Cerio struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe

On Cerium To je kovina, ki pripada seriji lantanida, katere kemični simbol je CE. Kljub temu, da je element redkih Zemlje, je resnica, da je njena številčnost zelo podobna kot pri bakra in še večja od svinca ali kositra, ki ima koncentracijo 66 ppm v zemeljski skorji.

Hrib se ekonomsko izkorišča iz mineralov Monacita in bastazita, od katerih je pridobljenih tudi več drugih lantanidov. V teh mineralih je treba ločiti ione CE⁴⁺ prisoten v vašem izvršnem direktorju₂, imenovana Ceria. To je edini lantanid, ki tvori zelo stabilen oksid z oksidacijskim stanjem +4 in št +3 (CE₂Tudi₃).

Ultra čisti vzorec kovinskega hriba, zapečaten v stekleni ampule z argonom. Vir: Hi-Res Slike kemičnih elementov/cc by (https: // createCommons.Org/licence/by/3.0

Cerio je kovina, ki ima številne industrijske aplikacije, pa tudi pri izboljšanju okolja. Nekatere njegove najpomembnejše uporabe so naslednje: kot kremen cigaret, katalizator oljne destilacije, krmilnik emanacij avtomobilov itd.

Ta kovina ima velik pomen v analitični kemiji. Toliko je, da ima tehnika svoje ime: cerimetrija. Ioni CE⁴⁺, V kislem mediju so močna oksidacijska sredstva, ki se zmanjšujejo na CE³⁺. V procesu oksidirajo in količinsko opredelijo analite, kot je: vera²⁺, Ne₂, Sn²⁺, As³⁺, itd.

Glede biološkega dela je hrib prisoten v človeških telesnih tekočinah, kot so slina, znoj, kri, urin in cerebrospinalne tekočine. Prisotna je tudi v nekaterih živilih, na primer črna orešnica in zelena poper. Zato je lantanid z večjo biokemijo prisotnosti (vendar ne na udeležbi).

[TOC]

Odkritje

Cerio sta odkrila Jacob Berzelius in Wilhelm von Hister na Švedskem leta 1803 in neodvisno Martin Klaproth, istega leta, v Nemčiji.

Berzelius in Hister sta hrib odkrila v rdečkasto rjavem mineralu, znanem kot Cerita: a Cerio-Lantananski silikat. Pravzaprav niso izolirali čiste kovine, vendar so opazili, da ima kovina dve oksidacijski stanji. Eden od njih je ustvaril brezbarvne soli; medtem ko drugi proizvajajo rumenkasto rdeče soli.

Novo odkrito kovinsko "Cerio" so poimenovali v čast Ceres, asteroid, ki ga je leta 1801 odkril Giuseppe Piazzi. Ime Ceres ustreza tudi bogu kmetijstva v rimski mitologiji.

Klaproth je tudi ugotovil, da je nov element, prisoten v Ceriti, v obliki oksida, ki ga je poimenoval Ockroita oksid za svojo rumenkasto rdečo barvo.

Lahko vam služi: maleiko kislina: struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe

Carl G. Mossandre je leta 1825 uspel pripraviti kovinski hrib z isto metodologijo, ki se uporablja za izolacijo aluminija istega leta.

Mossandre je reagiral na cerijev sulfid s klorom, da je proizvajal cerijev klorid, kar je zmanjšal s svojo kalijevo reakcijo. Rezultat sta bila kalijev klorid in kovinski hrib, pri čemer je opazila, da ima pridobljena kovina sivo barvo z neprozornim kovinskim sijajem.

Cerio struktura

Hill ima veliko kristalnih struktur, do štiri alotropne oblike pa le pod atmosferskim tlakom.

Vroče cerio sprejme kubično strukturo, osredotočeno na telo (BCC), ki obstaja le nad 726 ° C, in je simbolizirana kot Δ-CE.

Pod 726 ° C do temperature okolice Cerio sprejme kubično strukturo, osredotočeno na obraze (FCC), predstavljeno kot γ-CE.

