Cerio é o "irmán maior" indiscutible na gran familia dos elementos de terras raras. En primeiro lugar, a abundancia total de terras raras na codia é de 238 ppm, co cerio a 68 ppm, o que representa o 28 % da composición total de terras raras e ocupa o primeiro lugar; en segundo lugar, o cerio é o segundo elemento de terras raras descuberto nove anos despois do descubrimento do itrio (1794). A súa aplicación é moi extensa e o "cerio" é imparable.
O descubrimento do elemento cerio
Carl Auer von Welsbach
O cerio foi descuberto e nomeado en 1803 por German Kloppers, o químico sueco Jöns Jakob Berzelius e o mineraloxista sueco Wilhelm Hisinger. Chámase ceria e o seu mineral chámase cerita, en memoria de Ceres, un asteroide descuberto en 1801. De feito, este tipo de silicato de cerio é un sal hidratado que contén entre un 66 % e un 70 % de cerio, mentres que o resto son compostos de calcio, ferro eitrio.
O primeiro uso do cerio foi unha cheminea de gas inventada polo químico austríaco Carl Auer von Welsbach. En 1885, intentou unha mestura de magnesio, lantano e óxido de itrio, pero estas mesturas emitiron unha luz verde sen éxito.
En 1891, descubriu que o óxido de torio puro producía unha luz mellor, aínda que era azul, e mesturábase con óxido de cerio(IV) para producir unha luz branca brillante. Ademais, o óxido de cerio(IV) tamén se pode usar como catalizador para a combustión do óxido de torio.
Cerio metálico
★ O cerio é un metal branco prateado dúctil e brando con propiedades activas. Cando se expón ao aire, oxídase, formando unha capa de óxido descascarillada semellante á ferruxe. Cando se quenta, arde e reacciona rapidamente coa auga. Unha mostra de cerio metálico dun centímetro corroe por completo nun prazo aproximado dun ano. Evite o contacto co aire, oxidantes fortes, ácidos fortes e halóxenos.
★ O cerio existe principalmente na monacita e na bastnaesita, así como nos produtos de fisión do uranio, o torio e o plutonio. Dado que é nocivo para o medio ambiente, débese prestar especial atención á contaminación das masas de auga.
★ O cerio é o 26º elemento máis abundante, representando 68 ppm da codia terrestre, só despois do cobre (68 ppm). O cerio é máis abundante que os metais ordinarios como o chumbo (13 ppm) e o estaño (2,1 ppm).
Configuración electrónica do cerio
Acordos electrónicos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ O cerio está situado despois do lantano e ten electróns 4f que comezan a partir do cerio, o que facilita a súa participación en reaccións químicas. Non obstante, o orbital 5d do cerio está ocupado e este efecto non é o suficientemente forte no cerio.
★ A maioría dos lantánidos só poden usar tres electróns como electróns de valencia, coa excepción do cerio, que ten unha estrutura electrónica variable. A enerxía dos electróns 4f é case a mesma que a dos electróns externos 5d e 6s deslocalizados no estado metálico, e só se necesita unha pequena cantidade de enerxía para cambiar a ocupación relativa destes niveis de enerxía electrónica, o que resulta na dobre valencia de +3 e +4. O estado normal é a valencia de +3, mostrando valencia de +4 en auga anaeróbica.
Aplicación do cerio
★ Pódese usar como aditivo de aliaxes e para a produción de sales de cerio, etc.
★ Pode usarse como aditivo para o vidro para absorber os raios ultravioleta e infravermellos, e úsase amplamente no vidro dos coches.
★ Pode usarse como un excelente material de protección ambiental e, actualmente, o máis representativo é o catalizador de purificación de gases de escape de automóbiles, que impide eficazmente que se descarguen ao aire unha gran cantidade de gases de escape de automóbiles.
★ Luzelementos de terras rarascomposto principalmente de cerio como reguladores do crecemento das plantas pode mellorar a calidade das colleitas, aumentar o rendemento e mellorar a resistencia ao estrés das colleitas.
★ O sulfuro de cerio pode substituír metais como o chumbo e o cadmio que son prexudiciais para o medio ambiente e os seres humanos nos pigmentos, pode dar cor aos plásticos e tamén se pode usar en revestimentos e industrias de tintas.
★Óxido de cerio(IV)pódese empregar como composto de pulido, por exemplo, no pulido químico-mecánico (CMP).
★ O cerio tamén se pode usar como materiais de almacenamento de hidróxeno, materiais termoeléctricos, eléctrodos de cerio e tungsteno, condensador cerámico, cerámica piezoeléctrica, abrasivos de cerio e carburo de silicio, materias primas para pilas de combustible, catalizadores de gasolina, materiais magnéticos permanentes, materiais médicos, diversos aceiros de aliaxe e metais non ferrosos.
Data de publicación: 03-07-2023