Cerio Es el indiscutible "hermano mayor" de la extensa familia de tierras raras. En primer lugar, la abundancia total de tierras raras en la corteza terrestre es de 238 ppm, con cerio con 68 ppm, representando el 28% de la composición total de tierras raras y ocupando el primer lugar. En segundo lugar, el cerio es el segundo elemento de tierras raras descubierto nueve años después del descubrimiento del itrio (1794). Su aplicación es muy extensa, y el cerio es imparable.
El descubrimiento del elemento cerio
Carl Auer von Welsbach
El cerio fue descubierto y nombrado en 1803 por el alemán Kloppers, el químico sueco Jöns Jakob Berzelius y el mineralogista sueco Wilhelm Hisinger. Se llama ceria, y su mena, cerita, en memoria de Ceres, un asteroide descubierto en 1801. De hecho, este tipo de silicato de cerio es una sal hidratada que contiene entre un 66 % y un 70 % de cerio, mientras que el resto son compuestos de calcio, hierro yitrio.
El primer uso del cerio fue una chimenea de gas inventada por el químico austriaco Carl Auer von Welsbach. En 1885, intentó una mezcla de óxido de magnesio, lantano e itrio, pero estas mezclas emitieron luz verde sin éxito.
En 1891, descubrió que el óxido de torio puro producía una luz mejor, aunque era azul, y se mezclaba con óxido de cerio (IV) para producir una luz blanca brillante. Además, el óxido de cerio (IV) también puede utilizarse como catalizador para la combustión del óxido de torio.
metal cerio
El cerio es un metal blanco plateado, dúctil y blando, con propiedades activas. Al exponerse al aire, se oxida, formando una capa de óxido descascarillado similar al óxido. Al calentarse, arde y reacciona rápidamente con el agua. Una muestra de cerio de un centímetro se corroe completamente en aproximadamente un año. Evite el contacto con el aire, oxidantes fuertes, ácidos fuertes y halógenos.
El cerio se encuentra principalmente en la monacita y la bastnasita, así como en los productos de fisión del uranio, el torio y el plutonio. Es perjudicial para el medio ambiente, por lo que debe prestarse especial atención a la contaminación de las masas de agua.
El cerio es el 26.º elemento más abundante, con 68 ppm de la corteza terrestre, solo superado por el cobre (68 ppm). El cerio es más abundante que metales comunes como el plomo (13 ppm) y el estaño (2,1 ppm).
Configuración electrónica del cerio
Disposiciones electrónicas:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
El cerio se encuentra después del lantano y posee 4 electrones f, lo que facilita su participación en reacciones químicas. Sin embargo, el orbital 5d del cerio está ocupado, y este efecto no es lo suficientemente intenso en el cerio.
La mayoría de los lantánidos solo pueden usar tres electrones como electrón de valencia, con la excepción del cerio, cuya estructura electrónica es variable. La energía de los electrones 4f es prácticamente la misma que la de los electrones externos 5d y 6s deslocalizados en el estado metálico, y solo se necesita una pequeña cantidad de energía para cambiar la ocupación relativa de estos niveles de energía electrónica, lo que resulta en la doble valencia de +3 y +4. El estado normal es de valencia +3, mostrando valencia +4 en agua anaeróbica.
Aplicación del cerio
★ Se puede utilizar como aditivo de aleación y para la producción de sales de cerio, etc.
★ Se puede utilizar como aditivo de vidrio para absorber los rayos ultravioleta e infrarrojos y se utiliza ampliamente en el vidrio de los automóviles.
★ Se puede utilizar como un excelente material de protección ambiental, y actualmente el más representativo es el catalizador de purificación de gases de escape de automóviles, que evita eficazmente que una gran cantidad de gases de escape de automóviles se descarguen al aire.
★ Luzelementos de tierras rarasCompuesto principalmente de cerio, ya que los reguladores del crecimiento de las plantas pueden mejorar la calidad de los cultivos, aumentar el rendimiento y mejorar la resistencia de los cultivos al estrés.
★ El sulfuro de cerio puede reemplazar metales como el plomo y el cadmio, que son dañinos para el medio ambiente y los seres humanos, en pigmentos, puede colorear plásticos y también puede usarse en las industrias de recubrimientos y tintas.
★Óxido de cerio (IV)Se puede utilizar como compuesto de pulido, por ejemplo, en el pulido químico-mecánico (CMP).
★ El cerio también se puede utilizar como material de almacenamiento de hidrógeno, materiales termoeléctricos, electrodos de tungsteno y cerio, condensadores cerámicos, cerámicas piezoeléctricas, abrasivos de carburo de silicio y cerio, materias primas para pilas de combustible, catalizadores de gasolina, materiales magnéticos permanentes, materiales médicos, diversos aceros aleados y metales no ferrosos.
Hora de publicación: 03-jul-2023