Церий металл или нет

Ce 58  Церий

140,116(1)      1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f1 5s2 5p6 5d1 6s2

Церий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 58. Расположен в 3-й группе (по старой классификации — побочной подгруппе третьей группы), шестом периоде периодической системы. Относится к группе лантаноидов.

• Общие сведения
• Свойства атома церия
• Химические свойства церия
• Физические свойства церия
• Кристаллическая решётка церия
• Дополнительные сведения

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Общие сведения:

100	Общие сведения
101	Название	Церий
102	Прежнее название
103	Латинское название	Cerium
104	Английское название	Cerium
105	Символ	Ce
106	Атомный номер (номер в таблице)	58
107	Тип	Металл
108	Группа	Лантаноид. Переходный, редкоземельный металл
109	Открыт	Мартин Генрих Клапрот, Германия, Йёнс Якоб Берцелиус, Швеция, Вильгельм фон Хизингер, Швеция, 1803 г.
110	Год открытия	1803 г.
111	Внешний вид и пр.	Вязкий, ковкий металл серебристо-белого цвета
112	Происхождение	Природный материал
113	Модификации
114	Аллотропные модификации	4 аллотропные модификации церия: — α-церий с кубической гранецентрированной кристаллической решёткой, — β-церий с двойной гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой, — γ-церий с кубической гранецентрированной кристаллической решёткой, — δ-церий с кубической объемно-центрированной кристаллической решёткой
115	Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга*
116	Конденсат Бозе-Эйнштейна
117	Двумерные материалы
118	Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)	0 %
119	Содержание в земной коре (по массе)	0,006 %
120	Содержание в морях и океанах (по массе)	1,2·10-10 %
121	Содержание во Вселенной и космосе (по массе)	1,0·10-6 %
122	Содержание в Солнце (по массе)	4,0·10-7 %
123	Содержание в метеоритах (по массе)	0,000075 %
124	Содержание в организме человека (по массе)

Свойства атома церия:

200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)	140,116(1) а.е.м. (г/моль)
202	Электронная конфигурация	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f1 5s2 5p6 5d1 6s2
203	Электронная оболочка	K2 L8 M18 N19 O9 P2 Q0 R0
204	Радиус атома (вычисленный)
205	Эмпирический радиус атома*	185 пм
206	Ковалентный радиус*	204 пм
207	Радиус иона (кристаллический)	Ce3+ 115 (6) пм, 128 (8) пм, 139 (10) пм, 148 (12) пм, Ce4+ 101 (6) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)
208	Радиус Ван-дер-Ваальса
209	Электроны, Протоны, Нейтроны	58 электронов, 58 протонов, 82 нейтрона
210	Семейство (блок)	элемент f-семейства
211	Период в периодической таблице	6
212	Группа в периодической таблице	3-я группа (по старой классификации – побочная подгруппа 3-ей группы)
213	Эмиссионный спектр излучения

Химические свойства церия:

300	Химические свойства
301	Степени окисления	+1, +2, +3, +4
302	Валентность	III, IV
303	Электроотрицательность	1,12 (шкала Полинга)
304	Энергия ионизации (первый электрон)	534,39 кДж/моль (5,5386(4) эВ)
305	Электродный потенциал	Ce3+ + 3e— → Ce, Eo = -2,48 В, Ce4+ + e— → Ce3+, Eo = +1,61 В
306	Энергия сродства атома к электрону	55(2) кДж/моль (0,57(2) эВ)

Физические свойства церия:

400	Физические свойства
401	Плотность*	6,77 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 6,55 г/см3 (при температуре плавления 795  °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)
402	Температура плавления*	795 °C (1068 K, 1463 °F)
403	Температура кипения*	3443 °C (3716 K, 6229 °F)
404	Температура сублимации
405	Температура разложения
406	Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407	Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)*	5,46 кДж/моль
408	Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)*	398 кДж/моль
409	Удельная теплоемкость при постоянном давлении
410	Молярная теплоёмкость	26,94 Дж/(K·моль)
411	Молярный объём	20,9472 см³/моль
412	Теплопроводность	11,3 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 11,3 Вт/(м·К) (при 300 K)
413	Коэффициент теплового расширения	6,3 мкм/(М·К) (при 20 °С) – γ-церий
414	Коэффициент температуропроводности
415	Критическая температура
416	Критическое давление
417	Критическая плотность
418	Тройная точка
419	Давление паров (мм.рт.ст.)
420	Давление паров (Па)
421	Стандартная энтальпия образования ΔH
422	Стандартная энергия Гиббса образования ΔG
423	Стандартная энтропия вещества S
424	Стандартная мольная теплоемкость Cp
425	Энтальпия диссоциации ΔHдисс
426	Диэлектрическая проницаемость
427	Магнитный тип
428	Точка Кюри
429	Объемная магнитная восприимчивость
430	Удельная магнитная восприимчивость
431	Молярная магнитная восприимчивость
432	Электрический тип
433	Электропроводность в твердой фазе
434	Удельное электрическое сопротивление
435	Сверхпроводимость при температуре
436	Критическое магнитное поле разрушения сверхпроводимости
437	Запрещенная зона
438	Концентрация носителей заряда
439	Твёрдость по Моосу
440	Твёрдость по Бринеллю
441	Твёрдость по Виккерсу
442	Скорость звука
443	Поверхностное натяжение
444	Динамическая вязкость газов и жидкостей
445	Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных
446	Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных
446	Предел прочности на растяжение
447	Предел текучести
448	Предел удлинения
449	Модуль Юнга
450	Модуль сдвига
451	Объемный модуль упругости
452	Коэффициент Пуассона
453	Коэффициент преломления

