobert nou anys després del descobriment de l'itri (1794). La seva aplicació és molt extensa i el "ceri" és imparable.
El descobriment de l'element ceri
Carl Auer von Welsbach
El ceri va ser descobert i anomenat el 1803 per German Kloppers, el químic suec Jöns Jakob Berzelius i el mineralogista suec Wilhelm Hisinger. S'anomena cèria, i el seu mineral s'anomena cerita, en memòria de Ceres, un asteroide descobert el 1801. De fet, aquest tipus de silicat de ceri és una sal hidratada que conté entre un 66% i un 70% de ceri, mentre que la resta són compostos de calci, ferro iitri.
El primer ús del ceri va ser una xemeneia de gas inventada pel químic austríac Carl Auer von Welsbach. El 1885, va intentar una barreja de magnesi, lantà i òxid d'itri, però aquestes mescles van emetre una llum verda sense èxit.
El 1891, va descobrir que l'òxid de tori pur produïa una llum millor, tot i que era blau, i es barrejava amb òxid de ceri(IV) per produir una llum blanca brillant. A més, l'òxid de ceri(IV) també es pot utilitzar com a catalitzador per a la combustió de l'òxid de tori.
Ceri metall
★ El ceri és un metall blanc platejat dúctil i tou amb propietats actives. Quan s'exposa a l'aire, s'oxida i forma una capa d'òxid descamable semblant a l'òxid. Quan s'escalfa, es crema i reacciona ràpidament amb l'aigua. Una mostra de ceri metàl·lic d'un centímetre es corroeix completament en aproximadament un any. Eviteu el contacte amb l'aire, oxidants forts, àcids forts i halògens.
★ El ceri existeix principalment en la monazita i la bastnaesita, així com en els productes de fissió de l'urani, el tori i el plutoni. És nociu per al medi ambient, per la qual cosa cal prestar especial atenció a la contaminació de les masses d'aigua.
★ El ceri és el 26è element més abundant, representant 68 ppm de l'escorça terrestre, només superat pel coure (68 ppm). El ceri és més abundant que els metalls ordinaris com el plom (13 ppm) i l'estany (2,1 ppm).
Configuració electrònica del ceri
Acords electrònics:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ El ceri es troba després del lantà i té electrons 4f que comencen des del ceri, cosa que facilita la seva participació en reaccions químiques. Tanmateix, l'orbital 5d del ceri està ocupat, i aquest efecte no és prou fort en el ceri.
★ La majoria dels lantànids només poden utilitzar tres electrons com a electrons de valència, amb l'excepció del ceri, que té una estructura electrònica variable. L'energia dels electrons 4f és gairebé la mateixa que la dels electrons externs 5d i 6s deslocalitzats en estat metàl·lic, i només es necessita una petita quantitat d'energia per canviar l'ocupació relativa d'aquests nivells d'energia electrònica, donant lloc a la doble valència de +3 i +4. L'estat normal és de valència +3, que mostra una valència +4 en aigua anaeròbica.
Aplicació del ceri
★ Es pot utilitzar com a additiu d'aliatge i per a la producció de sals de ceri, etc.
★ Es pot utilitzar com a additiu del vidre per absorbir els raigs ultraviolats i infrarojos, i s'utilitza àmpliament en el vidre del cotxe.
★ Es pot utilitzar com un excel·lent material de protecció ambiental, i actualment el més representatiu és el catalitzador de purificació de gasos d'escapament d'automòbils, que impedeix eficaçment que una gran quantitat de gasos d'escapament d'automòbils s'alliberin a l'aire.
★ Llumelements de terres raresPrincipalment compost de ceri com a reguladors del creixement de les plantes pot millorar la qualitat dels cultius, augmentar el rendiment i millorar la resistència a l'estrès dels cultius.
★ El sulfur de ceri pot substituir metalls com el plom i el cadmi que són nocius per al medi ambient i els éssers humans en pigments, pot acolorir plàstics i també es pot utilitzar en recobriments i indústries de tinta.
★Òxid de ceri(IV)es pot utilitzar com a compost de poliment, per exemple, en el poliment químic-mecànic (CMP).
★ El ceri també es pot utilitzar com a materials d'emmagatzematge d'hidrogen, materials termoelèctrics, elèctrodes de tungstè i ceri, condensador ceràmic, ceràmica piezoelèctrica, abrasius de carbur de silici i ceri, matèries primeres per a piles de combustible, catalitzadors de gasolina, materials magnètics permanents, materials mèdics, diversos acers d'aliatge i metalls no ferrosos.
Data de publicació: 03 de juliol de 2023