セリウムは地殻の 0.0046% を占め、モナサイト、セライト、バストナサイトなどの鉱物に分散しています。汚染削減など、さまざまな産業用途や環境用途に使用されています。その主な用途は、触媒、自動車排出ガス低減剤、窓用洗剤、顔料の製造です。したがって、このエントリーでその化学的および物理的特性について詳しく学びましょう。
セリウムとは何ですか？
化学元素としては、周期表のランタニドに属する金属です。色は鋼鉄に似た光沢のある灰色で、原子番号 58 のランタンの隣に位置します。可燃性が高いことに加えて、延性と可鍛性が際立っており、空気中で酸化して赤みを帯びます。
セリウムのシンボル
この名前は、この鉱物の発見の2年前の1801年に発見された惑星ケレスに由来しています。この元素と惑星はどちらもローマの農業の女神ケレスにちなんで名付けられています。
セリウムの特徴
元素セリウムは、周期表の第 3 族に属し、記号 Ce で表されます。これは硬く、空気の存在下で色が変化するランタニドが豊富に含まれています。さらに、容易に燃焼し、四価化合物または安定した四価化合物を形成することができる自然発火性金属です。さまざまな機能には次のようなものもあります。
- 状態: しっかりしていて硬くて重い。
- 味と匂い: 非常に苦く、金属的で、無臭です。
- 同素体: 温度に応じて変化する 4 つの同素体形態を示します。
- 構成: 原子核は 58 個の陽子と 81 個の中性子を含む電子で構成されています。
- 毒性: 低いですが、粉塵要素に大量に曝露されると肺系に影響を与えます。
- 反応性: 高く、水、空気、希酸と反応します。
- 溶解性：水に溶けます。ただし、化合物を形成する場合は不溶性になります。
- 結晶化：温度によって変化し、体や顔を中心に立方体状になる場合があります。
- 導電性：電気と熱を安定して伝えます。
セリウムの化学的および物理的性質
- 原子番号: 58
- 期間：6
- ブロック：F
- グループ: 3
- 酸化物:塩基性
- 密度: 6689 kg/m3
- 酸化状態: 3.4
- 融点： 798℃
- 電子構成: [Xe] 4f15d16s2
- イオン化エネルギー： 534.4
- 原子量 (g/mol): 140 116 金
- 層あたりの電子数: 2、8、18、19、9、2
- 原子半径: 185h
- 電気陰性度: 1.12
- 比熱： 190J/(Kkg)
- 沸点： 3426℃
- 熱伝導率： 11.4W/(Km)
- 電気伝導率： 1.15.106 S/m
セリウムの起源
1803 年、化学者のヨンス ヤコブ ベルゼリウスとマルティン ハインリヒ クラプロスは、スウェーデンのバストネスでの研究中にこの金属を発見しました。彼らはそれを酸化物の形で発見し、それをセリウムと呼びました。その後、彼らは 1875 年に鉄鉱山でそれを分離し、そこでその硬さと重い性質がその化学的特性の一部として工業用途に役立つことに注目しました。
セリウムは何に使われますか?
ネオジムやランタンとの金属合金の製造に使用されます。これにより、展性と強度が向上し、さまざまな溶接用のタングステン電極合金に使用できるようになります。その他の用途は次のとおりです。
稲妻
映画業界のカーボン アーク照明に使用されています。さらに、蛍光灯やカラーテレビの製造において蛍光体としても使用されます。
冶金
その優れた導電性のおかげで、この元素は冶金分野で電極および合金の安定剤として使用されます。強度と耐久性が向上します。
ガラスとクリスタル
酸化セリウムは、高品質の光学ベースの研磨にガラス漂白剤として使用されます。さらに、酸化トリウムと混合すると、明るい白色光のビームが生成され、テレビのガラス板が暗くなるのを防ぎます。
環境
その酸化セリウム化合物は、車両からの一酸化炭素排出を削減する触媒変圧器として使用されます。その機能は、すべての粒子を除去して汚染を防ぐことです。
医療分野
シュウ酸塩の形では、吐き気や嘔吐の薬に使用されます。さらに、その全身性および消毒特性により、III度の熱傷の治療にも使用されます。
酸化セリウム
ガラスやクリスタルの傷や欠陥を取り除くために使用される化合物です。ガラスの厚さと品質に応じて、ガラスの仕上げと外観を向上させることができます。さらに、LCD スクリーン、フロントガラス、装飾ガラス片、宝飾品、ハードドライブを磨く非常に研磨剤としても機能します。
要約すると、セリウムは安定した化学組成を備えた可鍛性と延性のあるランタニドです。乾燥した空気にさらされると可燃性があり、その化合物は安定した金属合金を作成するのに最適です。