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Cerio
   

58
Ce
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
lanthane ← → cérium praséodyme
apparence
apparition de' src=
généralité
Nom, symbole, numéro atomique cérium, Ce, 58
série lanthanides
groupe, période, serrure -, 6, fa
densité 6689 kg / m³
dureté 2,5
configuration électronique
configuration électronique
propriétés atomiques
masse atomique 140,116
rayon atomique (Calc.) 181,8 pm
rayon covalent (204 ± 9) pm
configuration électronique [x €] 4F15d16s2
et- pour niveau d'énergie 2, 8, 18, 19, 9, 2
états d'oxydation 3, 4 (faiblement de base)
la structure cristalline cubique à faces centrées
propriétés physiques
État de la matière solide
Point de fusion 1068 K (795 ° C)
point d'ébullition 3716 K (3443 ° C)
Volume molaire 20,69 × 10-6 m³/mol
Enthalpie de vaporisation 414 kJ / mol
La chaleur de fusion 5,46 kJ / mol
Vitesse du son 2100 m / s à 20 ° C
D'autres propriétés
CAS 7440-45-1
électronégativité 1,12 (échelle de Pauling)
chaleur spécifique 190 J / (kg · K)
conductivité électrique 1.15 × 106  / M ·Ω
La conductivité thermique 11.4 W / (m · K)
Energie de première ionisation 534,4 kJ / mol
Energie de deuxième ionisation 1050 kJ / mol
Energie de troisième ionisation 1949 kJ / mol
e potentiel d'ionisation 3547 kJ / mol
La plupart des isotopes stables
iso NA TD DM DE DP
134Ce synthétique 3,16 jours ε 0500 134la
136Ce 0,19% 136C'est stable à 78 neutrons
138Ce 0,25% 138C'est stable avec 80 neutrons
139Ce synthétique 137.640 jours ε 0,278 139la
140Ce 88,48% 140C'est stable avec 82 neutrons
141Ce synthétique 32.501 jours β- 0581 141Pr
142Ce 11,08% > 5 × 1016 âge β- inconnu 142Dakota du Nord
144Ce synthétique 284.893 jours β- 0,319 144Pr
iso: isotope
NA: abondance dans la nature
TD: demi-vie
DM: mode de désintégration
DE: énergie de désintégration en MeV
DP: le produit de désintégration

la cérium est le 'élément chimique de numéro atomique 58. Son symbole il est Ce.

Il est métal, ductile, couleur blanc argenté. il se oxyde rapidement quand il exposé à l'air et est suffisamment souple pour être coupé avec un couteau. Le cérium est le deuxième élément de la série de lanthanides et, alors que montre souvent l'état +3 caractéristique de la série, à titre exceptionnel aussi se présente avec un état +4 qui n'oxydent pas dans l'eau. Il est également considéré traditionnellement comme l'un des éléments de terres rares. Il n'a pas de rôle biologique, mais il est pas trop toxique.

Malgré cela est toujours en combinaison avec d'autres éléments de terres rares, en minéraux comme monazite et bastnasite, cérium est facile à extraire, grâce à sa capacité unique parmi les lanthanides à l'état oxydées +4. Il est des lanthanides le plus courant, suivi par néodyme, de lanthane et praséodyme. Il est le 26ème élément le plus abondant, constituant 66 ppm (parties par million) de la croûte terrestre, la moitié du total chlore et cinq fois la conduire.

Cérium a été la première des lanthanides à découvrir en 1803, grâce au travail de suédois Jöns Jacob Berzelius et Wilhelm Hisinger et indépendamment Martin Heinrich Klaproth en Allemagne, en 1839, il a été isolé à partir de Carl Gustav Mosander. Aujourd'hui, le cérium et ses composés ont une variété d'utilisations: par exemple, l'oxyde de cérium est utilisé pour polir le verre et est une partie importante de convertisseurs catalytiques. Il se trouve aussi dans les briquets pour sa pyrophore.

traits

Le cérium est un élément métallique, argenté, appartenant au groupe lanthanides.
Utilisé dans certains alliages à base terres rares, pour ressembler à la couleur et le lustre fer mais elle est plus souple, ductile et malléable. All'aria rapidement oxydée.

Parmi les éléments de terres rares, seul le 'europium Il est plus réactif que le cérium. Il est rapidement attaqué par des alcalis et des acides, soit dilué ou concentré. Le métal pur peut facilement prendre feu si elle est rayée avec un couteau.

En raison de sa 4F orbitale de proximité avec les orbitales extérieures, le cérium a des caractéristiques chimiques intéressantes des variables. Par exemple, la compression ou le refroidissement de ce métal va changer la état d'oxydation, passant d'environ 3 à 4.
Dans l'état d'oxydation +3, il est nommé cireux tandis que dans l'état d'oxydation +4 est dit cérique.

Les sels cériques (de cérium (IV)) sont jaunâtre ou rouge-orangé alors que les sels cireux (cérium (III)) sont généralement blanc.

applications

Utilisations de cérium:

en métallurgie

  • cérium est utilisé dans la production d'alliages aluminium et certains aciers.
  • L'ajout de cérium à des pièces moulées en fer évite la graphitisation et permet la production de fonte malléable.
  • Dans les aciers, peuvent aider à réduire les sulfures et oxydes, permet également dégazage.
  • Il est utilisé dans la production d'acier inoxydable en tant qu'agent de durcissement précipitation.
  • Dans les alliages de magnésium, un pourcentage de cérium compris entre 3 et 4%, avec 0,2 à 0,6% de zirconium, permet de réduire la granularité et permet la réalisation de fusions de formes complexes, ce qui augmente également la résistance à la chaleur.
  • Il est utilisé dans des alliages pour aimants permanents.
  • Il est une composante du mischmétal, abondamment utilisé dans la production d'alliages à haute teneur pyrophore allume-cigare.

