Cérium est le « grand frère » incontesté de la grande famille des éléments des terres rares. Premièrement, l'abondance totale des terres rares dans la croûte est de 238 ppm, le cérium étant de 68 ppm, représentant 28 % de la composition totale des terres rares et occupant la première place ; Deuxièmement, le cérium est le deuxième élément des terres rares découvert neuf ans après la découverte de l'yttrium (1794). Son application est très étendue et le « cérium » est imparable
La découverte de l'élément cérium
Carl Auer von Welsbach
Le cérium a été découvert et nommé en 1803 par German Kloppers, le chimiste suédois Jöns Jakob Berzelius et le minéralogiste suédois Wilhelm Hisinger. On l'appelle cérium, et son minerai s'appelle cérite, en mémoire de Cérès, un astéroïde découvert en 1801. En fait, ce type de silicate de cérium est un sel hydraté contenant 66 à 70 % de cérium, tandis que le reste est constitué de composés de calcium. , le fer etyttrium.
La première utilisation du cérium a été un foyer à gaz inventé par le chimiste autrichien Carl Auer von Welsbach. En 1885, il tente un mélange de magnésium, de lanthane et d'oxyde d'yttrium, mais ces mélanges émettent une lumière verte sans succès.
En 1891, il découvrit que l'oxyde de thorium pur produisait une meilleure lumière, même s'il était bleu, et qu'il était mélangé à de l'oxyde de cérium (IV) pour produire une lumière blanche et brillante. De plus, l'oxyde de cérium (IV) peut également être utilisé comme catalyseur pour la combustion de l'oxyde de thorium.
Cérium métal
★ Le cérium est un métal blanc argenté ductile et mou aux propriétés actives. Lorsqu'il est exposé à l'air, il sera oxydé, formant une couche d'oxyde semblable à de la rouille. Lorsqu'il est chauffé, il brûle et réagit rapidement avec l'eau. Un échantillon de cérium métallique de la taille d’un centimètre se corrode complètement en un an environ. Évitez tout contact avec l'air, les oxydants forts, les acides forts et les halogènes.
★ 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. Nocif pour l’environnement, une attention particulière doit être portée à la pollution des plans d’eau.
★ Le cérium est le 26ème élément le plus abondant, représentant 68 ppm de la croûte terrestre, juste derrière le cuivre (68 ppm). Le cérium est plus abondant que les métaux ordinaires comme le plomb (13pm) et l'étain (2,1ppm).
Configuration des électrons du cérium
Dispositions électroniques :
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Le cérium est situé après le lanthane et possède des électrons 4f à partir du cérium, ce qui facilite la participation aux réactions chimiques. Cependant, l’orbitale 5d du cérium est occupée et cet effet n’est pas assez fort dans le cérium.
★ La plupart des lanthanides ne peuvent utiliser que trois électrons comme électron de Valence, à l'exception du cérium qui a une structure électronique variable. L'énergie des électrons 4f est presque la même que celle des électrons externes 5d et 6s délocalisés à l'état métallique, et seule une petite quantité d'énergie est nécessaire pour modifier l'occupation relative de ces niveaux d'énergie électronique, ce qui entraîne la double valence de +3 et +4. L'état normal est de valence +3, affichant une valence +4 dans l'eau anaérobie.
Application de cérium
★ Peut être utilisé comme additif d'alliage et pour la production de sels de cérium, etc.
★ Il peut être utilisé comme additif pour le verre pour absorber les rayons ultraviolets et infrarouges et est largement utilisé dans le verre des voitures.
★ Peut être utilisé comme un excellent matériau de protection de l'environnement, et actuellement le plus représentatif est le catalyseur de purification des gaz d'échappement automobiles, qui empêche efficacement une grande quantité de gaz d'échappement automobiles d'être rejetée dans l'air.
★ Lumièreéléments de terres raresprincipalement composé de cérium en tant que régulateurs de la croissance des plantes, il peut améliorer la qualité des cultures, augmenter le rendement et améliorer la résistance des cultures au stress.
★ Le sulfure de cérium peut remplacer des métaux tels que le plomb et le cadmium qui sont nocifs pour l'environnement et les êtres humains dans les pigments, peut colorer les plastiques et peut également être utilisé dans les industries des revêtements et des encres.
★Oxyde de cérium(IV)peut être utilisé comme composé de polissage, par exemple dans le polissage chimico-mécanique (CMP).
★ Le cérium peut également être utilisé comme matériaux de stockage d'hydrogène, matériaux thermoélectriques, électrodes de tungstène au cérium, condensateur céramique, céramiques piézoélectriques, abrasifs en carbure de silicium au cérium, matières premières pour piles à combustible, catalyseurs à essence, matériaux magnétiques permanents, matériaux médicaux, divers aciers alliés et non- métaux ferreux.
Heure de publication : 03 juillet 2023