Seryum metal

Seryum veya Cer - Ce - atom numarası 58

Seryum, 1803'te Jons Jacob Berzelius tarafından keşfedildi ve adını yeni keşfedilen cüce gezegen Ceres'in adını aldı. En yaygın olan nadir toprak elementlerinin çoğu gibi, bu da ilk olarak seryum adı verilen oksidi şeklinde tanımlandı ve ancak ilk keşfinden on yıllar sonra saf bir metal olarak elde edildi.

Bununla birlikte, hem metal tuzu hem de metalik seryum içeren karışımlar sanayide hızla kullanılmaktadır. Seryum tuzları antiemetik etkiye sahipti ve kısa sürede öksürük tentürlerine ve antibakteriyel tedavilere girmeye başladı.

Aynı zamanda, keşiflerini ticarileştirme yeteneğine sahip Avusturyalı bilim adamı Carl Auer von Welsbach, büyük bir başarı ile seryum kullanımını gerektiren iki ürün geliştirdi: gaz manşonları ve hafif çakmaktaşı taşlar. Auer'in gaz zarfları basit aletlerdi - bir tuz karışımına batırılmış pamuklu bir kumaş - ısıtıldığında közler gaz lambalarında parlak, beyaz bir ışık sağlıyordu.

Serium yapay ışıklandırmanın ilk günlerinde, özellikle parlaklıklarından dolayı film stüdyolarında ödüllendirilen kömür ark lambalarında üçüncü bir kullanım buldu, bu yüzden doğal güneş ışığının görünümünü taklit edebildiler.

Yanıklar için hala antiseptik ve antienflamatuar bir topikal tedavi olarak mevcut olan seryum nitrat hariç, seryum bileşikleri modern tıpta çok az kullanım alanı bulmaktadır, ancak seryumun aydınlatmada kullanımı devam etmiş ve genişlemiştir: seryum içeren fener kabukları ve bir çakmaktaşı Ceria alaşımları hala üretimdedir, ancak bugün CER içeren flüoresanlar, monitörlerin ve flüoresan lambaların üretimi için de vazgeçilmezdir.

Seryumun optik özellikleri, kadmiyum bazlı pigmentlere toksik olmayan alternatiflerin geliştirilmesinde önemli bir yapı taşı ve altın renklendirme için kullanıldığı ve UV ışığının seçici olarak bloke edilmesini sağlayan cam yapımında önemli bir bileşendir. Seryum ayrıca çeşitli alaşımlarda küçük miktarlarda eklendiğinde değerli özellikler sağlar: alüminyumu korozyona dayanıklı, magnezyumun ısıya dayanıklı hale getirir ve çelikteki kükürt ve oksijen içeriğini azaltmaya yardımcı olur. Seryumun en büyük kullanımı, hassas optik bileşenlerde ve mikroçiplerde silikon gofretlerin parlatılmasında kullanılan lehçe seryum (IV) oksit olarak kullanılmasıdır.

Seryum oksitler ayrıca katalizörler olarak da faydalıdır ve bu amaçla otomotiv katalitik dönüştürücülerinde, petrol rafinerisinde ve katı oksit yakıt hücrelerinde kullanılır.

Nadir toprağın diğer unsurları gibi, seryum hiçbir zaman doğada saf formunda bulunmaz. Sadece nadir toprak minerallerinden elde edilebilir. Ksenotim, monazit ve bastnasite dahil veya kapalı Ionenadsorptionstonen.

Cer olaylar

Doğada dört izotop vardır: sabit seryum 140 (yüzde 88,48) ve radyoaktif seryum 142 (yüzde 11,08), seryum 138 (yüzde 0,25) ve seryum-136 (yüzde 0,19). Çekirdek izomerleri olmadan, toplam 38 radyoaktif seryum izotopları karakterize edildi. Cer-119 için yalnızca 157 saniyenin yarılanma ömrüne sahip 1,02 ve 151 ve Cer-5 için 1016 × 142 yıllarının ömrü vardır.

Seryum temel olarak seryum içeren monazit ve bastnasitten çıkarılır. Aynı zamanda allanit, Zerit, samarskite ve titanyum mineral perovskite de bulunur. ABD, Çin, Rusya, Avustralya ve Hindistan'da mayınlı.

Seryum veya seryum oksit

Seryum geri kazanımı

Metal elektroliz ve halojenürlerin alkali veya alkalin toprak metalleri ile metalotermal indirgemesi ile üretilir. Dört allotropik (yapısal) formda bulunur. A-fazı, 4,85 K'de (-77 ° C veya -196 ° F) bir = 321 Å ile yüz merkezli kübiktir. Phase-faz oda sıcaklığının hemen altında oluşur ve iki kat yoğun olarak altıgen bir = 3.6810 Å ve c = 11.857 Å ile paketlenir. Phase-faz oda sıcaklığı formudur ve küp şeklindedir ve 5.1610 ° C'de (24 ° F) bir = 75 Å ile merkezlenir. Δ fazı kübik gövdelidir ve 4,12 ° C'de (757 ° F) bir = 1.395 Å ile merkezlenir.

Seryum eşinin kompleks bir şekilde ayrılmasından sonra, oksit hidrojen florür ile Cerfluorid'e reaksiyona girer. Daha sonra, kalsiyum florür oluşturmak üzere kalsiyum ile seryuma indirgenir. Kalan kalsiyum tortularının ve safsızlıkların ayrılması, vakum içinde ilave bir yeniden erimede gerçekleşir.

