Церий (Ce) Cerium

Церий (Ce) Cerium

История Церия

Данный материал впервые получил свою огласку ещё в 1803 году, благодарю одному немецкому учёному по имени М. Г. Клапрот. Своё открытие он совершил фактически в одно время с двумя не менее великими шведскими химиками – Й. Я. Бирцелиусом и В. Хизенгером. История возникновения названия Церий достаточно забавно, поскольку оно одновременно связано с самой большой из всех малых планет в галактике – Церерой, и богиней плодородия греческой мифологии. Изначально своё название предложил Клапрот, но его решение сразу же было опровергнуто Хизенгером. Именно В. Хизенгер стал автором названия Церий, после долгих споров с предложенным трудновыговариваемым именем Клапрота.

На сегодняшний день Церий достаточно популярен, поскольку обладает весьма полезными характеристическими свойствами. Его официальная цена за 1 кг чистого материала колеблется в районе 100 долларов, что достаточно немного. Материал весьма специфичный и обладает широким спектром применения.

Церий

Химические свойства Церия

В отличии от других редкоземельных материалов, Церий является весьма реакционноспособным. Он осуществляет различные реакции со многими щелочными металлами, кислотами и гидратами.

Как и другие редкоземельные металлы, Церий подвергается окислению при взаимодействии с кислородом. Однако существует одно весомое отличие, окисление данного материала происходит не за несколько секунд, а за несколько дней. В процессе окисления данный материал превращается в кристаллизованный рассыпчатый порошок, который состоит исключительно из карбонатов, прошедших процесс гидратации.

Ce цериум химические свойства

В виде цельного металлического блока, температура воспламенения при солнечном свете не превышает 160-180 градусов Цельсия. Однако в виде порошкового карбоната, церий воспламеняется при соприкосновении его с кислородом, что достаточно огнеопасно во многих случаях. Церий весьма устойчив к щелочам, данная особенность позволяет ей разлагать воду при кипячении на определённой температуре. Помимо этого, данный металл достаточно хорошо и быстро растворяется в минеральных кислотах. Особо бурно церий взаимодействует с азотом, углеродом и целой группой галогенов. Представленные химические свойства Церия, позволило учёным химикам открыть совершенно новые, ранее не изученные типы реакций с различными веществами.

Физические свойства Церия

Церий представляет собой металл серебристо-белого цвета. По сравнению с другими редкоземельными металлами он обладает весьма низкой температурой плавления, но при этом не самой маленькой. Его температура плавления при нормальных условиях составляет порядка 790-780 градусов Цельсия. При этом, Церий может похвастаться достаточно высокой температурой внутреннего кипения, которая составляет порядка 3467 градусов Цельсия.

Церий обладает особенностью изменения плотности своей структуры в зависимости от того, какую кристаллическую модификацию он включает в себя. В большинстве случаев, плотность Церия варьируется в диапазоне от 6,66 до 8,23 г/см3. В условиях комнатной температуры, данный материал достаточно ковкий и эластичный. Исходя из этих особенностей не сложно догадаться о том, что он достаточно просто подвергается любой физической обработке без особого нагрева. Помимо этого, он достаточно хорошо прессуется под воздействием физических усилий и комнатной температуры.

Ce

Церий обладает достаточно широкой областью применения. Поскольку данный материал обладает благоприятствующими свойствами и является достаточно гибким и поддающимся обработке, он используется в металлургии, при производстве катализаторов, производстве стекла и не только. Например, в Металлургии Церий используется в качестве усилителя прочности уже готовых сплавов. При добавлении одного процента Церия в сплав магния, его прочность увеличивается в несколько раз. Благодаря этому свойству, церий применяется в большинстве металлических сплавов, которые должны обладать высокой прочностью и износоустойчивостью.

Добыча и производство Церия

Данный материал, как и многие другие редкоземельные металлы, частично содержится в других металлах и землях. Церий расположен небольшими долями в апатитах, монацитах и в некоторых других многоструктурных материалах. Чаще всего данный материал получается при химическом расщеплении содержащих его металлов или земель. Данный процесс достаточно долгий и трудозатратный.

Одним из основных поставщиков Церия по всему миру, как и многие другие редкоземельные металлы, является Китай и Индия. При этом Китай забирает порядка 95% всего рынка. Индия забирается себе 5% рынка, что является самым крупным производством редкоземельных металлов на всей территории Индии, обычно её доля не превышает 2% всего рынка.

Добыча церия

Искусственный синтез Церия

Как и большинство редкоземельных металлов, Церий никогда не встречается в чистом виде при природном происхождении. Данный материал является составной частью большинства монацитов и частично апатитов. Именно поэтому процесс его синтеза был налажен в первую очередь. На сегодняшний день процесс искусственного производства церия достаточно трудозатратный и занимает продолжительный период времени. Для отделения фракций монацитов и Церия применяется химический способ щелочного расщепления, при реакции которого происходит отделения частиц Церия от основного материала монацита.

В монаците Церий располагается в виде кристаллизованной Цериевой соли, которая отделяется при температуре свыше 180 градусов Цельсия. Этот процесс сопровождается выделением большого числа побочных продуктов, который также содержит монацит. Каждый год в мире производится порядка 320-350 тысяч тонн данного материала, этим и обусловлена его невысокая цена за 1 килограмм материала. Львиную долю производства забирает на себя Китай, производя 95% всего Церия в мире.