Кристаллическая решётка церия:

500	Кристаллическая решётка
511	Кристаллическая решётка #1	β-церий
512	Структура решётки	Двойная гексагональная плотноупакованная
513	Параметры решётки
514	Отношение c/a
515	Температура Дебая
516	Название пространственной группы симметрии	P63/mmc
517	Номер пространственной группы симметрии	194
521	Кристаллическая решётка #2	γ-церий
522	Структура решётки	Кубическая гранецентрированная
523	Параметры решётки	5,160 Å
524	Отношение c/a
525	Температура Дебая
526	Название пространственной группы симметрии	Fm_ 3m
527	Номер пространственной группы симметрии	225

Дополнительные сведения:

900	Дополнительные сведения
901	Номер CAS	7440-45-1

Примечание:

* — доступно в платной версии.

Источники:

[know]

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Церий – полезные свойства, использование и ограничения

Этот химический элемент причислен к редкоземельным, хотя на планете его достаточно. И это хорошо: без церия создание материалов нового поколения проблематично. Хотя и сегодня цериевый продукт раскупается полностью.

Что представляет собой

• Церий – это химический элемент семейства лантаноидов, номер 58 таблицы Менделеева.
• Серебристый с «железными» оттенками металл наделен умеренным блеском.
• По составу – конгломерат четырех стабильных изотопов.
• Международное обозначение – Ce (Cerium).

Как был открыт и назван

История обнаружения элемента извивиста:

• Минерал церит, «начиненный» редкоземельными элементами, обнаружил в 1751 году шведский минералог Аксель Кронштедт.
• Через полвека, в 1803 году, находка послужила образцом для исследований. Трое химиков – немец Мартин Клапрот, шведы Йенс Берцелиус и Вильгельм Хизингер – выявили цериевую «землю».
• Это случилось почти синхронно, поэтому все трое считаются первооткрывателями элемента.
• Дальше к работе подключился француз Луи Воклен. Он доказал, что цериевая земля бывает белой и оранжевой. То есть церий представлен двумя валентными модификациями. И что это – металл.
• Церий как металл получили в 1875 году британцы Томас Нортон и Вильям Хиллебранд.

Назвать решили в честь Цереры – планеты-карлика, обнаруженной двумя годами ранее в поясе астероидов.

Церий – ковкий, вязкий металл железно-серого цвета

Вокруг названия элемента разгорелись споры:

• Клапрот настаивал на полной транскрипции – новый элемент должен был именоваться церерием.
• Берцелиус считал такой вариант «непроизносимым», предложив укороченную версию – церий.

Она и закрепилась за элементом.

Как представлен в природе

Церий, подобно другим лантаноидам, – компонент десятков видов горных пород. Минералы с долей элемента 5-8% исчисляются шестью десятками.

• Микропримеси элемента присутствуют в глинах, нефти, каменном угле, грунтах, морской воде.
• Однако коренных месторождений нет, элемент рассеян.
• Он накапливается биологическими организмами.

Тонна земной коры содержит 70 г церия, литр океанской воды – 5,2⋅10−6 мг.

Где и как добывается

Месторождения элемента рассредоточены по планете, но исчисляются единицами:

• Евразия – Россия, Украина, Скандинавский полуостров, Казахстан, Индия, Китай.
• Америка – США, Бразилия.
• Австралия.

95% месторождений церия сосредоточены и разрабатываются в Китае.

Добыча ведется шахтным способом.

Получение

В отличие от других металлов-лантаноидов, церий (а также лантан, празеодим и иттрий), не добываются как оксиды либо в чистом виде с последующей сепарацией.

