Ceriu

Ceriul este un element chimic din tabelul periodic care are simbolul Ce și numărul atomic 58.

Ceriu
Lantan ← Ceriu → Praseodim -     58 Ce                                                                                                                                                                                                                                           Ce Th Tabelul complet • Tabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr	Ceriu, Ce, 58
Serie chimică	lantanide
Grupă, Perioadă, Bloc	La, 6, l
Densitate	6689 kg/m³
Culoare	Argintiu
Număr CAS	7440-45-1[1][2]
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică	140,116 u
Rază atomică	185 pm
Rază de covalență	pm
Rază van der Waals	pm
Configurație electronică	[Xe]4f26s2
Electroni pe nivelul de energie	2, 8, 18, 19, 9, 2
Număr de oxidare	3, 4
Oxid
Structură cristalină	cubică
Proprietăți fizice
Fază ordinară	solidă
Punct de topire	798°C ; 1081 K
Punct de fierbere	3426°C ; 3699 K
Energie de fuziune	kJ/mol
Energie de evaporare	414 kJ/mol kJ/mol
Temperatură critică	K
Presiune critică	Pa
Volum molar	m³/kmol
Presiune de vapori
Viteza sunetului	2100 m/s la 293,15 K m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling)	-2,483 V (Ce3+ + 3e- → Ce) Scala Pauling1,12
Capacitate termică masică	J/(kg·K)
Conductivitate electrică	S/m
Conductivitate termică	=11,4 W/(m · K) W/(m·K)
Prima energie de ionizare	534,4 kJ/mol kJ/mol
A 2-a energie de ionizare	1050 kJ/mol kJ/mol
A 3-a energie de ionizare	1949 kJ/mol kJ/mol
A 4-a energie de ionizare	3547 kJ/mol kJ/mol
A 5-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_5}}} kJ/mol
A 6-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
A 7-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
A 8-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
A 9-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
A 10-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_10}}} kJ/mol
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.
Modifică text

Caracteristici

Ceriul este un element metalic argintiu, aparținând grupului lantanidelor. Se folosește în aliaje de pământuri rare. Seamănă cu fierul la culoare, dar este moale, precum și maleabil și ductil. La contactul cu aerul își pierde luciul. Doar europiul este mai reactiv decât ceriul, dintre pământurile rare. Soluțiile alcaline și acizii diluați și concentrați ataca rapid metalul. În stare pură prezintă o probabilitate ridicată de a lua foc dacă este frecat cu un cuțit. Ceriul se oxidează lent în apă rece și foarte rapid în apă caldă.

Chiar dacă ceriul aparține unui grup de metale numite pământuri rare, nu este rar deloc. El se găsește în cantități relativ mari (68 ppm în crusta terestră); de fapt, este mai răspândit decât plumbul.

Ceriul, în starea de oxidare +3, se numește ceros, în timp ce, în starea de oxidare +4, se numește ceric.

Sărurile ceriu(IV) sunt portocalii, roșii sau gălbui, în timp ce sărurile ceriu(III) sunt, de obicei, albe.

Aplicații

Întrebuințările ceriului:

• În metalurgie:
  • Ceriul este folosit în aliajele de aluminiu.
  • Adăugând ceriu în cast irons produce opunerea grafitizării și produce un fier maleabil.

Istorie

Ceriul a fost descoperit în Suedia de către Jöns Jakob Berzelius și Wilhelm von Hisinger, și, pe plan independent, în Germania de către Martin Heinrich Klaproth, ambele descoperiri fiind făcute în 1803. Ceriul a fost astfel denumit de către Berzelius după asteroidul Ceres, descoperit cu doi ani mai devreme (1801).