Po drugi strani hladno cerio kristalizira s strukturo DHCP, ki obstaja v temperaturnem območju med -150 ° C do 25 ° C. Ta faza ali alotropna je predstavljena kot β-C; In skupaj z γ-C je najbolj prevladujoča faza Cerio.

In končno imamo še eno gosto FCC strukturo, ki obstaja pod -150 ° C in je predstavljena kot α -ce.

Nenavadna značilnost na hribu je, da imajo njegove kristalne faze različne hitrosti prehoda. To je, ko se cerio kristal ohladi, ne prehaja celotna struktura na primer v fazo α-C, ampak bo sestavljena iz mešanice α-C in β-C, saj pretvorba β-CE v α-ce, je počasneje kot γ-CE do α-CE.

Elektronska konfiguracija

Elektronske nastavitve cerija

Skrajšana elektronska konfiguracija Cerio je naslednja:

[Xe] 4f¹ 5 d¹ 6s²

Upoštevajte, da so v njihovih orbitalah Valencije prisotne tri ravni energije: 4F, ​​5D in 6S. Poleg tega imajo njegovi štirje elektroni razmeroma podobne elektronske energije, kar pojasnjuje še eno strukturno posebnost Cerima: lahko se oksidira ali zmanjša pod visokimi tlaki ali intenzivno hlajenje.

Celovanje⁴⁺ Obstaja in je zelo stabilen, ker imajo, kot že omenjeno zgoraj, štirje elektroni podobne energije; Zato se lahko brez težav "izgubijo" z oblikovanjem kemičnih vezi. Po drugi strani pa CE⁴⁺ Je izolektronski do ksenonskega plina, s čimer pridobiva dodatno stabilnost.

Cerio lastnosti

Fizični videz

Srebrno belo trdno

Molarna masa

140.116 g/mol

Atomska številka

58

Tališče

795 ° C

Vrelišče

3.443 ° C

Gostota

6.770 g/cm³

Fuzijska toplota

5,46 kJ/mol

Toplota za uparjanje

398 kJ/mol

Molarna kalorična sposobnost

26,94 j/(mol · k)

Trdota

MOHS lestvica: 2,5

Stanja oksidacije

Oksidacijska stanja hriba so +1 (CE⁺), +2 (CE²⁺), +3 (CE³⁺), +4 (CE⁴⁺), saj sta zadnji dve najbolj prevladujoči.

Vam lahko služi: izopreno: struktura, lastnosti, aplikacije

Elektronegativnost

1.2 na lestvici Pauling

Ionizacijska energija

Prvi: 534 kJ/mol

Drugi: 1.050 kJ/mol

Tretjič: 1.949 kJ/mol

Reaktivnost

Hrib se oksidira v zraku, ki tvori plast oksida. Ta postopek se pospešuje s segrevanjem Cerio dioksid, izvršni direktor₂, Rumena, znana tudi kot Ceria:

Ce + O₂ → CEO₂

Cerio je piroforična kovina, torej ko se čips, ki izvirajo, takoj strgajo. To je tudi elektropozitivna kovina, ki reagira šibko, reakcija, ki se poveča s temperaturo, ki proizvaja hrib (III), in plinskim vodikom:

2 CE + 6 h₂O → 2 CE (OH)₃ + 3 h₂

Hill napadejo kisline in baze, močne ali šibke, z izjemo fluorhorhororske kisline, s katero tvori zaščitno plast cerium fluorida na površini kovine.

Po drugi strani je Cerio močno reducirajoče sredstvo, ki lahko silovito reagira s cinkom, antimonom in fosforjem pri 400 ° C.

Pridobivanje

Hill je prisoten v več mineralih, vključno z: La Monacita, La Bastnäsita, La Allanita, La Cerita in La Samarskita, ki so najbolj ekonomski minerali Monacita in Bastnäsita.

Bastnäsita, na primer po nabiranju, prejme obdelavo klorovodikove kisline, da jo očisti nečistoče, kot je kalcijev karbonat. Nato je na prostem na prostem, da ga oksidirate na oksid.

