Système périodique ΙΙΙ Groupe Un sous-groupe des Lanthanides, un élément des terres rares. Le métal gris et vif est la plus grande abondance naturelle parmi les métaux lanthanides. La bande de cérium courbée produit souvent des étincelles. Numéro atomique 58. Nuclide stable : 136, 138, 140, 142. Métal gris, malléable. Densité : 6,9 pour les cristaux carrés et 6,7 pour les cristaux cubiques. Point de fusion 799 ℃, point d'ébullition 3426 ℃. Le cérium est un métal actif gris argenté et sa poudre est sujette à une combustion spontanée dans l'air et soluble dans les acides. Le nom cérium vient du nom anglais de l’astéroïde Cérès. La teneur en cérium de la croûte est d'environ 0,0046 %, ce qui représente la plus grande abondance parmi les éléments des terres rares. Le cérium métallique est principalement utilisé comme agent réducteur.
Nom chinois : Cérium Nom anglais : Cérium Symbole : Ce Numéro de série : 58 Numéro CAS : 7440-45-1 Cycle : 6 Partition des éléments : f Masse atomique : 140,116 Densité : 6689 kg/m3 Point de fusion : 1071 K (798°C) Point d'ébullition : 3699 K (3426°C) Découvert par : Claprot
Description de l'élément
Métal gris avec ductilité. Point de fusion 799 ℃, point d'ébullition 3426 ℃. Densité : 6,76 grammes/cm3 pour les cristaux cubiques et 6,66 grammes/cm3 pour les cristaux hexagonaux. La coque électronique périphérique est disposée 4f15d16s2. La première énergie d'ionisation est de 5,47 électronvolts. Les propriétés chimiques sont actives et peuvent être brûlées dans l'air en grattant avec un couteau (le cérium pur n'est pas sujet à une combustion spontanée, mais il est très sujet à une combustion spontanée lorsqu'il est légèrement oxydé ou transformé en alliage avec le fer) ; Lorsqu'il est chauffé, il brûle dans l'air pour former de l'oxyde de cérium (IV). Peut réagir avec l'eau bouillante, soluble dans les acides, insoluble dans les alcalis. Lorsqu'elle est soumise à basse température et haute pression, une substance diamagnétique apparaît, qui est 18 % plus dense que la forme ordinaire du cérium. Le cérium est l’élément métallique le plus abondant parmi les éléments des terres rares. Il existe quatre isotopes : 136Ce, 138Ce, 140Ce, 142Ce. Le 142Ce est un corps radioactif α avec une demi-vie de 5 × 1015.
composé
Cérium aluminium cérium aluminium est ce que nous appelons habituellement Ce aluminium, qui est un nouveau type de système de cérium pur (Ce)
Revêtement composite aluminium. Il comprend principalement un revêtement en aluminium pur de la série cérium (Ce) et un revêtement de peinture à l'ester d'Oxirène. Le revêtement en aluminium pur de la série cérium (Ce) est un revêtement par pulvérisation thermique avec de l'aluminium comme matière première et un élément cérium (Ce) ajouté. Le revêtement de peinture ester Oxirene est une couche d'étanchéité et un revêtement fonctionnel de la couche de pulvérisation thermique en cérium Ce aluminium. Le pourcentage en poids de cérium (Ce) ajouté au revêtement d'aluminium pur est de 0,05 à 0,50 % (en poids), les autres impuretés fer+cuivre+silicium ≤ 0,30 % (en poids), et le reste est de l'aluminium, qui peut également être utilisé pour ajouter l'élément magnésium. La méthode de production du revêtement d'aluminium pur est la suivante : transformation en fil ou en poudre, en utilisant la technologie de pulvérisation thermique pour réaliser un revêtement par pulvérisation d'aluminium Ce sur la surface en acier. Le revêtement de peinture ester Oxirene prend la résine ester Oxirene comme matière première et ajoute du carbure de silicium et de la poudre d'aluminium ou une suspension de poudre d'aluminium. En tant que couche d'étanchéité, couche intermédiaire et couche de surface du revêtement d'aluminium de la série Ce, la peinture à l'ester Oxirene peut également remplacer l'une ou la totalité d'entre elles par d'autres revêtements de peinture. L'invention concerne un revêtement composite d'aluminium pur de série de cérium (Ce), comprenant principalement : un revêtement d'aluminium pur de série de cérium (Ce) et un revêtement de peinture à base d'ester d'Oxirène, qui est caractérisé en ce que le revêtement d'aluminium pur de série de cérium (Ce) est un revêtement par pulvérisation thermique avec de l'aluminium comme matière première et élément cérium (Ce) ajoutés, et le revêtement de peinture ester Oxirene est une couche d'étanchéité et un revêtement fonctionnel de la couche de pulvérisation thermique cérium Ce aluminium.