Circumstanțe

Ceriul este cel mai răspândit element aparținând pământurilor rare, alcătuind aproximativ 0.0046% din scoarța terestră, judecând după greutate. Se găsește în unele minerale, incluzând alanit (cunoscută și sub denumirea de ortit)—(Ca, Ce, La, Y)₂(Al, Fe)₃(SiO₄)₃(OH), monazit(-Ce) (Ce,La,Th,Nd,Y)PO₄, bastnasit (Ce,La,Y)CO₃F, hidroxilbastnasit (Ce,La,Nd)CO₃(OH,F), rabdofan (Ce,La,Nd)PO₄ˑ2/3H₂O, zircon (ZrSiO₄), și sinchisita Ca(Ce,La,Nd,Y)(CO₃)₂F. Monazitul si bastnasitul sunt în prezent cele mai importante surse de ceriu.

Ceriul este cel mai des obținut printr-un proces de schimb ionic, ce folosește nisip monazitic drept sursă de ceriu.

Compuși

Sulfat de ceriu

Ceriul are două stări de oxidare cu largă răspândire: +3 si +4. Cel mai întâlnit compus al ceriului este oxidul de ceriu (IV) (CeO₂), care este folosit drept "fardul bijutierului" și, de asemenea, în pereții unor cuptoare cu funcție de auto-curățare. Doi răspândiți agenți oxidanți folosiți în titrări sunt sulfura de amoniac de ceriu (IV) (sufra de amoniu ceric, (NH₄)₂Ce(SO₄)₃) și nitratul de amoniac de ceriu (IV) (nitrat de amoniu ceric, (NH₄)₂Ce(NO₃)₆). Ceriul formează, de asemenea, o clorură, CeCl₃ sau clorura de ceriu (III), folosită pentru facilitarea reacțiilor în grupurile carbonice din chimia organică. Alți compuși includ carbonat de ceriu (III) (Ce₂(CO₃)₃), fluorură de ceriu (III) (CeF₃), oxid de ceriu (III) (Ce₂O₃), precum și sulfat de ceriu (sulfat ceric, Ce(SO₄)₂).

Izotopi

Ceriul natural este compus din trei izotopi stabili și un izotop radioactiv; ¹³⁶Ce, ¹³⁸Ce, ¹⁴⁰Ce, și ¹⁴²Ce cu ¹⁴⁰Ce fiind cel mai abundent (88.48% abundență naturală). Douăzeci-și-șapte de radioizotopi au fost descoperiți, cel mai {abundent și/sau stabil} fiind ¹⁴²Ce cu un timp de înjumătățire mai mare decât 5×10¹⁶ ani, ¹⁴⁴Ce cu un timp de înjumătățire de 284.893 de zile, ¹³⁹Ce cu un timp de înjumătățire de 137.640 de zile și ¹⁴¹Ce cu un timp de înjumătățire de 32.501 de zile. Toți izotopii radioactivi rămași au timpii de înjumătățire mai mici decât 4 zile, din care majoritatea au timpii de înjumătățire mai mici decât 10 minute. Și acest element are, de asemenea, două meta stări.

Izotopii ceriului au o masă atomică ce variază intre 123 u (unitate de masă atomică) (¹²³Ce) și 152 u (¹⁵²Ce).

Precauții

Ceriul, ca toate pământurile rare, are un grad redus, până la mediu de toxicitate. Ceriul este un puternic agent reductiv și este spontan inflamabil la contactul cu aerul intre 65-80 °C. Fumul rezultat în urma arderii ceriului este toxic. Apa nu se folosește în stingerea focurilor de ceriu, deoarece, acestea reacționează, formând hidrogen gazos. Muncitorii expuși la ceriu au semnalat mâncărimi, sensibilitate la căldură și leziuni ale pielii. Animalele injectate cu doze considerabile de ceriu au murit datorită accidentelor cardiovasculare.

Oxidul de ceriu(IV) este un agent puternic oxidant, la temperaturi înalte și va reacționa cu materiale organice combustibile. Ceriul nu este radioactiv, dar ceriul comercial impur poate conține mici cantități de thoriu, care este radioactiv. Ceriul nu servește nici o funcție biologică cunoscută.