Štruktúra cerio, vlastnosti, získanie, použitia

On cerium Je to kov patriaci do série Lantanide, ktorej chemický symbol je CE. Napriek tomu, že je prvkom vzácnych zemín, pravdou je, že jej hojnosť je veľmi podobná ako v meďi a ešte väčšia ako olovo alebo cín, ktorá má koncentráciu 66 ppm v zemskej kôre.

Kopec je ekonomicky využívaný z minerálov monacitu a bastnasitov, z ktorých sa získava aj niekoľko ďalších lantanidov. V týchto mineráloch je potrebné oddeliť ióny CE⁴⁺ prítomný vo vašom oxidu generálneho riaditeľa₂, nazývaná Ceria. Je to jediný latanid, ktorý tvorí veľmi stabilný oxid s oxidačným stavom +4 a NO +3 (CE₂Ani₃).

Ultra čistá vzorka kovového kopca zapečatená v sklenenej zosilňovači s argónom. Zdroj: Hi-res obrázky chemických prvkov/cc od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)

Cerio je kov, ktorý má početné priemyselné aplikácie, ako aj zlepšovanie životného prostredia. Niektoré z jeho najdôležitejších použití sú nasledujúce: ako pazúrik cigariet, katalyzátor destilácie ropy, ovládač emanácií plynov v aute atď.

Tento kov má veľký význam v analytickej chémii. Je to natoľko, že táto technika má svoje vlastné meno: cerimetria. Ióny⁴⁺, V kyslom médiu sú to silné oxidačné činidlá, ktoré redukujú na CE³⁺. V tomto procese oxidujú a kvantifikujú analyty ako: viera²⁺, Nie₂, Sn²⁺, Ace³⁺, atď.

Pokiaľ ide o biologickú časť, kopec je prítomný v tekutinách ľudského tela, ako sú sliny, pot, krv, moč a mozgovomieporné tekutiny. Je tiež prítomný v niektorých potravinách, napríklad čierna orech a zelené korenie. Preto je to lantanid s väčšou prítomnosťou (ale nie účasťou) biochémie.

[TOC]

Objavenie

Cerio objavili Jacob Berzelius a Wilhelm von Hister vo Švédsku v roku 1803 a nezávisle Martin Klaproth v tom istom roku v Nemecku.

Berzelius a Hister objavili kopec v červenkastom hnedom minerále známeho ako Cerita: Cerio-lantananský kremičitan. Vlastne ne izolovali čistý kov, ale pozorovali, že kov má dva oxidačné stavy. Jeden z nich produkoval bezfarebné soli; zatiaľ čo druhý produkoval žltkasto červené soli.

Nazvali novoobjavené kovové „cerio“ na počesť Ceresa, asteroid, ktorý objavil Giuseppe Piazzi v roku 1801. Meno Ceres tiež zodpovedá Bohu poľnohospodárstva v rímskej mytológii.

Klaproth tiež zistil, že nový prvok prítomný v cerite bol vo forme oxidu, ktorý nazval oxid Ockroita pre svoju žltkastú červenú farbu.

Môže vám slúžiť: kyselina maleico: Štruktúra, vlastnosti, získanie, použitie

Carl G. Mossandre, v roku 1825, sa podarilo pripraviť kovový kopec pomocou rovnakej metodiky, akú sa používa na izoláciu hliníka v tom istom roku.

Mossandre reagoval sulfid cerium s chlórom za vzniku chloridu cerium, čím sa znížila jeho reakcia draslíka. Výsledkom bol chlorid draselný a kovový kopec, ktorý pozoroval, že získaný kov mal šedú farbu s nepriehľadným kovovým leskom.

Konštrukcia cerio

Hill má veľa kryštalických štruktúr, ktoré majú až štyri alotropné formy iba pod atmosférickým tlakom.

V horúcom cerio prijíma kubickú štruktúru sústredenú na tele (BCC), ktorá existuje iba nad 726 ° C, a je symbolizovaná ako A-CE.

Pod 726 ° C na okolitú teplotu, cerio prijíma kubickú štruktúru sústredenú na tvári (FCC), znázornená ako y-CE.

Na druhej strane studená, cerio kryštalizuje štruktúrou DHCP, ktorá existuje v teplotnom rozsahu medzi -150 ° C do 25 ° C približne. Táto fáza alebo alotropická je znázornená ako p-C; A je to spolu s y-C najdôležitejšou fázou cerio.

A nakoniec, máme ďalšiu hustú štruktúru FCC, ktorá existuje pod -150 ° C a ktorá je znázornená ako α -ce.

Nezvyčajnou črtou na kopci je, že jeho kryštalické fázy majú rôzne rýchlosti prechodu. To znamená, že keď sa ochladí kryštál cerio, nie celá jeho štruktúra prechádza napríklad do fázy a-C, ale bude pozostávať zo zmesi a-C a p-C, pretože transformácia β-CE na a-ce, je pomalšie ako y-ce až α-ce.

Elektronická konfigurácia

Nastavenie elektronického cerium

Skrátená elektronická konfigurácia cerio je nasledovná:

[Xe] 4f¹ 5 D¹ 6s²

Všimnite si, že na svojich orbitáloch Valencia sú prítomné tri úrovne energie: 4f, 5d a 6s. Okrem toho majú jeho štyri elektróny relatívne podobné elektronické energie, čo vysvetľuje ďalšiu štrukturálnu zvláštnosť cerium: môže sa oxidovať alebo znížiť pri vysokých tlakoch alebo intenzívnom chladení.

Katión⁴⁺ Existuje a je veľmi stabilná, pretože, ako je uvedené vyššie, štyri elektróny majú podobné energie; Preto sa môžu „stratiť“ bez problémov vytvorením chemických väzieb. Na druhej strane CE⁴⁺ Je izolektronický na xenónový plyn, čím získava ďalšiu stabilitu.

Vlastnosti CERIO

Fyzický vzhľad

Strieborná biela pevná látka

Molárna hmota

140.116 g/mol

Atómové číslo

58

Bod topenia

795 ° C

Bod varu

3.443 ° C

Hustota

6.770 g/cm³

Fúzne teplo

5,46 kJ/mol

Odparovanie

398 kj/mol

Molárna kalikára

26,94 J/(mol · k)

Tvrdosť

Mohsova stupnica: 2.5

Oxidačné stavy

Oxidačné stavy kopca sú +1 (CE⁺), +2 (CE²⁺), +3 (CE³⁺), +4 (CE⁴⁺), keď sú poslednými dvoma najdôležitejšími.

Môže vám slúžiť: Isopreno: Štruktúra, vlastnosti, aplikácie

Elektronegativita

1.2 v Pauling Scale

Ionizačná energia

Prvé: 534 kj/mol

Po druhé: 1.050 kJ/mol

Tretie: 1.949 kj/mol

Reaktivita

Kopec je oxidovaný vo vzduchu, ktorý tvorí vrstvu oxidu. Tento proces sa zrýchľuje zahrievaním oxidu tvorby tvorby, generálny riaditeľ₂, žltá, tiež známa ako Ceria:

CE + O₂ → CEO₂

CERIO je pyroforický kov, to znamená, keď sú vyplývajúce čipy okamžite zoškrabané. Je to tiež elektroozitívny kov, ktorý reaguje s slabo vodou, reakcia, ktorá sa zvyšuje s teplotou a produkuje kopec (III) a plynový vodík:

2 CE + 6 h₂O → 2 CE (OH)₃ + 3 h₂

Kopec je napadnutý kyselinami a základňami, silnými alebo slabými, s výnimkou kyseliny fluórhy, s ktorou tvorí ochrannú vrstvu fluoridu érií na povrchu kovu.

Na druhej strane, cerio je silné redukčné činidlo, ktoré je schopné prudko reagovať so zinkom, antimónom a fosforom pri 400 ° C.

Získanie

Kopec je prítomný v niekoľkých mineráloch, vrátane: La Monacita, La Bastnäsita, La Allanita, La Cerita a La Samarskita, ktoré sú najkonomrakšími minerálmi Monacita a Bastnäsita.

Bastnäsita, napríklad po zhromaždení, dostane ošetrenie kyselinou chlorovodíkovou na čistenie nečistôt, ako je uhličitan vápenatý. Následne je vonkajšia vonkajšia časť, aby ju oxidovala na oxid.