Их извлекают по отдельности из смеси редкоземельных элементов, экстрагируя, затем используя хроматографию.

Металл – продукт электролиза расплавленного фторида вещества.

Физико-химические характеристики

Элемент наделен характеристиками, присущими редкоземельной группе:

• Вязкий, пластичный. Легко обрабатывается при комнатной температуре.
• Кристаллическая решетка представлена четырьмя модификациями, в зависимости от температуры вещества.
• Поддается воздействию кислот (не щелочей), галогенов, газов.
• На воздухе окисляется при комнатной температуре, в воде – при кипячении.
• Сплавляясь с некоторыми металлами, образует интерметаллид.

Красиво, но опасно соединение порошковых церия и цинка. Результат сплавления – ослепительная вспышка, сопровождаемая оглушительным взрывом.

Свойства атома
Название, символ, номер Атомная масса
(молярная масса) Электронная конфигурация Радиус атома Химические свойства
Ковалентный радиус Радиус иона Электроотрицательность Электродный потенциал Степени окисления Энергия ионизации (первый электрон) Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) Температура плавления Температура кипения Уд. теплота плавления Уд. теплота испарения Молярная теплоёмкость Молярный объём Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки Параметры решётки Прочие характеристики
Теплопроводность Номер CAS

Це́рий / Cerium (Ce), 58

140,116(1) а. е. м. (г/моль)

[Xe]4f15d16s2

181 пм

165 пм

(+4e) 92 103.(+3e) 4 пм

1,12 (шкала Полинга)

Ce←Ce3+ −2,34 В

4, 3

540,1 (5,60) кДж/моль (эВ)

6,757 г/см³

1072 K

3699 K

5,2 кДж/моль

398 кДж/моль

26,94 Дж/(K·моль)

21,0 см³/моль

кубическая гранецентрированная

5,160 Å

(300 K) 11,3 Вт/(м·К)

7440-45-1

Кубик из церия с ребром в 1 см весит 6,8 грамма.

Порошок церия пирофорен: воспламеняется спонтанно при комнатной температуре (у металла этот показатель – +165°C). Поэтому хранится в герметичной таре.

Где используется

Церий как элемент, его соединения нашли применение в промышленном комплексе, других сферах.

Атомный сектор

1. Церий-144 (полураспад – 9,5 месяцев) как продукт распада урана-235 вырабатывается «оптом» в ядерных реакторах.
2. Данный изотоп задействован в качестве теплоносителя при производстве специальных источников тока.
3. Изготовители металлических заготовок используют церий как элемент-лигатуру к другим сплавам:

• 1% вещества к алюминиевому, магниевому сплаву кратно повышает их порог прочности на разрыв, «расползаемость».
• У медных, алюминиевых, ниобиевых, титановых продуктов интенсифицируется проводимость тока.
• Конструкционные стали в разы прочнее.

Церий как легирующая добавка конкурирует с лантаном. И побеждает благодаря дешевизне и доступности.

Церий металлический

Другие отрасли промышленности

Свойства элемента обеспечили его востребованность ведущими отраслями промышленного комплекса:

• Катализатор в химпроме, нефтяном секторе. Оксидом вещества обезвоживают спирты, ускоряют реакции «окись углерода – водород». Сульфат исследуют на предмет производства сернокислого ассортимента.
• Для аккумуляторных батарей повышенной мощности применяется сплав фтористых церия и стронция.
• Оксид церия – составляющая электролита топливных элементов, работающих в условиях высоких температур.
• Это компонент стекла, не тускнеющего от радиации, для защиты персонала атомных объектов.
• Двуокись либо сульфид – жаростойкие огнеупоры.
• Сульфид элемента, легированный сульфидом стронция, – термоэлектрический материал с высоким КПД для работы при запредельных температурах.
• Железисто-цериевый (пополам) сплав используется как «спусковой механизм» зажигалок.

Окись вещества – базовая (45+%) составляющая полирита. Это порошок номер один для полировки стекла. Особенно зеркал и оптики. Двуокисью титана с церием стекла осветляют либо придают желто-оранжевые оттенки.

Медицина

Сталь и керамика с цериевыми соединениями – материал стоматологов.

Солями вещества предотвращают либо нейтрализуют морскую болезнь.

Материалы поколения 2.0

Российско-китайская команда физиков модернизировала состав керамики-преобразователя цвета. Туда просто добавили микродозу «светлячков»-ионов церия.

Результат: белые светодиоды станут ярче, процесс изготовления подешевеет. Материал предназначен для освещения мегаобъектов (стадионов, гипермаркетов, полигонов, аэропортов), используется в фарах, лазерных телевизорах.

