Het periodiek systeem Cerium (Ce)

Een serie artikelen over de verschillende elementen. De legoblokjes waarmee wijzelf, onze aarde en de materie van het universum is opgebouwd hebben allemaal hun eigen specifieke eigenschappen. In deze serie gaan we stap voor stap langs elk element en kijken we wat voor zinvolle zaken de wikipedia erover te zeggen heeft, met daarnaast een interessant filmpje van de universteit van Nottingham waarmee verschillende experimenten met het betreffende element worden gedaan.

Vandaag nummer 58 van de 118 elementen, Cerium (Ce).

Cerium - Periodic Table of Videos

 

Toepassingen

In de industrie wordt cerium vooral gebruikt bij het maken van legeringen met aluminium en zirkonium. Andere toepassingen zijn:

• Als doteringselement in witte leds (opgebouwd uit een blauwe led met YAG:Ce (een met cerium gedoteerde yttrium–aluminium granaat, Y₃Al₅O₁₂:Ce, als fosforescent voor geel licht).
• Permanente magneten.
• Als katalysator
  • in zelfreinigende ovens
  • in driewegkatalysatoren voor verbrandingsmotoren.
  • bij organische syntheses (cerium(III)- en cerium(IV)-verbindingen)
• Verschillende ceriumverbindingen worden in de glasindustrie gebruikt om zowel glas te kleuren als om het te ontkleuren.
• Cerium(IV)sulfaat wordt gebruikt als titrant. Het is een dure stof, maar het heeft als voordeel dat de standaardreductiepotentiaal kan worden aangepast.

Cerium(IV)oxide

• Cerium(IV)oxide kan bij de productie van glas worden gebruikt om ultraviolet licht beter te absorberen.
• In de petrochemische industrie wordt cerium(IV)oxide gebruikt bij het kraken van olie.

Cerium(III)oxide

• Cerium(III)oxide wordt in keramische vorm samen met tin(II)oxide (SnO) gebruikt voor belichting met UV-licht.^[2]
• De cerium(IV)oxide-cerium(III)oxide-cyclus of CeO₂/Ce₂O₃ cyclus is een tweestappencyclus om op thermochemische wijze water te splitsen voor waterstofproductie.^[3]

Opmerkelijke eigenschappen

Cerium is een buigzaam en makkelijk te vervormen metaal. Bij afwezigheid van lucht beschikt het over een zilverwitte glans. Onder invloed van zuurstof verandert dat in mat grijs. Cerium reageert makkelijk met water en allerlei verdunde zuren en basen en ontbrandt snel.

Omdat de 4f-, 5d- en 6s-schillen relatief dicht bij elkaar liggen, vertoont cerium opvallende eigenschappen. De oxidatietoestand kan bijvoorbeeld van +3 in +4 veranderen door verhoging van druk of verlaging van temperatuur.

Zouten van cerium(IV) zijn oranje, rood of geelachtig terwijl cerium(III)-zouten vrijwel altijd wit zijn. In waterige oplossingen zijn cerium(IV)ionen intens geel gekleurd en cerium(III)ionen kleurloos.