Cerij je neosporni 'veliki brat' u velikoj obitelji rijetkih zemalja. Prvo, ukupna količina rijetkih zemalja u kori je 238 ppm, s cerijem od 68 ppm, što čini 28% ukupnog sastava rijetkih zemalja i zauzima prvo mjesto; Drugo, cerij je drugi rijetki zemni element otkriven devet godina nakon otkrića itrija (1794.). Njegova primjena je vrlo opsežna, a „cerij“ je nezaustavljiv.
Otkriće elementa cerija
Carl Auer von Welsbach
Cerij su 1803. godine otkrili i imenovali Nijemac Kloppers, švedski kemičar Jöns Jakob Berzelius i švedski mineralog Wilhelm Hisinger. Naziva se cerij, a njegova ruda cerit, u spomen na Ceres, asteroid otkriven 1801. godine. Zapravo, ova vrsta cerijevog silikata je hidratizirana sol koja sadrži 66% do 70% cerija, dok ostatak čine spojevi kalcija, željeza iitrij.
Prva upotreba cerija bila je plinski kamin koji je izumio austrijski kemičar Carl Auer von Welsbach. Godine 1885. pokušao je sa smjesom magnezija, lantana i itrijevog oksida, ali te su smjese emitirale zeleno svjetlo bez uspjeha.
Godine 1891. otkrio je da čisti torijev oksid proizvodi bolje svjetlo, iako je plavo, te ga je pomiješao s cerijevim(IV) oksidom kako bi proizveo jarko bijelo svjetlo. Osim toga, cerijev(IV) oksid može se koristiti i kao katalizator za izgaranje torijevog oksida.
metalni cerij
★ Cerij je duktilan i mekan srebrno-bijeli metal s aktivnim svojstvima. Kada je izložen zraku, oksidira, stvarajući sloj oksida koji se ljušti nalik hrđi. Kada se zagrijava, gori i brzo reagira s vodom. Uzorak metalnog cerija veličine centimetra potpuno korodira unutar otprilike godinu dana. Izbjegavajte kontakt sa zrakom, jakim oksidansima, jakim kiselinama i halogenima.
★ Cerij se uglavnom nalazi u monazitu i bastnaezitu, kao i u fisijskim produktima uranija, torija i plutonija. Štetan je za okoliš, posebnu pozornost treba posvetiti onečišćenju vodenih tijela.
★ Cerij je 26. najzastupljeniji element, s udjelom od 68 ppm u Zemljinoj kori, odmah iza bakra (68 ppm). Cerij je obilniji od običnih metala poput olova (13 ppm) i kositra (2,1 ppm).
Cerijeva elektronska konfiguracija
Elektronički aranžmani:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cerij se nalazi nakon lantana i ima 4f elektrona koji počinju od cerija, što mu olakšava sudjelovanje u kemijskim reakcijama. Međutim, 5d orbitala cerija je zauzeta, a taj učinak nije dovoljno jak u ceriju.
★ Većina lantanoida može koristiti samo tri elektrona kao valentne elektrone, s izuzetkom cerija, koji ima varijabilnu elektroničku strukturu. Energija 4f elektrona gotovo je ista kao i energija vanjskih 5d i 6s elektrona delokaliziranih u metalnom stanju, a potrebna je samo mala količina energije za promjenu relativne zauzetosti ovih elektroničkih energetskih razina, što rezultira dvostrukom valencijom +3 i +4. Normalno stanje je +3 valencija, što pokazuje +4 valenciju u anaerobnoj vodi.
Primjena cerija
★ Može se koristiti kao aditiv za legure i za proizvodnju cerijevih soli itd.
★ Može se koristiti kao aditiv za staklo za apsorpciju ultraljubičastih i infracrvenih zraka te se široko koristi u automobilskom staklu.
★ Može se koristiti kao izvrstan materijal za zaštitu okoliša, a trenutno najreprezentativniji je katalizator za pročišćavanje ispušnih plinova automobila, koji učinkovito sprječava ispuštanje velike količine ispušnih plinova automobila u zrak.
★ Svjetlorijetki zemni elementiuglavnom se sastoje od cerija kao regulatora rasta biljaka koji mogu poboljšati kvalitetu usjeva, povećati prinos i povećati otpornost usjeva na stres.
★ Cerijev sulfid može zamijeniti metale poput olova i kadmija koji su štetni za okoliš i ljude u pigmentima, može obojiti plastiku, a može se koristiti i u industriji premaza i tinte.
★Cerijev(IV) oksidmože se koristiti kao polirna pasta, na primjer kod kemijsko-mehaničkog poliranja (CMP).
★ Cerij se također može koristiti kao materijal za pohranu vodika, termoelektrični materijali, cerijeve volframove elektrode, keramički kondenzator, piezoelektrična keramika, cerijevi silicijev karbidni abrazivi, sirovine za gorivne ćelije, katalizatori za benzin, trajni magnetski materijali, medicinski materijali, razni legirani čelici i obojeni metali.
Vrijeme objave: 03.07.2023.