Исследование, завершившееся в августе 2021 года, профинансировано грантом Президента России.

Ограничения

Металл церий накапливается живыми организмами. Токсичен для морской, океанской, речной флоры и фауны.

Согласно рекомендации Всемирной Организации Здравоохранения, литр питьевой воды не должен содержать более 0,049 мг церия.

Стоимость

На российском рынке представлен металл, порошок и соединения.

Цена определяется степенью чистоты и формой материала (руб. /кг):

• Слитки (99,5-99,9%) – 50 110.
• Электролитический – 11 000.
• Вольфрамат – 6 500.

Самый доступный продукт – оксид-порошок. Килограмм предлагают купить за 39 рублей.

Проверить совместимость мужчины и женщины по Знаку Зодиака

Церий | это… Что такое Церий?

58	Церий
4f15d16s2

Це́рий — химический элемент из группы лантаноидов, серебристый металл.

История

Назван в честь самой большой из малых планет, Цереры (Ceres), в свою очередь названной в честь римской богини плодородия.

Немецкий химик М. Г. Клапрот, открывший цериевую землю почти одновременно со своими шведскими коллегами — В. Хизингером и Й. Я. Берцелиусом, возражал против названия «церий», предлагая «церерий». Берцелиус, однако, отстоял своё название, ссылаясь на трудности произношения того имени, которое предлагал новому элементу Клапрот.

Нахождение в природе

Содержание церия в земной коре 70 г/т, в воде океанов 5,2·10−6 мг/л[2].

Месторождения

Главные месторождения церия находятся в США, Казахстане, России, Украине, Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии[источник не указан 647 дней].

Получение

Получают электролизом расплава фторида церия CeF3.

Физические свойства

Серебристо-белый металл. Плотность 6,77 г/см³. Температура плавления 804 °C. Температура кипения 3260 °C.

Химические свойства

Редкоземельный металл, неустойчив на воздухе, постепенно окисляется, превращаясь в белый оксид.

Применение

Металлургия

В современной технике широко используют способность церия (как и других лантаноидов) модифицировать сплавы на основе железа, магния, добавления 1 % церия к магнию резко увеличивает прочность последнего на разрыв и сопротивление ползучести. Церий повышает электропроводность алюминия, меди, ниобия, титана.

Легирование конструкционных сталей церием значительно повышает их прочность. Здесь действие церия в целом аналогично действию лантана. Но поскольку церий и его соединения дешевле и доступнее лантана, значение церия, как легирующей добавки, больше.

Легирование церием алюминия резко увеличивает его прочность и электропроводность (на несколько процентов).

Стоит отметить то обстоятельство, что церий с рядом металлов при сплавлении реагирует весьма бурно с образованием интерметаллидов.

Так весьма характерна для церия бурная реакция с цинком при сплавлении или при локальном нагревании смеси порошка церия с порошком цинка.

Эта реакция протекает в форме мощного взрыва, поэтому весьма опасно прибавление кусочка церия к расплавленному цинку — происходит яркая вспышка и сильный взрыв.

Катализаторы

В химической и нефтяной промышленности диоксид церия СеО2 (т. пл. 2600 °C) используют как катализатор. В частности, CeO2 хорошо ускоряет практически важную реакцию между водородом и окисью углерода.

Так же хорошо и надёжно работает диоксид церия в аппаратах, где происходит дегидрогенизация спиртов. Другое соединение церия — его сульфат Ce(SO4)2 — считают перспективным катализатором для сернокислого производства.

Он намного ускоряет реакцию окисления сернистого ангидрида в серный.

Термоэлектрические материалы

Сульфид церия применяется в качестве высокотемпературного термоэлектрического материала с высокой эффективностью, для увеличения эффективности обычно легируется сульфидом стронция.

Производство стекла

В атомной технике широко применяют церий-содержащие стекла — они не тускнеют под действием радиации, позволяя изготавливать толстые стёкла для защиты персонала.

Диоксид церия церит входит в состав специальных стёкол как осветлитель и иногда как светло-жёлтый краситель.

Абразивные материалы

Диоксид церия — основной компонент полирита, самого эффективного порошка для полирования оптического и зеркального стекла. Полирит — коричневый порошок, состоящий из оксидов редкоземельных элементов. Оксида церия в нем не меньше 45 %.

Известно, что с переходом на полирит качество полировки значительно улучшилось. На Харьковском заводе имени Ф. Э. Дзержинского, например, выход первосортного зеркального стекла после перехода на полирит увеличился в 10 раз.

Выросла и производительность конвейера — за то же время полирит снимает примерно вдвое больше материала, чем другие полирующие порошки.