Cerium silicon carbide (CC): Cerium silicon carbide is a type of furnace material in which a small amount of cerium silicon carbide is added without adding salt
L'aspect de l'oxyde de cérium (CeO2) fondu est similaire à celui du carbure de silicium vert, avec une microdureté de 36,29 Gpa. Comparé au carbure de silicium vert, son carbure de cérium-silicium a une microdureté, une résistance à la compression d'une seule particule, une ténacité, etc. En raison des propriétés physiques améliorées du carbure de cérium-silicium, son effet de broyage a également été amélioré dans une certaine mesure. Des expériences ont montré que lors du meulage d'alliages de titane, l'efficacité de coupe du carbure de cérium-silicium est presque deux fois supérieure à celle du carbure de silicium vert et l'étincelle est plus petite ; Lors du meulage de la fonte, lorsque la quantité d'alimentation est de 0,01 mm, la durabilité de la meule en carbure de cérium et de silicium est 18,9 % supérieure à celle de la meule en carbure de silicium vert et le rapport de meulage est 9,6 % plus élevé. Lorsque la quantité d'alimentation est de 0,02 mm, sa durabilité est 27,4 % plus élevée et le taux de broyage est 74,1 % plus élevé. De là, on peut voir que l'effet de l'utilisation de carbure de cérium-silicium pour broyer la quantité de fonte alimentée est plus important que celui du carbure de silicium vert. L'effet du meulage d'un alliage dur est similaire à celui du carbure de silicium vert, tandis que l'effet du meulage de l'acier rapide difficile à broyer tel que le CO5Si M5Al 5F-6 est similaire à celui du corindon monocristallin.
Découvrir l'histoire
In 1752, Swedish chemist Kronstede discovered a new ore. Spanish mineralogist Don Faustu de Eruye thought it was a silicate of calcium and iron after analysis. In 1803, the German chemist Klaprault analyzed the ore and determined that there was a new metal oxide, called ochra (ocher earth), and the ore was called ochroite because it appeared ochre when it was burned. At the same time, Swedish chemist J ö ns Jakob Berzelius (1779-1848) and Swedish mineralogist Wilhelm Hisinger (1766-1852) also found the same new element oxide, which is different from yttrium earth. Yttrium earth is soluble in Ammonium carbonate solution and turns red when burning on the Gas lighting flame, while this earth is insoluble in Ammonium carbonate solution and does not turn red when burning on the Gas lighting flame. So it is called ceria (cerium earth), the element is named cerium (cerium), the element symbol is set as Ce, and the ore is called cerite (cerite) to commemorate the discovery of an asteroid Ceres at that time. In fact, this type of cerium silicate is a hydrated salt containing 66% to 70% cerium, while the rest are compounds of calcium, iron, and yttrium.
L'ochra (terre d'ocre) et la céria (terre de cérium) sont des oxydes du même élément. Cette dernière est adoptée ; Le premier a été écarté.
méthode synthétique
Le cérium est le métal des terres rares le plus abondant dans la croûte terrestre. Le cérium métallique peut être obtenu en réduisant l'oxyde de cérium avec du calcium ou en électrolysant le chlorure de cérium.
