Cério É o indiscutível "irmão mais velho" na grande família dos elementos de terras raras. Em primeiro lugar, a abundância total de terras raras na crosta é de 238 ppm, com o cério, com 68 ppm, representando 28% da composição total de terras raras e ocupando o primeiro lugar. Em segundo lugar, o cério é o segundo elemento de terras raras descoberto nove anos após a descoberta do ítrio (1794). Sua aplicação é muito ampla, e o "cério" é imparável.
A descoberta do elemento cério
Carl Auer von Welsbach
O cério foi descoberto e nomeado em 1803 por German Kloppers, o químico sueco Jöns Jakob Berzelius e o mineralogista sueco Wilhelm Hisinger. É chamado de céria, e seu minério é chamado de cerita, em memória de Ceres, um asteroide descoberto em 1801. Na verdade, esse tipo de silicato de cério é um sal hidratado contendo de 66% a 70% de cério, enquanto o restante são compostos de cálcio, ferro eítrio.
O primeiro uso do cério foi em uma lareira a gás inventada pelo químico austríaco Carl Auer von Welsbach. Em 1885, ele tentou uma mistura de magnésio, lantânio e óxido de ítrio, mas essas misturas emitiram luz verde, sem sucesso.
Em 1891, ele descobriu que o óxido de tório puro produzia uma luz melhor, embora fosse azul, e, misturado ao óxido de cério(IV), produzia uma luz branca brilhante. Além disso, o óxido de cério(IV) também pode ser usado como catalisador para a combustão do óxido de tório.
Metal de cério
★ O cério é um metal branco prateado, dúctil e macio, com propriedades ativas. Quando exposto ao ar, oxida, formando uma camada de óxido descascada, semelhante à ferrugem. Quando aquecido, queima e reage rapidamente com a água. Uma amostra de cério metálico, com um centímetro de tamanho, corrói completamente em cerca de um ano. Evite o contato com o ar, oxidantes fortes, ácidos fortes e halogênios.
★ O cério está presente principalmente na monazita e na bastnaesita, bem como nos produtos de fissão do urânio, tório e plutônio. Nocivo ao meio ambiente, deve-se prestar atenção especial à poluição dos corpos d'água.
★ O cério é o 26º elemento mais abundante, representando 68 ppm da crosta terrestre, ficando atrás apenas do cobre (68 ppm). O cério é mais abundante do que metais comuns, como chumbo (13 ppm) e estanho (2,1 ppm).
Configuração eletrônica do cério
Arranjos eletrônicos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ O cério está localizado após o lantânio e possui elétrons 4f a partir do cério, facilitando sua participação em reações químicas. No entanto, o orbital 5d do cério está ocupado, e esse efeito não é suficientemente forte no cério.
★ A maioria dos lantanídeos pode usar apenas três elétrons como elétrons de valência, com exceção do cério, que possui uma estrutura eletrônica variável. A energia dos elétrons 4f é quase a mesma que a dos elétrons 5d e 6s externos deslocalizados no estado metálico, e apenas uma pequena quantidade de energia é necessária para alterar a ocupação relativa desses níveis de energia eletrônica, resultando na valência dupla de +3 e +4. O estado normal é de valência +3, apresentando valência +4 em água anaeróbica.
Aplicação de cério
★ Pode ser usado como aditivo de liga e para a produção de sais de cério, etc.
★ Pode ser usado como aditivo de vidro para absorver raios ultravioleta e infravermelho, e é amplamente utilizado em vidros de automóveis.
★ Pode ser usado como um excelente material de proteção ambiental e, atualmente, o mais representativo é o catalisador de purificação de gases de escape automotivos, que evita efetivamente que uma grande quantidade de gases de escape automotivos seja descarregada no ar.
★ Luzelementos de terras rarascomposto principalmente de cério, pois os reguladores de crescimento das plantas podem melhorar a qualidade da colheita, aumentar a produtividade e aumentar a resistência das culturas ao estresse.
★ O sulfeto de cério pode substituir metais como chumbo e cádmio, que são prejudiciais ao meio ambiente e aos seres humanos, em pigmentos, pode colorir plásticos e também pode ser usado em revestimentos e indústrias de tintas.
★Óxido de cério(IV)pode ser usado como composto de polimento, por exemplo, em polimento químico-mecânico (CMP).
★ O cério também pode ser usado como material de armazenamento de hidrogênio, materiais termoelétricos, eletrodos de tungstênio de cério, capacitores de cerâmica, cerâmicas piezoelétricas, abrasivos de carboneto de silício de cério, matérias-primas de células de combustível, catalisadores de gasolina, materiais magnéticos permanentes, materiais médicos, vários aços de liga e metais não ferrosos.
Horário da publicação: 03/07/2023