Пирофорные сплавы

Сплав церия с 50 % железа (ферроцерий), а иногда и мишметалл используется как искусственный «кремень» в зажигалках.

Источники света

Трифторид церия используется в качестве добавки при изготовлении углей для дуговых источников света, его добавление к материалу углей резко повышает яркость свечения.

Оксид церия (IV) совместно с диоксидом титана используется для варки цветных стекол, окрашенных от светло-жёлтого до оранжевого оттенка.

Огнеупорные материалы

В качестве чрезвычайно стойких огнеупорных материалов используют двуокись церия (до 2300 °C в окислительной и инертной атмосфере), сульфид церия (до 1800 °C в восстановительной атмосфере).

Церий в медицине

Соли церия применяются для лечения и предотвращения симптомов «морской болезни». В стоматологии используется цериевая сталь и керамика с содержанием двуокиси церия.

Топливные элементы

Диоксид церия применяется в качестве компонента для производства твёрдого электролита высокотемпературных топливных элементов.

Химические источники тока

Трифторид церия в сплаве с фторидом стронция используется для производства очень мощных твердотельных аккумуляторных батарей. Анодом в таких батареях является чистый металлический церий.

Изотопы

Природный церий состоит из смеси четырёх стабильных изотопов: 136Ce (0,185 %), 138Ce (0,251 %), 140Ce (88,450 %) и 142Ce (11,114 %).

Два из них (136Ce и 142Ce) в принципе могут испытывать двойной бета-распад, однако их радиоактивность не наблюдалась, установлены лишь нижние ограничения на периоды полураспада (3,8·1016 лет и 5,0·1016 лет, соответственно). Известны также 26 радионуклидов церия.

Из них наиболее стабильны 144Ce (период полураспада 284,893 д), 139Ce (137,640 д) и 141Ce (32,501 д). Остальные известные радионуклиды церия имеют периоды полураспада менее 4 дней, а большинство из них — менее 10 минут. Известны также 2 изомерных состояния изотопов церия.

Церий-144 (период полураспада 285 суток) является одним из продуктов деления урана-235, в связи с чем нарабатывается в больших количествах в ядерных реакторах. Применяется в виде диоксида (плотность около 6,4 г/см³) в производстве радиоизотопных источников тока в качестве источника тепла, его энерговыделение составляет около 12,5 Вт/см³.

Биологическая роль

Токсичность

Оказывает токсическое действие на рыб и низшие водные организмы. Обладает способностью к биоаккумуляции. Рекомендованные ВОЗ ПДК церия для питьевой воды составляют 0-0,05 мг/л.

Примечания

1. ↑ Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 351.
2. ↑ J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965

• Церий на Webelements
• Церий в Популярной библиотеке химических элементов

Церий

58	Церий
4f15d16s2

Церий (химический символ — Ce; лат. Cerium) — химический элемент из группы лантаноидов, серебристый металл.

Назван в честь самой большой из малых планет, Цереры (Ceres), в свою очередь, названной в честь римской богини плодородия.

Немецкий химик М. Г. Клапрот, открывший цериевую землю в 1803 г. почти одновременно со своими шведскими коллегами — В. Хизингером и Й. Я. Берцелиусом, возражал против названия «церий», предлагая «церерий». Берцелиус, однако, отстоял своё название, ссылаясь на трудности произношения того имени, которое предлагал новому элементу Клапрот.

Нахождение в природе

Подробнее по этой теме см. Редкоземельные элементы.

Содержание церия в земной коре — 70 г/т, в воде океанов — 5,2⋅10−6 мг/л.

Месторождения

Главные месторождения церия находятся в Китае, США, Казахстане, России, Украине, Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии.

Получение

Церий выделяют из смеси редкоземельных элементов процессами экстракции и хроматографии. Получают электролизом расплава фторида церия CeF3.

Физические свойства

Церий представляет собой серебристо-белый вязкий и ковкий металл, легко поддаётся ковке и механической обработке при комнатной температуре.

Известны 4 кристаллические модификации:

• α-форма с кубической кристаллической решёткой типа Cu до температуры 95K
• β-форма с гексагональной кристаллической решёткой типа La в интервале температур 95—264K
• γ-форма с кубической кристаллической решёткой типа Cu в интервале температур 263—1035K
• δ-форма с кубической кристаллической решёткой типа α-Fe при температурах выше 1035K

Химические свойства

Редкоземельный металл, неустойчив на воздухе, постепенно окисляется, превращаясь в белый оксид и карбонат церия. При нагревании до +160…+180 °C на воздухе загорается; порошок церия является пирофорным.