Večina lantanidov je oksidiranih, da tvorijo možgane (LN₂Tudi₃). Seskvidi ustrezajo oksidom, ki jih tvorijo trije kisikovi atomi in dva atoma drugega elementa. Vendar je hrib oksidirano na cerijev dioksid, ki je netopen v vodi, saj lahko izpira ali ekstrakcijo s klorovodikovo kislino 0.5 m, s čimer se loči od drugih lantanidov.

Kovinski hrib je mogoče dobiti s sredstvi. Nastaja tudi jedrska cepitev urana, plutonija in torija.

Uporaba/aplikacije

Prižgane

Hrib se poleg železnih in magnezijevih oksidov uporablja v kombinaciji z več kemičnimi elementi, kot so lantano, neomid in pazoomid.

Strela

Cerium se uporablja v razsvetljavi ogljikovega loka, ki se uporablja v filmski industriji in tudi kot fosfor v fluorescenčni osvetlitvi in ​​na barvni televiziji.

Metalurgija

Hrib se uporablja v metalurgiji kot stabilizator zlitine in varilne elektrode.

Vam lahko služi: benzaldehid

Kozarec

Cerijev oksid se uporablja kot polirna spojina, ki proizvaja visoko kakovostne optične površine, ki se uporablja tudi kot stekleno razgradljivo sredstvo, ki postane neprozorno za sevanje v bližini ultravijoličnega.

Hrib se uporablja v plašču svetlobe, ki ga je izumil avstrijski kemik Carl Auer von Welsbach, pri čemer je uporabil cerijev dioksid, pomešan s torijevim oksidom za proizvodnjo svetle bele svetlobe. Cerio oksid preprečuje, da bi televizijske steklene tablice zatemnile z bombardiranjem elektronov.

Naftna industrija

Cerium se uporablja kot katalizator v postopku destilacije frakcioniranega olja.

Okolje

Cerijev oksid se uporablja kot katalitični pretvornik za zmanjšanje emisij ogljikovega monoksida in dušikovih oksidov v izpušnih plinih motornih vozil. Ti oksidi so zelo strupeni za človeka.

Cerio oksid, dodan dizelskim gorivom, služi kot katalizator za zgorevanje in izločanje ogljikovih delcev, s čimer se izogne ​​njeni emisiji v ozračje v obliki saje.

Zdravilo

Cerio oksalat se uporablja pri zdravljenju slabosti in bruhanja, zlasti tiste, ki se pojavijo med nosečnostjo.

Hrib se uporablja pri zdravljenju ran, ki nastanejo pri opeklinah tretjega razreda, ne le zaradi antiseptičnega učinka, ampak tudi pomaga preprečiti septične in sistemske zaplete, ki se pojavijo po opeklinah, ko se sprostijo toksine.

Flammacerium (srebrni sulfadiazin) se uporablja kot smetana za preprečevanje okužb z ranami zaradi pomembnih opeklin, kar zmanjšuje cerijev nitrat videz imunosupresije.

Hrib je bil uporabljen kot antineoplastic, zavržena praksa. Vendar so bile študije ponovno zagnane za uporabo.

Majhne količine Cerio najdemo pri ljudeh, predvsem v kosteh zaradi njihove podobnosti s kalcijam.

Opozorilo je, da lahko hrib posreduje v presnovi z nekaj pozitivnimi učinki. Cerio bi na primer deloval pri presnovi, ki bi povzročil znižanje krvnega tlaka, v ravni holesterola, apetitu in tveganju za koagulacijo krvi.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Jakupec, m. Do., Neokusno, str. in Keppler, b. Str. (2005). Farmakološke lastnosti cepijskih spojin. Rev. Fiziol. Biochem. Farmakol. 153: 101-111
3. Wikipedija. (2020). Cerium. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
4. Doktor. Doug Stewart. (2020). Dejstva o ceruju. Okrevano od: Chemicool.com
5. Mohammad Reza Ganjali in sod. (2016). Serija lantanidov Deterion z različnimi analitičnimi metodami. Znanstveno.
6. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji (2020). Cerium.  Pubchem Comunund Povzetek za CID 23974,. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov