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Cer


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Cer ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ce und der Ordnungszahl 58.
Eigenschaften
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Cer Ce 58
Serie Lanthanide
Gruppe Periode Block La 6 d
Aussehen silbrig weiß
Erdkrustenhäufigkeit 0 0046%
Atomar
Atomgewicht 140 116
Atomradius (berechnet) 185 (k.A.) pm
Kovalenter Radius k.A. pm
van der Waals-Radius k.A. pm
Elektronenkonfiguration [ Xe ]4f 1 5d 1 6s 1
Elektronen pro Energieniveau 2 8 18 19 9 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 3 4 (leicht basisch )
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Dichte Mohshärte 6689 kg/m 3 2 5
Magnetismus k.A.
Schmelzpunkt 1071 K (798° C )
Siedepunkt 3699 K (3426 °C)
Molares Volumen 20 69·10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 414 kJ/mol
Schmelzwärme 5 46 kJ/mol
Dampfdruck k.A. Pa bei 1071 K
Schallgeschwindigkeit 2100 m/s bei 293 15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1 12 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 190 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 1 15·10 6 S /m
Wärmeleitfähigkeit 11 4 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 534 4 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1050 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 1949 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 3547 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
134 Ce {syn.} 3 16 d e - -Einfang 0 500 134 La
136 Ce 0 19% Cer ist stabil mit 78 Neutronen
138 Ce 0 25% Cer ist stabil mit 80 Neutronen
139 Ce {syn.} 137 640 d e - -Einfang 0 278 139 La
140 Ce 88 48% Cer ist stabil mit 82 Neutronen
141 Ce {syn.} 32 501 d β - 0 581 141 Pr
142 Ce 11 08% 5·10 16 a β - k.A. 142 Nd
144 Ce {syn.} 284 893 d β - 0 319 144 Pr
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften und Verhalten

Das silbrigweiß glänzende Metall ist das Element der Lanthanide. Oberflächliche Verletzungen der schützenden Oxidschicht entzünden das Metall. Oberhalb von 150 verbrennt es unter heftigem Glühen zum Cerdioxid. Wasser reagiert es zum Cerhydroxid. In der löst es sich in Alkohol.
In Säuren und Laugen löst es auf.
Cer kommt in Verbindungen als dreiwertiges oder vierwertiges gelbes bis orangenes Kation vor.
Im festen Zustand sind vier Modifikationen
         -196 °C     -23 °C      726 °C  α-Cer → β-Cer → γ-Cer →  

Abbildungen

[1]

Anwendungen

  • In der Metallurgie als Zusatz für und hochtemperaturbeständige Eisenbasislegierungen. Ein Teil des zugesetzten dient im Schmelzprozess zur Abtrennung von Schwefel Sauerstoff.
  • Mischmetall als Ausgangsstoff für Feuersteine. Für Verwendung in Feuerzeugen und zur Erzeugung von auf Achterbahnen und in Filmszenen (Unfallszenen).
  • Cerdioxid CeO 2 wird zur Stabilisierung des keramischen Katalysatorträgers Aluminiumoxid für Autoabgaskatalysatoren verwandt
  • Bestandteil einiger Spezialgläser zum Beispiel UV-Filter Windschutzscheiben und Enttrübungsmittel in der Glasherstellung
  • Zur Färbung von Email
  • Cerdioxid findet Verwendung als Poliermittel in Glasbearbeitung
  • Cerdotierte Farbstoffe in Bildschirmröhren
  • Selbstreinigende Backöfen enthalten eine cerhaltige Beschichtung
  • Cerium(IV)-sulfat als Oxidationsmittel in der Quantitativen Analyse (Cerimetrie)

Geschichte

Cer wurde 1803 von Jöns Jacob Berzelius und Wilhelm von Hisinger und gleichzeitig Martin Heinrich Klaproth entdeckt und nach dem Planetoiden Ceres benannt. Die Herstellung des Elementes gelang Carl Gustav Mosander 1825 durch Reduktion des Chlorids mit Natrium .

Vorkommen

Natürlich kommt Cer vergesellschaftet mit anderen in Ceriterden vor :
  • Allanit (Ca Ce La Y) 2 (Al Fe) 3 (SiO 4 ) 3 (OH)
  • Monazit (Ce La Th Nd Y)PO 4
  • Bastnäsit (Ce La Y)CO 3 F

Herstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der Cerbegleiter das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Cerfluorid umgesetzt. Anschliessend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Cer reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im

Verbindungen

  • Cerdioxid CeO 2
  • Cer(III)-oxid CeCl 3
  • Cer(IV)-sulfat Ce(SO 4 ) 2

Vorsichtsmaßnahmen

Cer ist wie alle Lanthanide leicht Metallisches Cer kann sich schon ab 65°C Cerbrände dürfen nicht Wasser gelöscht werden da Wasserstoffgas entwickelt.

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