Церий реагирует с кислотами, при кипячении окисляется водой, устойчив к действию щелочей. Энергично взаимодействует с галогенами, халькогенами, азотом и углеродом.

Применение

Металлургия

В современной технике широко используют способность церия (как и других лантаноидов) модифицировать сплавы на основе железа, магния; добавление 1% церия к магнию резко увеличивает прочность последнего на разрыв и сопротивление ползучести.

Легирование конструкционных сталей церием значительно повышает их прочность. Здесь действие церия в целом аналогично действию лантана. Но поскольку церий и его соединения дешевле и доступнее лантана, то значение церия как легирующей добавки больше.

Легирование церием алюминия увеличивает его прочность и снижает электропроводность (величина изменений зависит от концентрации церия в сплаве, а также от способа получения сплава).

Стоит отметить то обстоятельство, что церий с рядом металлов при сплавлении реагирует весьма бурно с образованием интерметаллидов.

Так весьма характерна для церия бурная реакция с цинком при сплавлении или при локальном нагревании смеси порошка церия с порошком цинка.

Эта реакция протекает в форме мощного взрыва, поэтому весьма опасно прибавление кусочка церия к расплавленному цинку — происходит яркая вспышка и сильный взрыв.

Катализаторы

В химической и нефтяной промышленности диоксид церия CeO2 (температура плавления 2600 °C) используют как катализатор. В частности, CeO2 хорошо ускоряет практически важную реакцию между водородом и окисью углерода.

Так же хорошо и надёжно работает диоксид церия в аппаратах, где происходит дегидрогенизация спиртов. Другое соединение церия — его сульфат Ce(SO4)2 — считают перспективным катализатором для сернокислого производства.

Он намного ускоряет реакцию окисления сернистого ангидрида в серный.

Получение и измерение сверхнизких температур

Церий-магниевый нитрат (ЦМН) Ce2Mg3(NO3)12·24H2O используют в магнитных термометрах и как вещество для адиабатического размагничивания.

Термоэлектрические материалы

Сульфид церия применяется в качестве высокотемпературного термоэлектрического материала с высокой эффективностью, для увеличения эффективности обычно легируется сульфидом стронция.

Производство стекла

• В атомной технике широко применяют церий-содержащие стёкла — они не тускнеют под действием радиации, позволяя изготавливать толстые стёкла для защиты персонала.
• Диоксид церия церит входит в состав специальных стёкол как осветлитель и иногда как светло-жёлтый краситель.
• Оксид церия (IV) совместно с диоксидом титана используется для варки цветных стёкол, окрашенных от светло-жёлтого до оранжевого оттенка.

Абразивные материалы

Диоксид церия — основной компонент полирита, самого эффективного порошка для полирования оптического и зеркального стекла. Полирит — коричневый порошок, состоящий из оксидов редкоземельных элементов. Оксида церия в нём не меньше 45%.

Известно, что с переходом на полирит качество полировки значительно улучшилось. На Харьковском заводе имени Ф. Э. Дзержинского, например, выход первосортного зеркального стекла после перехода на полирит увеличился в 10 раз.

Выросла и производительность конвейера — за то же время полирит снимает примерно вдвое больше материала, чем другие полирующие порошки.

Пирофорные сплавы

Сплав церия с 50 % железа (ферроцерий), а иногда и мишметалл используется как искусственный «кремень» в зажигалках.

Источники света

Трифторид церия используется в качестве добавки при изготовлении углей для дуговых источников света, его добавление к материалу углей резко повышает яркость свечения.

Огнеупорные материалы

В качестве чрезвычайно стойких огнеупорных материалов используют диоксид церия (до 2300 °C в окислительной и инертной атмосфере), сульфид церия (до 1800 °C в восстановительной атмосфере).

Церий в медицине

Соли церия применяются для лечения и предотвращения симптомов «морской болезни». В стоматологии используется цериевая сталь и керамика с содержанием диоксида церия.

Топливные элементы

Диоксид церия применяется в качестве компонента для производства твёрдого электролита высокотемпературных топливных элементов.

Химические источники тока

Трифторид церия в сплаве с фторидом стронция используется для производства очень мощных твердотельных аккумуляторных батарей. Анодом в таких батареях является чистый металлический церий.

Изотопы

Природный церий состоит из смеси четырёх стабильных изотопов: 136Ce (0,185 %), 138Ce (0,251 %), 140Ce (88,450 %) и 142Ce (11,114 %).

Два из них (136Ce и 142Ce), в принципе, могут испытывать двойной бета-распад, однако их радиоактивность не наблюдалась, установлены лишь нижние ограничения на периоды полураспада (3,8⋅1016 лет и 5,0⋅1016 лет, соответственно). Известны также 26 радионуклидов церия.

Из них наиболее стабильны 144Ce (период полураспада 284,893 д), 139Ce (137,640 д) и 141Ce (32,501 д). Остальные известные радионуклиды церия имеют периоды полураспада менее 4 дней, а большинство из них — менее 10 минут. Известны также 2 изомерных состояния изотопов церия.

Церий-144 (период полураспада — 285 суток) является одним из продуктов деления урана-235, в связи с чем нарабатывается в больших количествах в ядерных реакторах. Применяется в виде диоксида (плотность около 6,4 г/см³) в производстве радиоизотопных источников тока в качестве источника тепла, его энерговыделение составляет около 12,5 Вт/см³.

Токсичность

Оказывает токсическое действие на рыб и низшие водные организмы. Обладает способностью к биоаккумуляции. Рекомендованные ВОЗ ПДК церия для питьевой воды составляют 0—0,05 мг/л.

ЦЕРИЙ

Содержание статьи

ЦЕРИЙ – Се (Cerium), химический элемент III группы периодической системы элементов, атомный номер 58, атомная масса 140,12 относится к редкоземельным элементам. Церий был открыт в 1803 Й.Берцелиусом и В.Хизингером, а также независимо от них в том же году М.Клапротом, назван по имени малой планеты Цереры.

Задолго до того, как церий нашел применение, большие запасы соединений церия были накоплены в виде отходов, образовавшихся при производстве солей тория из минерала монацита (См. также ТОРИЙ).

Интерес к церию возник после того, как было обнаружено, что сплавы церия с железом обладают интересным свойством – при ударе кусочка такого сплава о шероховатую стальную поверхность высекаются искры с температурой до 200° С. Такие искры легко воспламеняли вату, паклю и, главное, бензин. В результате возникли зажигалки с широко известными «кремешками».

Вначале это были бензиновые, а позже газовые зажигалки, которые начали успешно вытеснять спички (в настоящее время чаще применяют пьезоэлектрические источники искры в зажигалках).

Физические cвойства

Церий – серебристо-белый металл. Т. пл. 798° С, т. кип. 3467° С; его плотность (в зависимости от типа кристаллической модификации) изменяется в интервале 6,66–8,23 г/см3, В инертной атмосфере, предохраняющей от окисления, церий легко куется при комнатной температуре без нагревания, прессуется, и свободно поддается механической обработке.

Химические cвойства

Церий – весьма реакционно-способный металл, на воздухе он окисляется за несколько суток, образуя серый рассыпающийся порошок, состоящий из гидратированных карбонатов.

При нагревании на воздухе в виде монолитного блока церий загорается при 160–180° С, мелкодисперсный металлический порошок вспыхивает на воздухе в результате энергичного окисления.

Церий разлагает воду при кипячении, растворим в минеральных кислотах, устойчив к действию щелочей. Бурно взаимодействует с галогенами, азотом и углеродом. Наиболее характерны для церия степени окисления Се(III) и Ce(IV).

Ионы Се(III), бесцветные в водных растворах, в щелочной среде в присутствии окислителей легко переходят в ионы Ce(IV), имеющие желтую окраску. Это свойство церия позволило обнаружить неизвестный ранее тип реакций, названных колебательными.

Соединения церия

Диоксид СеО2, светло-желтый порошок, температура плавления 2400° С.

При растворении СеО2 в концентрированной HNO3 в присутствии NH4NO3 образуется легко кристаллизующаяся комплексная соль (NH4)2[Ce(NO3)6], растворимая в большинстве органических растворителей, при 180° С разлагается.

Диоксид церия, взаимодействуя с Н2 при температуре выше 800° С, частично восстанавливается, образуя смесь оксидов, содержащих ионы Се(III) и Ce(IV).

Тетрафторид CeF4, бесцветный кристаллический порошок, получают при обработке металлического Се или СеО2 фтором при температуре 200–250° С. CeF4 при взаимодействии с водой гидролизуется; при температуре выше 700° С в вакууме сублимирует без разложения.

Трифторид CeF3 бесцветный кристаллический порошок, получают взаимодействием СеО2 с HF при 500° С, или термическим разложением CeF4·7H2O — при 390–400° С. CeF3 реагирует с водой с образованием гидратов.

Получение

Основной исходный минерал для получения церия – монацит (смесь фосфатов тория, церия, лантана и некоторых других редкоземельных элементов), кроме того, он содержится в апатитах и некоторых других минералах, содержание церия в земной коре 7·10–3% по массе.

