Cerium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigering Hopp til søk
Cerium
Ce-TableImage.png
Basisdata
NavnCerium
SymbolCe
Atomnummer58
Utseendemetallisk stålgrå
Plass i periodesystemet
Gruppeingen
Periode6
Blokkf
Kjemisk serielantanoider
Atomegenskaper
Atomvekt140,116 u
Empirisk atomradius185 pm
Kovalent atomradius165 pm
Elektronkonfigurasjon[Xe] 4f2 6s2
Elektroner per energinivå2, 8, 18, 19, 9, 2
Oksidasjonstilstander3, 4
Krystallstrukturkubisk
Fysiske egenskaper
Stofftilstandfast stoff
Smeltepunkt798 °C
Kokepunkt3 426 °C
Molart volum20,69 · 10-6 /mol
Tetthet6 689 kg/m³
Hardhet2,5 (Mohs skala)
Fordampningsvarme414 kJ/mol
Smeltevarme5,46 kJ/mol
Lydfart2 100 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen1,12
Spesifikk varmekapasitet190 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne1,15 · 106 S/m
Termisk ledningsevne11,4 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale   534,4 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale1 050,0 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale1 949,0 kJ/mol

SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Cerium er et grunnstoff med kjemisk symbol Ce. Atomnummeret er 58, atommasse (u) er 140,116.

Historie[rediger | rediger kilde]

Metallet 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.

Ceriumatomets elektronskall

Egenskaper[rediger | rediger kilde]

Cerium 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[rediger | rediger kilde]

Naturlig 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 | rediger kilde]

Cerium i beskyttende argon-gass

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[rediger | rediger kilde]

Cerium 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.

Referanser[rediger | rediger kilde]