Cerij je nesporen 'veliki brat' v veliki družini elementov redkih zemelj.Prvič, skupna številčnost redkih zemelj v skorji je 238 ppm, s cerijem pri 68 ppm, kar predstavlja 28 % celotne sestave redkih zemelj in je na prvem mestu;Drugič, cerij je drugi redkozemeljski element, odkrit devet let po odkritju itrija (1794).Njegova uporaba je zelo obsežna, "cerij" pa neustavljiv
Odkritje elementa cerija
Carl Auer von Welsbach
Cerij so leta 1803 odkrili in poimenovali Nemec Kloppers, švedski kemik Jöns Jakob Berzelius in švedski mineralog Wilhelm Hisinger.Imenuje se cerij, njegova ruda pa cerit, v spomin na Ceres, asteroid, odkrit leta 1801. Pravzaprav je ta vrsta cerijevega silikata hidratizirana sol, ki vsebuje 66 % do 70 % cerija, medtem ko so ostalo spojine kalcija , železo initrij.
Prva uporaba cerija je bil plinski kamin, ki ga je izumil avstrijski kemik Carl Auer von Welsbach.Leta 1885 je poskusil mešanico magnezijevega, lantanovega in itrijevega oksida, vendar so te mešanice oddajale zeleno luč brez uspeha.
Leta 1891 je ugotovil, da čisti torijev oksid proizvaja boljšo svetlobo, čeprav je bil moder, in pomešan s cerijevim (IV) oksidom, da proizvede svetlo belo svetlobo.Poleg tega se lahko cerijev (IV) oksid uporablja tudi kot katalizator za zgorevanje torijevega oksida
Kovinski cerij
★ Cerij je duktilna in mehka srebrno bela kovina z aktivnimi lastnostmi.Ko je izpostavljen zraku, bo oksidiral in tvoril plast oksida, ki je podoben luščenju.Pri segrevanju gori in hitro reagira z vodo.Centimeter velik vzorec kovine cerija popolnoma zarjavi v približno enem letu.Izogibajte se stiku z zrakom, močnimi oksidanti, močnimi kislinami in halogeni.
★ Cerij je v glavnem prisoten v monazitu in bastnaezitu, pa tudi v produktih cepitve urana, torija in plutonija.Škodljivo okolju, posebno pozornost je treba nameniti onesnaževanju vodnih teles.
★ Cerij je 26. najpogostejši element, ki predstavlja 68 ppm v zemeljski skorji, takoj za bakrom (68 ppm).Cerij je bolj razširjen kot običajne kovine, kot sta svinec (13 ppm) in kositer (2,1 ppm).
Cerium Electron konfiguracija
Elektronski aranžmaji:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Cerij se nahaja za lantanom in ima 4f elektrone, ki se začnejo od cerija, zaradi česar lahko sodeluje v kemičnih reakcijah.Vendar pa je 5d orbitala cerija zasedena in ta učinek pri ceriju ni dovolj močan.
★ Večina lantanidov lahko kot valenčni elektron uporablja samo tri elektrone, z izjemo cerija, ki ima spremenljivo elektronsko strukturo.Energija 4f elektronov je skoraj enaka kot energija zunanjih 5d in 6s elektronov, delokaliziranih v kovinskem stanju, in le majhna količina energije je potrebna za spremembo relativne zasedenosti teh elektronskih energijskih nivojev, kar povzroči dvojno valenco +3 in +4.Normalno stanje je +3 valenca, ki kaže +4 valenco v anaerobni vodi.
Uporaba cerija
★ Lahko se uporablja kot dodatek zlitini in za proizvodnjo cerijevih soli itd.
★ Uporablja se lahko kot dodatek steklu za absorpcijo ultravijoličnih in infrardečih žarkov in se pogosto uporablja v avtomobilskem steklu.
★ Lahko se uporablja kot odličen okoljevarstveni material, trenutno najbolj reprezentativen pa je katalizator za čiščenje avtomobilskih izpušnih plinov, ki učinkovito preprečuje izpust večje količine avtomobilskih izpušnih plinov v zrak.
★ Svetlobaredkih zemeljskih elementovvečinoma sestavljen iz cerija kot regulatorjev rasti rastlin, lahko izboljša kakovost pridelka, poveča donos in poveča odpornost pridelka na stres.
★ Cerijev sulfid lahko nadomesti kovine, kot sta svinec in kadmij, ki so škodljive za okolje in ljudi v pigmentih, lahko obarva plastiko in se lahko uporablja tudi v industriji premazov in črnil.
★Cerijev(IV) oksidse lahko uporablja kot polirna zmes, na primer pri kemijsko-mehanskem poliranju (CMP).
★ Cerij se lahko uporablja tudi kot materiali za shranjevanje vodika, termoelektrični materiali, cerijeve volframove elektrode, keramični kondenzator, piezoelektrična keramika, abrazivi cerijevega silicijevega karbida, surovine gorivnih celic, bencinski katalizatorji, trajni magnetni materiali, medicinski materiali, različna legirana jekla in ne- železne kovine.
Čas objave: 3. julij 2023