Cerium
Cerium er et grunnstoff med kjemisk symbol Ce. Atomnummeret er 58, atommasse (u) er 140,116.
| Cerium | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Basisdata | |||
| Navn | Cerium | ||
| Symbol | Ce | ||
| Atomnummer | 58 | ||
| Utseende | metallisk stålgrå | ||
| Plass i periodesystemet | |||
| Gruppe | ingen | ||
| Periode | 6 | ||
| Blokk | f | ||
| Kjemisk serie | lantanoider | ||
| Atomegenskaper | |||
| Atomvekt | 140,116 u | ||
| Empirisk atomradius | 185 pm | ||
| Kovalent atomradius | 165 pm | ||
| Elektronkonfigurasjon | [Xe] 4f2 6s2 | ||
| Elektroner per energinivå | 2, 8, 18, 19, 9, 2 | ||
| Oksidasjonstilstander | 3, 4 | ||
| Krystallstruktur | kubisk | ||
| Fysiske egenskaper | |||
| Stofftilstand | fast stoff | ||
| Smeltepunkt | 798 °C | ||
| Kokepunkt | 3 426 °C | ||
| Molart volum | 20,69 · 10-6 m³/mol | ||
| Tetthet | 6 689 kg/m³ | ||
| Hardhet | 2,5 (Mohs skala) | ||
| Fordampningsvarme | 414 kJ/mol | ||
| Smeltevarme | 5,46 kJ/mol | ||
| Lydfart | 2 100 m/s | ||
| Diverse | |||
| Elektronegativitet etter Pauling-skalaen | 1,12 | ||
| Spesifikk varmekapasitet | 190 J/(kg · K) | ||
| Elektrisk ledningsevne | 1,15 · 106 S/m | ||
| Termisk konduktivitet | 11,4 W/(m · K) | ||
Historie
redigerMetallet ble oppdaget i 1803 i oksidet Ceria, av Martin Heinrich Klaproth, Jöns Jakob Berzelius og Wilhelm Hisinger. Carl Gustaf Mosander og Friedrich Wöhler klarte å fremstille metallet i uren form omtrent 30 år senere. Det ble framstilt i tilnærmet ren form i 1875 av W. F. Hillebrand og T. H. Norton.
Cerium er oppkalt etter asteroiden Ceres, som ble oppdaget 2 år før oppdagelsen av cerium.
Egenskaper
redigerCerium er et bløtt, formbart, stålgrått transisjonsmetall med heksagonal eller kubisk krystallstruktur. Det tilhører lantanoidene og er noe hardere enn bly. Cerium er blant de mest vanlige av de sjeldne jordmetallene fra gruppe 3 i det periodiske system. Det har det største temperaturområdet i væsketilstand (798 til 3 426 °C) av de ikke-radioaktive grunnstoffene.
Av sjeldne jordmetaller er det bare europium som er mer reaktivt enn cerium. Det oksiderer lett i luft, og løses opp av fortynnede baser og syrer. I kaldt vann oksiderer det relativt sakte, mens oksidasjonsprosessen går raskere i varmt vann. Rent cerium antennes i luft hvis det skrapes, og brenner med en klar flamme under dannelsen av ceriumoksid. Dette oksidet blir hvitglødende ved oppvarming og brukes sammen med thoriumoksid i glødehetter i gasslamper (Auer-brenner etter oppfinneren Carl Auer von Welsbach). Ceriumsalter er orangerøde, gule eller hvite.
I likhet med de andre sjeldne jordmetallene er cerium svakt giftig.
Oksidasjonstilstander er +3 eller +4.
Isotoper
redigerNaturlig forekommende cerium består av 4 isotoper hvorav 3 er stabile, og én er ustabil (og dermed radioaktiv):
| Isotop | Forekomst | Halveringstid | Atommasse (u) |
|---|---|---|---|
| 136Ce | 0,185 % | STABIL | 135,907172422 |
| 138Ce | 0,251 % | STABIL | 137,905991321 |
| 140Ce | 88,450 % | STABIL | 139,905438706 |
| 142Ce | 11,114 % | 5 · 1016 år | 141,909244205 |
I tillegg er 35 kunstig fremstilte ustabile isotoper kjent. De mest stabile av disse er:
| Isotop | Halveringstid | Atommasse (u) |
|---|---|---|
| 144Ce | 284,893 døgn | 143,913647336 |
| 139Ce | 137,640 døgn | 138,906652651 |
| 141Ce | 32,501 døgn | 140,908276270 |
| 134Ce | 3,16 døgn | 133,908924821 |
| 137m1Ce | 34,4 timer | 136,907805577 |
| 143Ce | 33,039 timer | 142,912385910 |
Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.[1][2]
CAS-nummer: 7440-45-1
Forekomst
rediger
Selv om det tilhører sjeldne jordmetall (gruppe 3 i periodesystemet) er ikke cerium et sjeldent metall. Andelen av cerium i jordskorpen er 68 ppm. Det er det vanligste av sjeldne jordmetallene, og er vanligere enn bly. Cerium forekommer ikke i ren form naturlig, men finnes i mineraler sammen med andre sjeldne jordmetaller. De viktigste kommersielle cerium-mineralene er monazitt og bastnäsitt.
Cerium fremstilles ved elektrolyse av ceriumklorid eller ved reduksjon av et fluorid bestående av kalsium og cerium. I 1991 ble det på verdensbasis fremstilt anslagsvis 24 000 tonn ceriumoksid.[3]
Anvendelse
redigerCerium brukes sjelden i ren form. En legeringer med cerium og jern kalles auermetall og brukes som ildstål i sigarettennere. Små partikler av denne legeringen antennes i kontakt med luft når de skrapes vekk fra overflaten av flint-materialet. Cerium brukes som tilsetningsstoff i spesialglass for UV-filter.