70 g de chlorure de cérium (III) et 18,5 g de calcium sont soigneusement mélangés sous atmosphère inerte, secoués et chargés dans un creuset en tantale ou pressés dans un cylindre par une presse motorisée et placés dans un creuset en tantale. Le creuset est équipé d'un couvercle en tantale perforé pour la ventilation et placé dans un creuset fermé en MgO (d=0,0508 m, h=0,1778 m). Placez-le ensuite dans un tube de quartz (d=0,11615 m), avec une extrémité du tube fondue et scellée, et l'autre extrémité polie et encastrée dans un joint conique 55/50. Scellez le tube de quartz avec de la paraffine dans un système sous vide (0,133 Pa). Remplissez Ar (purifiez d'abord l'uranium métallique surchauffé) à P = 101,325 kPa et chauffez-le à 550-600 ℃ à l'aide d'un four à induction de 6 kW pour provoquer la réaction (basée sur une augmentation soudaine de la température du creuset en tantale). Après 5 minutes, atteignez 1000 ℃ et maintenez pendant 13 minutes jusqu'à ce que le métal des terres rares produit soit complètement aggloméré. Refroidir à température ambiante, tremper le creuset de tantale dans l'eau pour éliminer le CaCl2 et le Ca, et maintenir le bloc fondu de métaux des terres rares au fond (1 % à 3 % de Ca).
Diffusion de contenu
Le cérium existe principalement dans la monazite et la bastnaésite, ainsi que dans les produits de fission de l'uranium, du thorium et du plutonium. Il est souvent obtenu en réduisant l'oxyde de cérium avec de la poudre de magnésium ou en électrolysant du chlorure de cérium fondu.
Propriétés de base
Masse atomique relative : 140,12
Valence commune :+3,+4
Électronégativité : 1,12
Configuration électronique périphérique : 4f15d16s2
Extranuclear Electron configuration: 2,8,18,20,8,2
Isotope et rayonnement : Ce-134 [3016d] Ce-136Ce-138Ce-139 [137,6d] * Ce-140Ce-141 [32,5d] Ce-142Ce-143 [1,4d]
Ce-144 [284.6d]
Affinité électronique et énergie : 0KJ • mol-1
Énergie de première ionisation : 528 KJ • mol-1
La deuxième énergie d'ionisation : 1047KJ • mol-1
La troisième énergie d'ionisation : 1880KJ • mol-1
Densité d'une seule substance : 6,773 g/cm3
Point de fusion d'une seule substance : 795,0 ℃
Point d'ébullition d'une seule substance : 3257,0 ℃
Rayon atomique : 2,7 angströms
Rayon ionique : 1,14 (+3) angström
Rayon covalent : 1,65 angström
Composé commun : CeO2CeCl3
Volume atomique : (centimètres cubes/mole) : 20,67
Teneur en éléments dans l'eau de mer : (ppm) : surface du Pacifique 0,0000015
Teneur en éléments au soleil : (ppm) : 0,004
Contenu dans la croûte : (ppm) : 68
Élément Masse atomique : 140,1
Structure cristalline : Les cellules cristallines sont des cellules cubiques à faces centrées, chacune contenant 4 atomes métalliques.
Le taux de propagation du son : (m/S) 2100
État d'oxydation : Maince+3
AutreCe+4
Énergie d'ionisation (kJ/mol)
M-M+527.4
M+-M2+1047
M2+- M3+1949
M3+-M4+3547
M4+-M5+6800
M5+-M6+8200
M6+- M7+9700
M7+-M8+11800
M8+- M9+13200
M9+-M10+14700
Paramètres de cellule :
A=1562h
B=1562h
C=1799h
α= 90°
β= 90°
y= 120°
Dureté de l'échelle de Mohs : 2,5
Source et objectif
Origine de l'élément :
Le cérium est l'élément des terres rares le plus abondant dans les réserves, présent dans de nombreux minéraux comme le sable monazite [Ce (PO4)]. Le cérium existe principalement dans la monazite et la bastnaésite, ainsi que dans les produits de fission de l'uranium, du thorium et du plutonium. Il est souvent obtenu en réduisant l'oxyde de cérium avec de la poudre de magnésium ou en électrolysant du chlorure de cérium fondu.