Väčšina lanténov je oxidovaná za vzniku mozgu (ln₂Ani₃). Sesquexidy zodpovedajú oxidom tvoreným tromi atómami kyslíka a dvoma atómami iného prvku. Hill je však oxidovaný na oxid cérium, ktorý je nerozpustný vo vode, ktorý je schopný vylúhovať alebo extrahovať kyselinou chlorovodíkovou 0.5 m, tak sa oddeľuje od ostatných latanidov.

Kovový kopec je možné získať prostriedkami. Vyrába tiež štiepenie uránu, plutónia a tória jadrové štiepenie.

Použitie/aplikácie

Zapaľovače

Kopec sa používa v kombinácii s niekoľkými chemickými prvkami, ako je Lantano, neomid a paseomid, okrem oxidov železa a horčíka, pôsobiť ako pazúrik v cigaretách a plynových zapaľovačoch.

Blesk

Cerium sa používa pri osvetlení uhlíka, používa sa vo filmovom priemysle a tiež ako fosfor v fluorescenčnom osvetlení a na farebnej televízii.

Hutníctvo

Kopec sa používa v metalurgii ako stabilizátor zliatiny a zváracích elektród.

Môže vám slúžiť: benzaldehyd

Pohár

Oxid cerium sa používa ako leštiaca zlúčenina, ktorá vytvára vysoko kvalitné optické povrchy, ktoré sa tiež používajú ako sklenené odfarbujúce činidlo, ktoré sa stáva nepriehľadným žiarením blízko ultrafialového.

Kopec sa používa v plášti svetla vymysleného rakúsky chemik Carl Auer von Welsbach, pri. Oxid cerio zabraňuje stmavnutiu televíznych sklenených dosiek elektrónovým bombardovaním.

Ropný priemysel

Cerium sa používa ako katalyzátor v frakcionovanom procese destilácie oleja.

Prostredie

Oxid cerium sa používa ako katalyzátor na zníženie emisií oxidu uhoľnatého a oxidov dusíka vo výfukových plynoch motorových vozidiel. Tieto oxidy sú veľmi toxické pre ľudské bytosti.

Oxid cerio, pridaný do naftového paliva, slúži ako katalyzátor spaľovania a eliminácie uhlíkových častíc, čím sa zabráni jeho emisii do atmosféry vo forme sadzí.

Liek

Oxalát cerio sa použil pri liečbe nevoľnosti a zvracania, najmä tie, ktoré sa vyskytujú počas tehotenstva.

Kopec sa používa pri liečbe rán vyrobených v popáleninách tretieho stupňa, a to nielen kvôli jeho antiseptickému účinku, ale tiež pomáha prevencii septických a systémových komplikácií, ktoré sa vyskytujú po popáleninách pri uvoľňovaní toxínov.

Flammacerium (sulfadiazín striebra) sa používa ako krém na zabránenie infekcií rany v dôsledku dôležitých popálenín, čím sa zníži dusičnan cérium výskyt imunosupresie.

Kopec bol použitý ako antineoplastický, vyradený postup. Štúdie však boli reštartované na použitie.

Malé množstvá cerio sa nachádzajú u ľudí, hlavne v kostiach kvôli ich podobnosti s vápnikom.

Bolo zdôraznené, že kopec by mohol zasiahnuť do metabolizmu, s určitými pozitívnymi účinkami. Napríklad Cerio by pôsobilo v metabolizme spôsobujúcich zníženie krvného tlaku, hladiny cholesterolu, chuť do jedla a riziko koagulácie krvi.

Odkazy

1. Triasť a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). MC Graw Hill.
2. Jakupec, m. Do., Nepreškaný, p. a Keppler, b. P. (2005). Farmakologické vlastnosti zlúčenín cerium. Otáčať sa. Fyziola. Biochem. Farmaceol. 153: 101-111
3. Wikipedia. (2020). Cerium. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
4. DR. Doug Stewart. (2020). Fakty o ceriových prvkoch. Získané z: Chemicool.com
5. Mohammad Reza Ganjali a kol. (2016). Odradenie série Lanthanides rôznymi analytickými metódami. Vedecký.
6. Národné centrum pre biotechnologické informácie (2020). Cerium.  PubChem Comunund Zhrnutie pre CID 23974,. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda