Das chemische Element Cer wird als Lanthanid und Seltenerdmetall eingestuft. Es wurde 1803 von Jacob Berzelius und Wilhelm von Hisinger und im selben Jahr von Martin Klaproth unabhängig entdeckt.,
Data Zone
| Classification: | Cerium is a lanthanide and rare earth metal |
| Color: | gray |
| Atomic weight: | 140.,12 |
| State: | solid |
| Melting point: | 798 oC, 1071 K |
| Boiling point: | 3443 oC, 3716 K |
| Electrons: | 58 |
| Protons: | 58 |
| Neutrons in most abundant isotope: | 82 |
| Electron shells: | 2,8,18,20,8,2 |
| Electron configuration: | 4f2 6s2 |
| Density @ 20oC: | 6.,78 g/cm3 |
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| Atomic volume: | 20.67 cm3/mol | |
| Structure: | fcc: face-centered cubic | |
| Hardness: | 2.5 mohs | |
| Specific heat capacity | 0.19 J g-1 K-1 | |
| Heat of fusion | 5.460 kJ mol-1 | |
| Heat of atomization | 419 kJ mol-1 | |
| Heat of vaporization | 313.,8 kJ mol-1 | |
| 1st ionization energy | 534.4 kJ mol-1 | |
| 2nd ionization energy | 1050 kJ mol-1 | |
| 3rd ionization energy | 1949 kJ mol-1 | |
| Electron affinity | 50 kJ mol-1 | |
| Minimum oxidation number | 0 | |
| Min. common oxidation no. | 0 | |
| Maximum oxidation number | 4 | |
| Max. common oxidation no. | 4 | |
| Electronegativity (Pauling Scale) | 1.,12 | |
| Polarisierbarkeit Volumen | 29., Oxide(s) | Ce2O3, CeO2 (ceria) |
| Hydride(s) | CeH2, CeH3 | |
| Chloride(s) | CeCl3 | |
| Atomic radius | 185 pm | |
| Ionic radius (1+ ion) | – | |
| Ionic radius (2+ ion) | – | |
| Ionic radius (3+ ion) | 115 pm | |
| Ionic radius (1- ion) | – | |
| Ionic radius (2- ion) | – | |
| Ionic radius (3- ion) | – | |
| Thermal conductivity | 11.,3 W m-1 K-1 | |
| Electrical conductivity | 1.4 x 106 S m-1 | |
| Freezing/Melting point: | 798 oC, 1071 K |
TEM image of a cerium oxide nanorod formed in an ice channel. Image Ref.(6).
Jacob Berzelius. Berzelius portrait from Royal Swedish Academy of Sciences.
Discovery of Cerium
Cer wurde 1803 von Jacob Berzelius und Wilhelm von Hisinger in Schweden und im selben Jahr von Martin Klaproth in Deutschland entdeckt.
Berzelius und Hisinger entdeckten das neue Element in einem seltenen rötlich-braunen Mineral, das heute als Cer bekannt ist, einem Cer-Lanthanid-Silikat. (1), (2)
Berzelius und Hisinger bereiteten aus Cerit Cersalze vor und untersuchten deren chemische Reaktionen. Obwohl sie das reine Metall nicht isolieren konnten, stellten sie fest, dass Cer zwei Oxidationszustände hatte: eines ergab farblose Salze, das andere gelb-rote., (1), (3)
Sie nannten das neue Element Cer nach dem Asteroiden Ceres, der erst zwei Jahre zuvor von Giuseppe Piazzi entdeckt worden war. Sie nannten Ceroxid ‘Cera.“
Klaproths Analyse des Minerals zeigte auch, dass es das Oxid eines neuen Elements enthielt. Er nannte das Oxid Ockroite nach seiner gelblich roten Farbe. (1), (3)
Berzelius und Hisinger veröffentlichten ihre Ergebnisse, bevor Klaproth und der Name Cer für das neue Metall akzeptiert wurden.
Berzelius und Klaproth sind bedeutende Persönlichkeiten in der Geschichte der Chemie., Zusätzlich zu ihren anderen Errungenschaften entdeckte Berzelius 1817 Selen und 1828 Thorium, während Klaproth 1789 sowohl Uran als auch Zirkonium entdeckte.