Utilisation de l'élément :
1. En tant qu'additif pour le verre, le cérium peut absorber les rayons ultraviolets et infrarouges et a été largement utilisé dans le verre automobile. Non seulement il peut empêcher le rayonnement ultraviolet, mais il peut également réduire la température intérieure de la voiture, économisant ainsi de l'électricité pour la climatisation. Depuis 1997, de l'oxyde de cérium a été ajouté au verre automobile au Japon. En 1996, l'oxyde de cérium utilisé dans le verre automobile représentait au moins 2 000 tonnes, et environ 1 000 tonnes aux États-Unis.
2. At present, cerium is being applied to automobile exhaust purification catalysts, which can effectively prevent a large number of automobile exhaust gases from being discharged into the air. The consumption of Chimerica in this regard accounts for more than one-third of the total consumption of rare earth.
3. Le sulfure de cérium peut remplacer des métaux tels que le plomb et le cadmium qui sont nocifs pour l'environnement et les humains dans les pigments et les plastiques colorés, et peut également être utilisé dans des industries telles que les revêtements, l'encre et le papier. Actuellement, l'entreprise leader est la société française Rhône Planck.
4. The Ce: LiSAF laser system is a solid laser developed by the United States. It can be used to detect biological weapons and medicine by monitoring the concentration of Tryptophan. Cerium is widely used in Almost all rare earth applications. Such as polishing powder, hydrogen storage materials, thermoelectric materials, cerium tungsten electrodes, Ceramic capacitor, piezoelectric ceramics, cerium silicon carbide abrasives, fuel cell raw materials, gasoline catalysts, some permanent magnetic materials, various alloy steels and non-ferrous metals.
5. Manufacturing high brightness carbon arc lamps, mixed with special metals to serve as alloy additives. Oxide is used in optical devices and glass industry, and cerium salt is used in photography and Textile manufacturing. Cerium can be used as a catalyst, arc electrode, special glass, etc. Cerium alloys are heat-resistant and can be used to manufacture parts for jet propulsion. Cerium nitrates can be used to make white hot gauze cover for Gas lighting.
Propriétés physicochimiques du chlorure de cérium
Le métal gris et vif est la plus grande abondance naturelle parmi les métaux lanthanides. La bande de cérium courbée produit souvent des étincelles.
Le cérium s’oxyde facilement à température ambiante et perd son éclat à l’air. Il peut être brûlé dans l'air en grattant avec un couteau (le cérium pur n'est pas sujet à une combustion spontanée, mais lorsqu'il est légèrement oxydé ou transformé en alliage avec du fer, il est très sujet à une combustion spontanée). Lorsqu'il est chauffé, il brûle dans l'air pour former de l'oxyde de cérium (IV). Il peut réagir avec l'eau bouillante pour produire de l'hydroxyde de cérium, soluble dans les acides mais insoluble dans les alcalis. Le cérium peut également être brûlé dans des halogènes, comme le chlore, pour produire du chlorure de cérium (III) (CeCl3) : 2Ce+3Cl2== Δ (ou enflammé)==2CeCl3. Lorsqu'elle est soumise à basse température et haute pression, une substance diamagnétique apparaît, qui est 18 % plus dense que la forme ordinaire du cérium. Utilisé pour la fabrication de silex, de céramiques, d'alliages, etc. Le cérium est l'élément des terres rares le plus actif à l'exception de l'europium. Le cérium réagit lentement dans l'eau froide et accélère dans l'eau chaude.
Méthode de stockage
Conserver dans un entrepôt frais et aéré. Tenir à l'écart des étincelles et des sources de chaleur. La température de l'entrepôt ne doit pas dépasser 30 ℃. L'emballage doit être scellé et ne doit pas entrer en contact avec l'air. Il doit être stocké séparément des oxydants, des acides, des halogènes et des produits chimiques comestibles, et ne doit pas être mélangé pour le stockage. Utiliser des installations d'éclairage et de ventilation antidéflagrantes. Interdire l’utilisation d’équipements mécaniques et d’outils sujets aux étincelles. La zone de stockage doit être équipée d'équipements d'intervention d'urgence en cas de fuite.
