Tseerium on vaieldamatu „suur vend“ suures haruldaste muldmetallide perekonnas. Esiteks on haruldaste muldmetallide kogusisaldus maakoores 238 ppm, millest tseerium on 68 ppm, moodustades 28% haruldaste muldmetallide kogusisaldusest ja olles esikohal; teiseks on tseerium teine haruldane muldmetalle, mis avastati üheksa aastat pärast ütriumi avastamist (1794). Selle rakendusala on väga ulatuslik ja tseerium on peatamatu.
Tseeriumi elemendi avastamine
Carl Auer von Welsbach
Tseeriumi avastasid ja nimetasid 1803. aastal sakslane Kloppers, rootsi keemik Jöns Jakob Berzelius ja rootsi mineraloog Wilhelm Hisinger. Seda nimetatakse tseeriumiks ja selle maaki nimetatakse tseriidiks, 1801. aastal avastatud asteroidi Cerese mälestuseks. Tegelikult on seda tüüpi tseeriumsilikaat hüdreeritud sool, mis sisaldab 66–70% tseeriumi, ülejäänud osa on kaltsiumi, raua ja...ütrium.
Tseeriumi esimene kasutusala oli Austria keemiku Carl Auer von Welsbachi leiutatud gaasikamin. 1885. aastal proovis ta magneesiumi, lantaani ja ütriumoksiidi segu, kuid need segud kiirgasid rohelist valgust, kuid edutult.
1891. aastal avastas ta, et puhas tooriumoksiid andis parema valguse, kuigi see oli sinine, ja tseerium(IV)oksiidiga segatuna sai ta ereda valge valguse. Lisaks saab tseerium(IV)oksiidi kasutada ka katalüsaatorina tooriumoksiidi põlemisel.
Tseeriummetall
★ Tseerium on painduv ja pehme hõbevalge metall aktiivsete omadustega. Õhuga kokkupuutel oksüdeerub see, moodustades roostetaolise kooruva oksiidikihi. Kuumutamisel põleb see ja reageerib kiiresti veega. Sentimeetri suurune tseeriummetalli proov korrodeerub täielikult umbes aasta jooksul. Vältida kokkupuudet õhu, tugevate oksüdeerijate, tugevate hapete ja halogeenidega.
★ Tseerium esineb peamiselt monasiidis ja bastnesiidis, samuti uraani, tooriumi ja plutooniumi lõhustumisproduktides. Kahjulik keskkonnale, erilist tähelepanu tuleks pöörata veekogude reostusele.
★ Tseerium on 26. kõige levinum element, moodustades maakoorest 68 ppm, jäädes alla vaid vasele (68 ppm). Tseerium on arvukam kui tavalised metallid, näiteks plii (13 ppm) ja tina (2,1 ppm).
Tseeriumi elektronkonfiguratsioon
Elektroonilised korraldused:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ Tseerium asub lantaani järel ja sellel on tseeriumist lähtuvad 4f elektroni, mis teeb keemilistes reaktsioonides osalemise lihtsaks. Tseeriumi 5d orbitaal on aga hõivatud ja see efekt ei ole tseeriumis piisavalt tugev.
★ Enamik lantanoididest saab valentselektronidena kasutada ainult kolme elektroni, välja arvatud tseerium, millel on muutuv elektronstruktuur. 4f-elektronide energia on peaaegu sama, mis metalli olekus delokaliseerunud välistel 5d- ja 6s-elektronidel ning nende elektronenergia tasemete suhtelise hõivatuse muutmiseks on vaja vaid väikest energiakogust, mille tulemuseks on kahekordne valents +3 ja +4. Normaalolek on +3 valentsiga, mis näitab anaeroobses vees +4 valentsi.
Tseeriumi pealekandmine
★ Võib kasutada sulami lisandina ja tseeriumsoolade tootmiseks jne.
★ Seda saab kasutada klaasilisandina ultraviolett- ja infrapunakiirguse neelamiseks ning seda kasutatakse laialdaselt autoklaasides.
★ Seda saab kasutada suurepärase keskkonnakaitsematerjalina ja praegu on kõige tüüpilisem autode heitgaaside puhastuskatalüsaator, mis takistab tõhusalt suures koguses autode heitgaaside õhku paiskamist.
★ Valgusharuldaste muldmetallide elemendidPeamiselt tseeriumist koosnev taimekasvuregulaator võib parandada saagi kvaliteeti, suurendada saagikust ja suurendada põllukultuuride stressikindlust.
★ Tseeriumsulfiid võib pigmentides asendada keskkonnale ja inimestele kahjulikke metalle nagu plii ja kaadmium, värvida plaste ning seda saab kasutada ka kattekihtide ja tinditööstuses.
★Tseerium(IV) oksiidsaab kasutada poleerimispastana näiteks keemilis-mehaanilisel poleerimisel (CMP).
★ Tseeriumi saab kasutada ka vesiniku säilitamise materjalidena, termoelektriliste materjalidena, tseeriumvolframelektroodidena, keraamiliste kondensaatoritena, piesoelektriliste keraamikatena, tseerium-ränikarbiidi abrasiividena, kütuseelementide toorainena, bensiinikatalüsaatoritena, püsimagnetmaterjalidena, meditsiiniliste materjalidena, mitmesuguste legeerteraste ja värviliste metallidena.
Postituse aeg: 03.07.2023