Carl G. Mosander, der eng mit Berzelius zusammenarbeitete, bereitete 1825 metallisches Cer vor. Zuerst reagierte er Cersulfid mit Chlor, was wasserfreies Cerchlorid ergab. Er reduzierte das Chlorid mit Kalium und bildete Kaliumchlorid und metallisches Cer. Er löschte das resultierende braune Pulver, um ein graues Material mit einem matten metallischen Glanz zu erhalten – Cer, obwohl eher unrein., (3a), (4)
Mosanders Isolierung von Cer aus seinem Chlorid unter Verwendung von Kalium war ähnlich dem Ansatz, den Ørsted 1825 zur Isolierung von Aluminium verwendete. Anschließend verwendeten Wöhler und Bussy diese Methode 1828 zur Isolierung von Beryllium und im selben Jahr verwendete Berzelius sie zur Isolierung von Thorium.
Mosander untersuchte weiterhin die Cerchemie und entdeckte 1839 das neue Element Lanthan, das auch in Cer vorhanden ist.,
Mischmetal is an alloy of cerium and lanthanum, with small amounts of neodymium and praseodymium. photo:Spypredator.
Researchers in Argonne’s Chemical Engineering Division have developed a catalyst that could help diesel truck manufacturers eliminate harmful nitrogen-oxide (NOx) emissions from diesel exhausts., Das Becherglas aus blauem Katalysatormaterial ist „Cu-ZSM-5“, ein Zeolith mit Kupferionen, die in seiner Mikroporstruktur und einer äußeren Beschichtung aus Ceroxid befestigt sind. Foto: Argonne National Lab.
Aussehen und Eigenschaften
Schädliche Wirkungen:
Cer gilt als mäßig toxisch.
Eigenschaften:
Cer ist ein reaktives, weiches, graues, glänzendes Metall, das formbar und duktil ist.
Das Metall trübt sich in feuchter Luft ein und reagiert mit Wasser zu Cerhydroxid plus Wasserstoffgas.,
Kleine Metallpartikel können sich entzünden, wenn ein Messer die reine Metalloberfläche zerkratzt.
Es wird von Alkalilösungen und allen Säuren angegriffen.
Cer hat eine variable elektronische struktur: die energie der inneren 4f ebene ist fast die gleiche wie die der 6s ebene, so dass variable belegung dieser beiden ebenen.
Verwendung von Cer
Eine Legierung aus Cer und Lanthan mit geringen Mengen an Neodym und Praseodym (Mischmetall) in Kombination mit Eisenoxid und Magnesiumoxid wird als Feuerstein in Zigaretten-und Gasfeuerzeugen verwendet.,
Cer wird in der Lichtbogenbeleuchtung verwendet, insbesondere in der Filmindustrie. Es wird auch in Leuchtstoffen für Farbfernsehbildschirme und Leuchtstofflampen verwendet.
Ceroxid wird als Katalysator verwendet, um die Kohlenmonoxidemissionen in den Abgasen von Kraftfahrzeugen zu reduzieren. Ceroxid wird als Nanopulver zu Dieselkraftstoff hinzugefügt, um rußige Dämpfe zu reduzieren und die Motorleistung zu verbessern. Es wird in den Wänden von selbstreinigenden Öfen verwendet und wird auch zum Polieren von Glasoberflächen verwendet.,
Flammacerium (Cernitrat-Silbersulfadiazin) ist eine Creme zur Behandlung und Vorbeugung von Infektionen bei ausgedehnten Brandwunden. Die Cernitratkomponente reduziert das Auftreten einer Immunsuppression. (5)
Fülle und Isotope
die Fülle Erdkruste: 60 parts per million by weight, 8.9 Teile pro million durch Molen
die Fülle solar system: 4 Teile pro Milliarden von Gewicht, 30 Teile pro Billion durch Molen
Kosten, reiner: $380 pro 100g
Kosten -, Massen -: 1,20 $pro 100 G
Quelle: CER ist das häufigste der lanthanide., Es ist nicht frei in der Natur gefunden, sondern ist in einer Reihe von Mineralien, vor allem Allanit, Bastnasit und Monazit gefunden. Kommerziell wird Cer durch Elektrolyse des Chlorids oder durch Reduktion des geschmolzenen Fluorids mit Calcium hergestellt.,
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"Cerium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 04 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/cerium.html>.