Elemento mágico de terras raras: cério

Cério é o 'irmão mais velho' indiscutível da 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 em 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 terra rara descoberto nove anos após a descoberta do ítrio (1794). Sua aplicação é muito extensa e o “cério” é imparável

A descoberta do elemento cério

Carl Auer von Welsbach

O cério foi descoberto e nomeado em 1803 pelo alemão Kloppers, pelo químico sueco Jöns Jakob Berzelius e pelo 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 66% a 70% de cério, enquanto o restante são compostos de cálcio. , ferro eítrio.

O primeiro uso do cério foi 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 com óxido de cério (IV) para produzir uma luz branca brilhante. Além disso, o óxido de cério (IV) também pode ser usado como catalisador para a combustão do óxido de tório

Cério metálico

★ O cério é um metal branco prateado, dúctil e macio, com propriedades ativas. Quando exposto ao ar, ele será oxidado, formando uma camada de óxido semelhante a ferrugem. Quando aquecido, queima e reage rapidamente com a água. Uma amostra de cério metálico de tamanho centimétrico corrói completamente em cerca de um ano. Evite contato com ar, oxidantes fortes, ácidos fortes e halogênios.

★ O cério existe principalmente na monazita e na bastnaesita, bem como nos produtos de fissão de urânio, tório e plutônio. Nocivo ao meio ambiente, atenção especial deve ser dada à poluição dos corpos hídricos.

★ O cério é o 26º elemento mais abundante, representando 68 ppm da crosta terrestre, perdendo apenas para o cobre (68 ppm). O cério é mais abundante que os metais comuns, como o chumbo (13h) e o estanho (2,1ppm).

Configuração eletrônica de cério

Arranjos eletrônicos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ O cério está localizado depois do lantânio e possui elétrons 4f começando no cério, facilitando a participação em reações químicas. No entanto, o orbital 5d do cério está ocupado e este efeito não é suficientemente forte no cério.

★ A maioria dos lantanídeos só pode usar três elétrons como elétron de valência, com exceção do cério, que possui uma estrutura eletrônica variável. A energia dos elétrons 4f é quase a mesma dos elétrons externos 5d e 6s 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 dupla valência de +3 e +4. O estado normal é de valência +3, mostrando 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 automotivos.

★ Pode ser usado como um excelente material de proteção ambiental, e atualmente o mais representativo é o catalisador de purificação de escapamento automotivo, que evita efetivamente que uma grande quantidade de gases de escapamento automotivo seja descarregada no ar.

★ Luzelementos de terras rarascomposto principalmente de cério, pois os reguladores do crescimento das plantas podem melhorar a qualidade das culturas, aumentar o rendimento e aumentar a resistência ao estresse das culturas.

★ 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 indústrias de revestimentos e tintas.

★Óxido de cério (IV)pode ser utilizado como composto de polimento, por exemplo, em polimento químico-mecânico (CMP).

★ O cério também pode ser usado como materiais de armazenamento de hidrogênio, materiais termoelétricos, eletrodos de cério e tungstênio, capacitor cerâmico, cerâmica piezoelétrica, abrasivos de carboneto de silício e cério, matérias-primas para células de combustível, catalisadores de gasolina, materiais magnéticos permanentes, materiais médicos, vários aços de liga e não- metais ferrosos.