Cerio è l'indiscusso "fratello maggiore" nella grande famiglia degli elementi delle terre rare.In primo luogo, l’abbondanza totale di terre rare nella crosta è di 238 ppm, con il cerio a 68 ppm, che rappresenta il 28% della composizione totale delle terre rare e si colloca al primo posto;In secondo luogo, il cerio è il secondo elemento delle terre rare scoperto nove anni dopo la scoperta dell'ittrio (1794).La sua applicazione è molto ampia e il “cerio” è inarrestabile
La scoperta dell'elemento cerio
Carl Auer von Welsbach
Il cerio fu scoperto e nominato nel 1803 dal tedesco Kloppers, dal chimico svedese Jöns Jakob Berzelius e dal mineralogista svedese Wilhelm Hisinger.Si chiama ceria, e il suo minerale si chiama cerite, in ricordo di Cerere, un asteroide scoperto nel 1801. Questo tipo di silicato di cerio, infatti, è un sale idrato contenente dal 66% al 70% di cerio, mentre il resto sono composti di calcio , ferro eittrio.
Il primo utilizzo del cerio fu un camino a gas inventato dal chimico austriaco Carl Auer von Welsbach.Nel 1885 tentò una miscela di magnesio, lantanio e ossido di ittrio, ma queste miscele emisero il via libera senza successo.
Nel 1891, scoprì che l'ossido di torio puro produceva una luce migliore, sebbene fosse blu, e mescolato con l'ossido di cerio (IV) produceva una luce bianca brillante.Inoltre, l'ossido di cerio (IV) può essere utilizzato anche come catalizzatore per la combustione dell'ossido di torio
Cerio metallico
★ Il cerio è un metallo bianco-argento duttile e morbido con proprietà attive.Se esposto all'aria, si ossida, formando uno strato di ossido scrostato simile alla ruggine.Quando riscaldato, brucia e reagisce rapidamente con l'acqua.Un campione di cerio metallico delle dimensioni di un centimetro si corrode completamente entro circa un anno.Evitare il contatto con aria, forti ossidanti, acidi forti e alogeni.
★ Il cerio si trova principalmente nella monazite e nella bastnaesite, nonché nei prodotti di fissione dell'uranio, del torio e del plutonio.Nocivo per l'ambiente, particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'inquinamento dei corpi idrici.
★ Il cerio è il 26esimo elemento più abbondante, rappresentando 68 ppm della crosta terrestre, secondo solo al rame (68 ppm).Il cerio è più abbondante dei metalli comuni come il piombo (13 ppm) e lo stagno (2,1 ppm).
Configurazione elettronica del cerio
Disposizioni elettroniche:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Il cerio si trova dopo il lantanio e ha elettroni 4f a partire dal cerio, facilitando la partecipazione alle reazioni chimiche.Tuttavia, l'orbitale 5d del cerio è occupato e questo effetto non è abbastanza forte nel cerio.
★ La maggior parte dei lantanidi può utilizzare solo tre elettroni come elettrone di valenza, ad eccezione del cerio, che ha una struttura elettronica variabile.L'energia degli elettroni 4f è quasi la stessa di quella degli elettroni esterni 5d e 6s delocalizzato nello stato metallico, e solo una piccola quantità di energia è necessaria per cambiare l'occupazione relativa di questi livelli energetici elettronici, risultando nella doppia valenza di +3 e+4.Lo stato normale è di valenza +3, mostrando valenza +4 in acqua anaerobica.
Applicazione del cerio
★ Può essere utilizzato come additivo per leghe e per la produzione di sali di cerio, ecc.
★ Può essere utilizzato come additivo per vetro per assorbire i raggi ultravioletti e infrarossi ed è ampiamente utilizzato nel vetro delle auto.
★ Può essere utilizzato come eccellente materiale di protezione ambientale e attualmente il più rappresentativo è il catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico automobilistici, che impedisce efficacemente lo scarico nell'aria di una grande quantità di gas di scarico automobilistici.
★ Luceelementi delle terre rarecomposto principalmente da cerio poiché i regolatori della crescita delle piante possono migliorare la qualità delle colture, aumentare la resa e migliorare la resistenza allo stress delle colture.
★ Il solfuro di cerio può sostituire nei pigmenti metalli come piombo e cadmio, dannosi per l'ambiente e gli esseri umani, può colorare la plastica e può essere utilizzato anche nell'industria dei rivestimenti e degli inchiostri.
★Ossido di cerio (IV).può essere utilizzato come pasta lucidante, ad esempio, nella lucidatura chimico-meccanica (CMP).
★ Il cerio può essere utilizzato anche come materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno, materiali termoelettrici, elettrodi di cerio-tungsteno, condensatori ceramici, ceramiche piezoelettriche, abrasivi al carburo di silicio di cerio, materie prime per celle a combustibile, catalizzatori di benzina, materiali magnetici permanenti, materiali medici, vari acciai legati e non metalli ferrosi.
Orario di pubblicazione: 03-lug-2023