Cer

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Cer
  [Xe] 4f1 5d1 6s2
  Ce
58
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Cerium2.jpg
Obecné
Název, značka, číslo Cer, Ce, 58
Cizojazyčné názvy lat. Cerium
Skupina, perioda, blok 6. perioda, blok f
Chemická skupina Lanthanoidy
Vzhled šedobílá látka
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 140,116 g·mol−1
Atomový poloměr 181,8 pm
Kovalentní poloměr 204 pm
Elektronová konfigurace [Xe] 4f1 5d1 6s2
Oxidační čísla III, IV
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 1,12
Ionizační energie
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava krychová, plošne centrovaná
Mechanické vlastnosti
Hustota 6,770 kg·dm−3
Skupenství pevné
Tvrdost 2,5
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost 11,3 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 794,85 (1 068 K)
Teplota varu 3 442,85 (3 716 K)
Elektromagnetické vlastnosti
Měrný elektrický odpor 828 nΩ·m
Magnetické chování Paramagnetické
Cerium spectrum visible.png
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P

{{{izotopy}}}

Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Lanthan Ce Praseodym

Th

Cer, chemická značka Ce, (lat. Cerium) je šedavě bílý, vnitřně přechodný kovový prvek, druhý člen skupiny lanthanoidů. Hlavní uplatnění nalézá v metalurgickém průmyslu při výrobě speciálních slitin a nebo jejich deoxidaci, je složkou některých skel a průmyslových katalyzátorů.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Cer vzhledově připomíná železo, je to šedavě bílý přechodný kov, který je však značně měkký a snadno tvárný.

Chemicky je cer značně reaktivním prvkem, po europiu nejreaktivnějším lanthanoidem. Za mírně zvýšené teploty (kolem 80 °C) reaguje se vzdušným kyslíkem (hoří) za vzniku velmi stabilního oxidu ceričitého CeO2. S vodou reaguje cer za vzniku plynného vodíku, snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách.

Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství Ce+3 a jako jediný z lanthanoidů tvoří i stabilní sloučeniny s valencí Ce+4. Soli Ce+3 jsou obvykle bílé, sloučeniny čtyřmocného ceru mají barvu žlutou až oranžovou.

Objevili jej současně roku 1803 švédský chemik Jöns Jacob BerzeliusWilhelm Hisinger a zároveň v Německu Martin Heinrich Klaproth.

Výskyt a výroba[editovat | editovat zdroj]

Cer je v zemské kůře nejvíce zastoupeným prvkem ze skupiny lanthanoidů – vyskytuje se zde v koncentraci asi 46–60 mg/kg. V mořské vodě je jeho koncentrace kolem 0,0004 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom ceru na 30 miliard atomů vodíku.

V přírodě se cer vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů a dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO3F – směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, ČíněVietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku

Při průmyslové výrobě prvků vzácných zemin se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírovéchlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

K separaci ceru od zbylých lanthanoidů se obvykle využívá skutečnosti, že hydroxid ceričitý Ce(OH)4 podléhá hydrolýze již v relativně kyselých roztocích (kolem pH = 2). Směs lanthanoidů se proto nejprve oxiduje působením manganistanu draselného KMnO4, který převede veškerý cer do mocenství Ce+4 a postupnou neutralizací kyselého roztoku se vysráží prakticky čistý nerozpustný hydroxid ceričitý.

Kovový cer se obvykle vyrábí elektrolýzou taveniny směsi chloridu ceritého CeCl3chloridu sodného NaCl v grafitové nádobě. Cer se přitom vylučuje na grafitové katodě, zatímco na anodě dochází k uvolňování plynného chloru.

Použití a sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Síran ceričitý

Vzhledem k vysokému zastoupení ceru v rudách vzácných zemin je tohoto prvku na trhu relativně nadbytek, protože vzniká částečně jako přebytek při výrobě vysoce žádaných lanthanoidů – především europia nebo samaria .

Základním průmyslové využití nalézá cer v metalurgii.

  • Jeho vysoká afinita ke kyslíkusíře se uplatní při odkysličování a desulfuraci vyráběných kovů a slitin.
  • Oceli nebo litina s obsahem malých množství ceru vykazují vyšší tvárnost a kujnost a mají vyšší mechanickou odolnost proti nárazu.
  • Přídavek ceru do slitin na bázi hořčíkuhliníku zlepšuje jejich odolnost proti teplotním změnám usnadňuje odlévání složitějších výrobků.
  • Slitina s wolframem slouží pro výrobu elektrod pro svařování a řezání kovů elektrickým obloukem. Obloukové lampy, sloužící především jako světelné zdroje při natáčení filmů mívají často elektrody ze slitin s obsahem ceru a lanthanu.

Významné uplatnění nalézají sloučeniny ceru, především oxid ceričitý CeO2 ve sklářském průmyslu. Jejich přídavek do skloviny slouží hlavně k odbarvování vyrobeného skla a snižuje jeho propustnost pro ultrafialové záření.

Katalyzátory s obsahem ceru se používají i v petrochemii při krakování ropy.

Brusné a lešticí práškové materiály, používané při výrobě optických součástek (přesné čočky, zrcadla do teleskopů, …) obsahují často významný podíl sloučenin ceru.

Soli čtyřmocného ceru jsou silná oxidační činidla a především síran ceričitý Ce(SO4)2 je často používán v analytické chemii pro oxidaci analyzované látky v redoxních titracích. Stejně tak nalézá uplatnění v preparativní chemii při oxidační syntéze látek.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]