Cério

Keywords: Cério, 1801, 1803, 1875, Abundância natural, Alemanha, Alumínio, Antimônio, Asteróide, Atmosfera

O cério ( do latim "cerium", em homenagem ao asteróide Ceres ), é um elemento químico de símbolo Ce , número atômico 58 ( 58 prótons e 58 elétrons ) com massa atómica 140,1 u. É um elemento metálico da série transição interna ( terra rara , lantanídio ) encontrado principalmente nos minerais monazita e bastanasita. À temperatura ambiente, o cério encontra-se no estado sólido.

É usado principalmente na forma de ligas para a produção de pedras de ignição de isqueiros e eletrodos de arco de grafite na indústria cinematográfica. O seu óxido é usado como catalisador em fornos auto-limpantes e na indústria do petróleo. O seu sulfato é um forte agente oxidanteusado em análises químicas volumétricas. Foi descoberto em 1803 pelo sueco Jöns Jacob Berzelius.

Lantânio - Cério - Praseodímio
Ce
Th  
 
 
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Geral
Nome, símbolo, número Cério, Ce, 58
Classe , série química Metal , transição interna ( Lantanídio )
Grupo , período, bloco _ , 6 , d
Densidade, dureza 6689 kg/m3, 2,5
Cor e aparência Branco prateado
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Propriedades atômicas
Massa atómica 140,116 u
Raio médio† Sem dados
Raio atómico calculado 185 picómetro
Raio covalente Sem dados
Raio de van der Waals Sem dados
Configuração electrónica [Xe]4f15d16s1
Estados de oxidação (óxido) 3,4 (levemente básico)
Estrutura cristalina Cúbica centrada nas faces
Propriedades físicas
Estado da matéria Sólido
Ponto de fusão 1071 K
Ponto de ebulição 3699 K
Entalpía de vaporização 414 kJ/mol
Entalpía de fusão 5,46 kJ/mol
Pressão de vapor _ Pa a 1071 K
Velocidade do som 2100 m/s a 293,15 K
Informações diversas
Eletronegatividade 1,12 (Pauling)
Calor específico 190 J/(kg·K)
Condutividade elétrica 1,15 x 106 m-1·Ω-1
Condutividade térmica 11,4 W/(m·K)
1° Potencial de ionização 534,4 kJ/mol
2° potencial de ionização 1050 kJ/mol
3° potencial de ionização 1949 kJ/mol
4° potencial de ionização 3547 kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso. AN Meia-vida MD ED MeV PD
134Ce Sintético 3,16 días ε 0,500 134La
136Ce 0,19% Cério é Isótopo estável com 78 neutrons
138Ce 0,25% Cério é estável com 80 neutrons
139Ce Sintético 137,640 días ε 0,278 139La
140Ce 88,48% Cério é estável com 82 neutrons
141Ce Sintético 32,501 días β- 0,581 141Pr
142Ce 11,08% >5 x 1016 anos β- desconhecido 142Nd
144Ce Sintético 284,893 días β- 0,319 144Pr
Unidades SI e condições CNPT, exceto onde indicado o contrário
Conteúdo
1 Características principais
2 Aplicações
3 História
4 Ocorrência
5 Compostos
6 Isótopos
7 Precauções
8 Referências
9 Links externos

Características principais

O cério é um elemento metálico prateado, pertencente a série química transição interna ( terra rara , lantanídio ). É usado em algumas ligas terras raras. Assemelha-se ao ferro na cor e no brilho, mas é macio, maleável e dúctil. Perde o lustre rapidamente em presença do ar.

Sòmente o európio é mais reativo entre os elementos terras raras. As soluções alcalinas e os ácidos diluidos e concentrados atacam o metal rapidamente. O metal puro pode inflamar-se quando riscado com uma faca. O cério reage lentamente em água fria e rapidamente em água quente.

Devido a distribuição eletrônica no subnível 4f e de outros orbitais mais externos, o cério exibe características químicas interessantes. Por exemplo, a compressão ou refrigeração do metal pode modificar o seu estado de oxidação de +3 a +4.

O cério com estado de oxidação +3 é denominado ‘’’ceroso’’’ , quando apresenta estado de oxidação +4 de ‘’’cérico’’’.

Os sais de cério IV ( céricos ) são vermelhos, alaranjados ou amarelos, e os de cério III ( cerosos ) são geralmente brancos.