Özellikler

Gümüşi beyaz parlak metal, öropyumdan sonra lantanoidlerin en reaktif ikinci elementidir. Koruyucu sarı oksit tabakasına yüzeysel hasar, metali tutuşturur. 150 ° C'nin üzerinde şiddetli bir parıltıyla yanarak ceria oluşturur. Seryum hidroksit oluşturmak için su ile reaksiyona girer.

Seryum, bileşiklerde, üç değerlikli renksiz veya dört değerlikli sarı ila turuncu bir katyon halinde bulunur.

Sıcaklığın etkisi altında, etanol ve su tarafından şiddetle saldırıya uğrar. Ayrıca seryum hidroksit oluşturmak için alkalilere ağır şekilde saldırılır. Asitlerde, tuzlara çözülür.
Nadir toprakların kimyasal özellikleri birbirine benzer olduğu için, metalik seryum nadiren saf halde kullanılır, ancak karışım içinde nadir toprak minerallerinin (mischmetal) üretiminde elde edilir.

Stratejik metaller ve nadir toprak elementleri içeren periyodik tablo

Fiyatlandırma, kaynak kullanımı, madencilik ve kullanım hakkında daha fazla bilgi edinmek için ürüne tıklayın.

Seryum, tüm lantanitler gibi, hafifçe toksiktir. Metalik seryum 65 ° C'den tutuşabilir. İnce bir şekilde bölünmüş bir metal olarak, havada enerjisiz olarak ısınabilir ve nihayet tutuşabilir. Diğer şeylerin yanı sıra, ateşlemeye hazır olma durumu parçacık büyüklüğüne ve dağılım derecesine çok bağlıdır. Gaz halindeki hidrojen geliştikçe seri yangınlar su ile söndürülmemelidir.

Cer kullanımı

Seryum bileşikleri çok sayıda pratik uygulamaya sahiptir. Dioksit, optik endüstrisinde camın ince parlatılması için, cam yapımında bir dekoratör olarak, petrol kırma katalizörlerinde ve çift değerlik özelliğini (3 + / 4 +) kullanan üç yollu bir otomatik emisyon katalizörü olarak kullanılır. Seryum, diğer nadir toprak elementleriyle birlikte, kükürt ve oksijeni hapsetmek ve dökme demir demiri çaprazlamak için birçok demir alaşımının bir parçasıdır. Demir dışı alaşımlarda, özellikle de süper alaşımların yüksek sıcaklıkta oksidasyon direncini geliştirmek için de kullanılır. Mischmetal (tipik olarak yüzde 50, yüzde 25 lanthanum, yüzde 18 yüzde neodim, 5 yüzde XPUM praseodimyum ve yüzde 2 diğer nadir topraklar) daha hafif çakmaktaşı ve alaşım ilaveleri için kullanılır.

Metalurjide seryum, alüminyum alaşımları ve yüksek sıcaklığa dayanıklı demir esaslı alaşımlar için katkı maddesi olarak kullanılır. Eritme sürecinde kükürt ve oksijenin ayrışmasını destekler. Demir karışımlı metal alaşım Cereisen, çakmaklarda kullanım için ve hız trenlerinde ve film sahnelerinde (kaza sahneleri) kıvılcım oluşturmak için çakmaklar için bir hammadde görevi görür. Auermetall olarak da bilinen% 70 seryum ve% 30 demir bileşimindeki Cereisen, 1903 yılında Karl Auer von Welsbach tarafından bir patent için tescil edildi. Çakmaklar için bir çakmaktaşı olarak dünya çapında bir dağıtım bulundu.

Küçük (az ya da çok saf) seryum bileşikleri ilaveleri, diğer malzemelere bazı özellikler kazandırır:

1. Ceria (CeO 2), otomotiv egzoz katalizörleri için alümina seramik katalizör desteğini stabilize etmek için kullanılır.
2. Bazı özel lenslerin bir kısmı, örneğin UV filtreleri ve ön camları ve cam imalatındaki nem alma cihazları
3. Emaye boyama için
4. Ceria, cam işlemede parlatma maddesi olarak kullanılır
5. Resim tüplerinde ve beyaz LED'lerde seryum katkılı floresan boyalar (fosfor)
6. mantolarda doping olarak
7. Kendi kendini temizleyen fırınlarda seryum içeren bir kaplama bulunur
8. Kantitatif Analizde (Serimetri) Oksitleyici Madde olarak Seryum (IV) Sülfat
9. nükleer rezonansta kontrast madde olarak
10. Gaz deşarj tüplerinde fosfor olarak
11. yakıtta çözünmüş kurum partikül filtrelerinin rejenerasyonuna eklenir
12. dental teknolojide değerli olmayan metal içeren bağlayıcı alaşımların bir parçası olarak (seramik)
13. CAN (seryum amonyum nitrat), (NH4) ²Ce (NO³) 6 ile organik sentezler için bir oksidan olarak

Cer özel özellikleri

Cer, oksidasyon durumunun + 4 olduğu bileşikleri oluşturduğu diğer nadir topraklardan praseodimyum ve terbiyumdan farklıdır; çözümde + 4 oksidasyon durumuna sahip olan tek Nadir Topraktır. Güçlü ancak stabil oksidanlar olan Ce4 + iyonunun (çekirdek tuzları), demir (oksidasyon bölgesinde demir + 2) gibi oksitlenebilir maddeleri tespit etmek için analitik kimyada kullanılır. + 3 oksidasyon durumundaki seryum tipik bir Nadir Toprak gibi davranır.