Cer
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Cer [] (auch Zer bzw. Cerium genannt) ist ein chemisches Element im Periodensystem_der_Elemente mit dem Symbol Ce und der Ordnungszahl 58. Das Element wird den Metallen_der_seltenen_Erden zugeordnet.
Geschichte
Cer wurde 1803 von Jöns Jacob Berzelius und Wilhelm von Hisinger und gleichzeitig von Martin Heinrich Klaproth entdeckt und nach dem Zwergplaneten Ceres benannt. Die Herstellung des Elements gelang Carl Gustav Mosander 1825 durch Reduktion des Chlorids mit Natrium.
Vorkommen
In der Natur kommt Cer vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden in sogenannten Ceriterden vor, wie zum Beispiel im Allanit (Ca, Ce, La, Y)2(Al, Fe)3(SiO4)3(OH), im Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4 sowie im Bastnäsit (Ce, La, Y)CO3F.
Gewinnung und Herstellung
Nach einer aufwendigen Abtrennung der Cer-Begleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Cerfluorid umgesetzt. Anschließend wird es mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Cer reduziert. Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.
Eigenschaften
Cer kann im festen Aggregatzustand in vier Modifikationen vorgefunden werden:
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Das silbrigweiß glänzende Metall ist das reaktivste Element der Lanthanoide. Oberflächliche Verletzungen der schützenden gelben Oxidschicht entzünden das Metall. Oberhalb von 150 °C verbrennt es unter heftigem Glühen zum Cerdioxid. Mit Wasser reagiert es zum Cerhydroxid.
Unter Wärmeeinfluss löst es sich in Alkohol. Auch in Säuren und Laugen kann es gelöst werden.
Cer kommt in Verbindungen als dreiwertiges farbloses oder vierwertiges gelbes bis orangefarbiges Kation vor.
Verwendung
Da sich die chemischen Eigenschaften der Seltenen_Erden ähneln, wird selten Cer in Reinform eingesetzt, sondern in der Mischung, in der es bei der Herstellung aus den Seltenerd-Mineralien anfällt, dem sogenannten Mischmetall.
* In der Metallurgie dient Mischmetall als Zusatz für Aluminiumlegierungen und hochtemperaturbeständige Eisenbasislegierungen. Es unterstützt im Schmelzprozess die Abtrennung von Schwefel und Sauerstoff.
* Mischmetall dient als Ausgangsstoff für Feuersteine für die Verwendung in Feuerzeugen und zur Erzeugung von Funkenregen auf Achterbahnen und in Filmszenen (Unfallszenen).
* Cerdioxid (CeO2) wird zur Stabilisierung des keramischen Katalysatorträgers aus Aluminiumoxid für Autoabgaskatalysatoren verwandt
* Bestandteil einiger Spezialgläser, zum Beispiel UV-Filter und Windschutzscheiben, und Enttrübungsmittel in der Glasherstellung
* Zur Färbung von Emaille
* Cerdioxid findet Verwendung als Poliermittel in der Glasbearbeitung
* Cer-dotierte Fluoreszenz-Farbstoffe (Leuchtstoffe) in Bildröhren und weißen Leuchtdioden
*als Dotierung in Glühstrümpfen
* Selbstreinigende Backöfen enthalten eine cerhaltige Beschichtung
* Cer(IV)-sulfat als Oxidationsmittel in der Quantitativen_Analyse (Cerimetrie)
Cereisen als Zündsteine in Feuerzeugen
* als Kontrastmittel bei Kernresonanz
* als Leuchtstoff in Gasentladungsröhren
* zur Regeneration von Rußpartikelfiltern im Kraftstoff gelöst beigemischt
* als Teil von Nichtedelmetallhaltigen Aufbrennlegierungen in der Zahntechnik (Keramik)
* als Oxidationsmittel für organische Synthesen mit CAN (Cerium ammonium nitrat), (NH4)2Ce(NO3)6
Sicherheitshinweise
Cer ist wie alle Lanthanoide leicht giftig. Metallisches Cer kann sich schon ab 65 °C entzünden. Als fein verteiltes Metall kann es sich an der Luft ohne Energiezufuhr erhitzen und schließlich entzünden. Die Zündbereitschaft hängt u.a. sehr stark von der Korngröße und dem Verteilungsgrad ab. Cerbrände dürfen nicht mit Wasser gelöscht werden, da sich Wasserstoffgas entwickelt.
Verbindungen
Cerdioxid CeO2
Cer(III)-chlorid CeCl3
Cer(IV)-sulfat Ce(SO4)2
Cer(III)-nitrat Ce(NO3)3 ? 6 H2O
Weblinks
• WebElements.com - Cerium
• EnvironmentalChemistry.com - Cerium
• It's Elemental - The Element Cerium
• Cerium Properties and Applications
• Cerisotope