При щелочном расщеплении монацита образуется смесь оксидов металлов, из которой СеО2 извлекают, переводя его в (NH4)2[Ce(NO3)6]. Аммонийно-цериевую соль отделяют от остальных соединений, экстрагируя эфиром фосфорной кислоты, затем ее разлагают при 180° С, получая при этом чистый диоксид церия.

Далее СеО2 переводят в CeF3, из расплава которого электролизом получают металлический церий.

Применение

Сплавы церия с магнием и алюминием используют в авиастроении, поскольку они обладают повышенной прочностью при малой плотности. Церий в качестве легирующей добавки к сплавам хрома и никеля увеличивает их жаростойкость и долговечность. Кроме того, металлический церий исключительно эффективно поглощает большинство газов (кислород, водород, азот, углекислый газ и др.

), поэтому при создании высоковакуумного прибора в него вначале вводят незначительное количество церия, затем создают высокий вакуум, после чего церий связывает следы оставшихся газов, тем самым дополнительно увеличивая разрежение. Такие газопоглотители называют гéттерами (англ. gеtter – приобретатель).

Наиболее известное применение церия в пиротехнических составах и в трассирующих снарядах.

• Диоксид церия используют как компонент окрашенных стекол, а также для шлифовки и полировки оптического стекла, в смеси с оксидами других редкоземельных элементов – в качестве катализаторов при получении органических соединений.
• Тетрафторид церия применяют как энергичный окислитель, он реагирует при нагревании с большинством органических соединений (даже с фторопластом), а также как фторирующий реагент в органическом синтезе.
• Михаил Левицкий

Церий металл, слиток, цена — от поставщика «Ауремо». Купить сегодня. Соответствие ГОСТ и международным стандартам / Auremo

Церий — серебристо-белый мягкий металл 3-й группы периодической системы хим. элементов, где обозначен Ce. Этот редкоземельный элемент относится к лантаноидам. Имеет атомный номер 58, атомный вес 140,115. Был открыт независимо друг от друга немецким учёным М.

Клапротом и шведскими химиками Хизингером и Берцелиусом. Имя этому элементу было дано в честь самого большого астероида — Цереры. Его содержание в литосфере составляет около 70г/т, а в морской воде — около 5,2·10-6 мг/л.

Промышленным путём его получают путем электролиза расплавов фторида CeF3.

Химические и физические свойства

Температура плавления Ce достигает 799 °C, а t° кипения 3426 °C. Удельный вес при 20 °C составляет 6,77 г/см3. Существуют две модификации церия с β-гексагональной решёткой и g-кубической решёткой.

Температура перехода равна 393 °C. Даже при комнатной температуре этот металл неустойчив в воздухе — начинает медленно окисляться, превращаясь в белый оксид. В неорганических кислотах церий легко растворяется.

Физические качества Ce

Описание
Обозначение

Атомная (молярная) масса г/моль	140,115
Атомный номер	58
Плотность [г/cм3]	6,757
Температура плавления t°С	799°С
Степень окисления	4, 3
Теплопроводность К [Вт/(м·К)]	11,1
Теплота плавления кДж/моль	5,2

Использование

Производство термоэлектрических и абразивных материалов, стекла, зубных покрытий. Диоксид СеО2 востребован как катализатор. Металлурги церием легируют железо-магниевые сплавы. Он повышает электропроводность алюминия, прочность меди, титана, конструкционных сталей. После добавления всего 1% Се увеличивается прочность материалов на разрыв и предел ползучести.

Важно, что цена церия много меньше лантана, оказывающего подобное действие, поэтому применяется более широко. При попытке сплавить церий с цинком возникает взрыв. При небольшом добавлении церия сталь очищается от вредных примесей серы и газов. ГОСТ 12 364−84 нормирует легирование стали.

Вместе с другими редкоземельными элементами, сплавы церия производится в виде проволоки, круга, листов, фольги.

Поставщик

Поставщик «Ауремо» предлагает купить церий металл, слиток оптом или в рассрочку. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии церий металл, слиток, цена — оптимальная от поставщика. Ждем ваших заказов. Купить церий металл, слиток сегодня. Оптовым заказчикам цена — льготная.

Купить Ce выгодная цена

Поставщик «Ауремо» предлагает купить сплавы цветных и редких металлов на выгодных условиях. На складе предоставлен большой выбор изделий из церия, а также его сплавов.

От объема заказа, дополнительных условий поставки зависит цена. На оптовые покупки предоставляются существенные скидки. Наши менеджеры всегда окажут своевременную помощь. А большой ассортимент не оставит вас без выбора.

Вся продукция сертифицирована, поставляется в кратчайшие сроки.