En outre:

  • Cérium est également utilisé dans les lampes à arc voltaïque, en particulier dans l'industrie du cinéma.
  • Le sulfate cérique est largement utilisé comme agent oxydant analyse quantitative volumétrique.
  • des composés de cérium sont utilisées dans la production de verre, soit en tant que composants ou comme agents de blanchiment.
  • composés de cérium sont également utilisés pour produire des émaux de couleur.
  • Les composés de cérium (III) et de cérium (IV) ont une utilisation en tant que catalyseurs dans la synthèse de composés organiques.

L'oxyde de cérium

vue L'oxyde de cérium (III) et L'oxyde de cérium (IV)

histoire

Cérium a été découvert en 1803 en Suède Jöns Jacob Berzelius et Wilhelm Hisinger et en Allemagne, indépendamment, entre Martin Heinrich Klaproth.[1]
le nom cérium Il a été donné par Berzelius nom planète naine Ceres, découvert deux ans plus tôt (1801).

disponibilité

Parmi les éléments des terres rares, du cérium est l'élément le plus abondant dans le la croûte terrestre, dans le pourcentage approximatif de 0,0046% (soit 49 ppm).

Il se présente dans un certain nombre de minéraux, dont les plus importants sont la 'allanite (Ca, Ce, La, Y)2(Al, Fe)3(SiO4)3(OH), la monazite (Ce, La, Th, Nd, Y) PO4, la bastnasite (Ce, La, Y) CO3F, l 'hydroxylbastnasite (Ce, La, Nd) CO3(OH, F), la rhabdophane (Ce, La, Nd) PO4-H2O et synchysite Ca (Ce, La, Nd, Y) (CO3)2F.

Parmi tous ceux-ci, les plus importants sont industriellement monazite (principalement sous la forme de dépôts de sables monazitic) et le bastnasite. Dans la plupart des cas, la préparation du cérium a lieu au moyen de séparation des processus d'échange d'ions. Il est prévu que les dépôts de monazite, allanite bastnasite et seront en mesure de fournir du cérium, thorium et d'autres éléments de la terres rares depuis de nombreuses années.

composés

Cérium a deux communes états d'oxydation +3 et 4.
Le composé le plus courant est l 'oxyde de cérium (IV) (CeO2), Utilisé comme agent de polissage en plus en tant que catalyseur, qui est intégré dans les parois de fours à auto-nettoyage. la sulfate de cérium (IV) et d'ammonium (NH4)2Ce (SO4)3 et de nitrate de cérium (IV) et d'ammonium (nitrate d'ammonium cérique ou CAN, (NH4)2Ce (NO3)6) Les deux réactifs communs oxydant utilisé dans titrages.

Le chlorure de cérium (III), CeCl3, Il est utilisé pour faciliter les réactions sur des groupes carbonyle en chimie organique. D'autres composés importants sont le carbonate de cérium (III) (Ce2(CO3)3), Le Le fluorure de cérium (III) (CEF3) Sulfate et le cérium (IV) (sulfate cérique, Ce (SO4)2).

isotopes

Dans la nature, le cérium est composé de trois isotopes stables et un radioactif; 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce, dont la 140Il est le plus abondant (abondance naturelle 88,48%): l 'demi-vie isotope radioactif naturel 142Il y a 5 × 1016  années. Ils ont été créés en laboratoire et 26 autres radioisotopes: Les plus stables d'entre eux sont 144CE avec 284.893 jours demi-vie, 139CE avec 137.640 jours 141CE avec 32.501 jours. Tous les autres isotopes ont une demi-vie de moins de 4 jours et la plupart d'entre eux ne sont pas arrivés en 10 minutes. Cet élément a également deux meta états.

Isotopes de cérium ont masse atomique allant de 123 (123Ce) à 152 (152Ce).

précautions

Cérium, comme toutes les terres rares, est modérément toxique. Il est un réducteur fort et enflamme spontanément dans l'air en cas de chauffage jusqu'à 65-80 ° C. Cérium peut réagir avec le zinc explosive et sa réaction avec bismuth et l 'antimoine est très exothermique. La fumée exhalant des feux de cérium sont toxiques. Vous ne devriez pas utiliser d'eau pour éteindre les incendies de cérium, parce que la réaction chimique entre le cérium et l'eau est libérée hydrogène, qui est hautement inflammable. Les travailleurs exposés au cérium ont accusé des démangeaisons, une sensibilité à la chaleur, et des lésions de la peau; les animaux qui ont été injectés de fortes doses de cérium sont morts d'un collapsus cardiovasculaire.

L 'oxyde de cérium (IV) Il est un puissant oxydant à des températures élevées et réagit avec une substance combustible organique. Bien que le cérium est lui-même pas radioactif, le cérium disponible dans le commerce peut contenir des traces de thorium, Au contraire, il est. Cérium ne joue aucun rôle biologique connu dans les organismes vivants.

citations littéraires

  • Au cérium, il est dédié à l'un des Contes "Le tableau périodique" de Primo Levi.

notes

bibliographie

Articles connexes

  • lanthanides
  • cireuse fluorure
  • du sulfate d'ammonium cérique
  • L'oxyde de cérium
  • cérimétrie

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liens externes

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