Aplicações

História

O cério foi descoberto na Suécia por Jöns Jacob Berzelius e Wilhelm von Hisinger, e independentemente na Alemanha por Martin Heinrich Klaproth, ambos em 1803.

O cério foi assim nomeado por Berzelius em homeagem ao asteróide Ceres descoberto dois anos antes ( 1801 ). O metal foi isolado em 1875 por Norton e Hillebrand.

Ocorrência

O cério é o mais abundante entre os elementos terras raras, perfazendo aproximadamente 0.0046% da crosta terrestre. É encontrado em vários minerais incluindo a alanita ( ortita - ( Ca, Ce, La, Y )2( Al, Fé )3( SiO4 )3( OH ), monazita ( Ce, La, Th, Nd, Y )PO4, bastnasita( Ce, La, Y )CO3F, hidroxilbastnazita ( Ce, La, Nd )CO3(OH, F), rhabdophane ( Ce, La, Nd )PO4-H2O, e synchysita Ca( Ce, La, Nd, Y )( CO3 )2F. A monazita e a bastnasita são atualmente as duas mais importantes fontes de cério.

O cério é preparado geralmente através de um processo de trocas de íons que usa areias monazíticas como fontes de cério. Grandes depósitos de monoazita, alanita e bastnasita fornecerão cério, tório e outros metais terras raras durante muitos anos.

Os mais importantes depósitos de areias monazíticas são encontradas nos Estados Unidos ( Idaho-Montana e Florida ) , Brasil, Austrália, África do Sul e Índia. A bastnasita é encontrado principalmente na Califórnia ( Estados Unidos ).

Compostos

O cério tem dois estados de oxidação, +3 e +4. O composto mais comum de cério é o óxido de cério IV ( CeO2 ), usado como "jeweller's rouge" e nas paredes de alguns fornos auto-limpantes. Dois agentes oxidantes comuns usados em titulometria são o sulfato cérico de amônio , ( NH4 )2Ce ( SO4)3 ) e o nitrato cérico de amônio ou CAN, ( NH4 )2Ce( NO3 )6 ).

O cério forma também um cloreto, CeCl3 ou cloreto de cério III, usado para facilitar reações em grupos carbonilas em química orgânica. Outros compostos de cério são o carbonato de cério III ( Ce2( CO3 )3 ), o fluoreto de cério III ( CeF3 ), e o sulfato cérico , Ce( SO4 )2 .

Isótopos

O cério natural é composto por 3 isótopos estáveis e um radioisótopo: Ce-136, Ce-138, Ce-140, e Ce-142, sendo o Ce-140 o mais abundante (88.48% ). 27 radioisótopos tem sido caracterizados, sendo os mais estáveis e/ou abundantes o Ce-142 com uma meia-vida acima de 5 x 1016 anos, o Ce-144 com uma meia-vida de 284.893 dias, o Ce-139 com uma meia vida de 137.640 dias, e o Ce-141 com uma meia-vida de 32.501 dias. Todos os demais radioisotopos tem meias-vidas inferior a 4 dias e, destes, a maioria com períodos de semi-desintegração abaixo de 10 minutos. Este elemento apresenta, também, 2 isótopos meta estáveis.

As massas atômicas dos isótopos de cério variam de 123 u ( Ce-123 ) até 152 u ( Ce-152 ).

Precauções

O cério, como todos os metais terras raras, apresenta uma toxidade de moderada a baixa. O cério é um forte agente redutor e inflama-se espontaneamente com o ar entre 65°C e 80°C. O cério pode reagir explosivamente com o zinco, e suas reações com bismuto e antimônio são muito exotérmicas. As emanações da combustão do cério são muito tóxicas. A água não deve ser usada como extintor na queima do cério porque este metal reage com a água e com o gás hidrogênio resultante. Trabalhadores expostos ao cério apresentaram coceiras, sensibilidade ao calor e lesões na pele. Animais injetados com altas doses de cério morreram devido a colapsos cardiovasculares O óxido de cério IV é poderoso agente de oxidação em altas temperaturas e reagirá com os materiais orgânicos combustíveis. Quando o cério não é radioativo, a classe comercial impura pode conter tório, que é radioativo. O cério não apresenta nenhuma função biológica conhecida.

Referências

Links externos

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