cerium

Artikkelstart

Cerium er et grunnstoff med atomnummer 58 og kjemisk symbol Ce. Det er et mykt metall med farge og glans som jern. Cerium tilhører lantanoidene i periodesystemet.

Faktaboks

Uttale
cˈerium

Navnet kommer fra asteroiden Ceres.

Forekomst

I naturen finnes cerium i form av en rekke mineraler. De viktigste er monazitt, som har kjemisk formel CePO4 (ceriumfosfat), og bastnäsitt, CeFCO3 (ceriumfluorkarbonat). Større forekomster av bastnäsitt og monazitt, hovedsakelig som monazittsand, finnes i USA, Russland og Sverige. Cerium utgjør 68 ppm av jordskorpen, og er det mest utbredte av lantanoidene.

Naturlig forekommende cerium består av fire isotoper med nukleontallene 136, 138, 140 (88,5 prosent) og 142. I tillegg kjenner man 19 kunstig fremstilte, radioaktive isotoper.

Kjemiske egenskaper

Metallet er svært uedelt og oksideres ved romtemperatur. Det reagerer med vann og løses lett av fortynnede syrer.

Fremstilling

Fremstilling av rent cerium eller CeO2 fritt for de andre lantanoidene krever omhyggelig separasjon. Tidligere ble løselighet av salter benyttet. Moderne metoder gjør bruk av ionebytterkolonner eller væske-væske-ekstraksjon. Etter separasjon kan ionene felles som oksalater som ved oppvarming spaltes til oksid. For cerium utnyttes at oksidasjonstallet normalt er +IV, mens +III er desidert vanligst for lantanoidene for øvrig.

Cerium-metall fremstilles ved elektrolyse av cerium(III)klorid eller ved termokjemisk reduksjon av fluoridet eller kloridet med alkali- eller jordalkalimetaller ved temperatur på cirka 1400 °C.

Bruk

Cerium-metall anvendes i legering med andre lantanoider til en rekke formål. Mest alminnelig er legeringen mischmetall, som inneholder cirka 50 prosent cerium, 25 prosent lantan, 18 prosent neodym, 5 prosent praseodym og 2 prosent andre lantanoidemetaller. Mischmetall blir brukt som legeringsmetall for jern og stål, samt i aluminium- og magnesiumlegeringer.

Tilsats av små mengder cerium (cirka 0,1 prosent) til høytemperaturlegeringer gir økt bestandighet mot korrosjon ved høye temperaturer. Med jern gir cerium pyrofore legeringer som anvendes som «flintestein» i fyrtøy og gasstennere. Cerium finner også anvendelse som getter i vakuumteknikken der cerium fjerner rester av oksygengass som CeO2.

I sine kjemiske forbindelser opptrer cerium med oksidasjonstall III eller IV. Sure løsninger av cerium(IV) er sterkt oksiderende og blir brukt som oksidasjonsmiddel i preparativ organisk kjemi og i analytisk kjemi.

Det viktigste oksidet er cerium(IV)oksid, CeO2. I blanding med thorium(IV)oksid, ThO2, vil cerium(IV)oksid få en svakt lysende gassflamme til å sende ut et kraftig, dagslyslignende lys. Dette utnyttes i de såkalte auerbrennerne, oppkalt etter Carl Auer von Welsbach. Karbonlysbuelamper, som har blitt brukt i kinoprosjektører, er innsatt med oksider av lantanoidene, noe som gir en betydelig økt lysintensitet. Cerium(IV)oksid anvendes også som polermiddel for optiske glass, videre som tilsetning til glass som er utsatt for røntgenstråling og annen stråling for å hindre avfarging, for eksempel i fargefjernsynsrør hvor elektronstrålingen ellers ville ødelegge bildets fargekvalitet. Oksidet anvendes også som katalysator, blant annet brukes det i selvrensende stekeovner. Av andre ceriumforbindelser kan nevnes cerium(III)nitrat, Ce(NO)3, og cerium(IV)sulfat, Ce(SO4)2.

Historikk

Cerium ble oppdaget i form av sitt fireverdige oksid, CeO2, i 1803 uavhengig av hverandre av den tyske kjemikeren Martin Heinrich Klaproth og av svenskene Wilhelm Hisinger (1766–1852) og Jöns Jacob Berzelius. Det har navn etter asteroiden Ceres, som ble oppdaget to år tidligere. I metallisk form ble cerium første gang fremstilt i 1875.

Cerium

Kjemisk symbol Ce
Atomnummer 58
Relativ atommasse 140,115
Smeltepunkt 795 °C
Kokepunkt 3360 °C
Massetetthet 8,24 g/cm3(α)
6,70 g/cm3 (β–γ)*
Oksidasjonstall 0, III, IV
Elektronkonfigurasjon [Xe]4f26s2

* Ved 25 °C

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg