Nguyên tố cerium (ce)

Nguyên tố CERIUM (Ce)
Nguyên tố CERIUM (Ce)
1
Nguyên tố CERIUM (Ce)
Nguyên tố CERIUM (Ce)
1.
Vị trí của nguyên tố cerium (Ce) trong bảng tuần hoàn hóa học.
2.
Lịch sử về nguyên tố Cerium (Ce)
3.
Tính chất của cerium ( Ce).
4.
Các dạng hợp chất của Cerium.
5.
Ứng dụng của Cerium.
6.
Điều chế Cerium
7.
Phòng ngừa ngộc hại từ Cerium
8.
Các nguồn Cerium (Ce)
9.
Tài liệu tham khảo.
1.
Vị trí của nguyên tố cerium (Ce) trong bảng tuần hoàn hóa học.
2.
Lịch sử về nguyên tố Cerium (Ce)
3.
Tính chất của cerium ( Ce).
4.
Các dạng hợp chất của Cerium.

5.
Ứng dụng của Cerium.
6.
Điều chế Cerium
7.
Phòng ngừa ngộc hại từ Cerium
8.
Các nguồn Cerium (Ce)
9.
Tài liệu tham khảo.
2
1. Vị trí của Cerium trong bảng tuần hoàn hóa học
1. Vị trí của Cerium trong bảng tuần hoàn hóa học
•
Số nguyên tử: 58
•
Kí hiệu nguyên tử: Ce
•
Trọng lượng nguyên tử: 140,116
•
Cấu hình e: [Xe]4f
1
5d
1
6s
2
•
Độ âm điện: 1,12
•
Năng lượng ion hóa:Thứ nhất: 534,4 kJ·mol

−1
Thứ hai: 1050 kJ·mol
−1
Thứ ba: 1949 kJ·mol
−1
•
Số nguyên tử: 58
•
Kí hiệu nguyên tử: Ce
•
Trọng lượng nguyên tử: 140,116
•
Cấu hình e: [Xe]4f
1
5d
1
6s
2
•
Độ âm điện: 1,12
•
Năng lượng ion hóa:Thứ nhất: 534,4 kJ·mol
−1
Thứ hai: 1050 kJ·mol
−1
Thứ ba: 1949 kJ·mol
−1
3
2. Lịch sử về nguyên tố Cerium ( Ce)
2. Lịch sử về nguyên tố Cerium ( Ce)

•
Nguồn gốc tên gọi: Cerium được đặt theo tên của hành tinh lùn Ceres, hành tinh
được khám phá vào năm 1801, hai năm trước khi khám phá ra cerium.
•
Khám phá: Cerium được khám phá vào năm 1803 bởi Jöns Jacob Berzelius và
Wilhelm Hisinger, và Martin Klaproth tìm thấy nó một cách độc lập. Nó được
tìm thấy trong một số loại khoáng sản, chủ yếu là allanite, bastnasite và monazit.
Những bể trầm tích lớn của cerium đã được tìm thấy ở Ấn Độ, Brazil, và ở nam
California.
•
Nguồn gốc tên gọi: Cerium được đặt theo tên của hành tinh lùn Ceres, hành tinh
được khám phá vào năm 1801, hai năm trước khi khám phá ra cerium.
•
Khám phá: Cerium được khám phá vào năm 1803 bởi Jöns Jacob Berzelius và
Wilhelm Hisinger, và Martin Klaproth tìm thấy nó một cách độc lập. Nó được
tìm thấy trong một số loại khoáng sản, chủ yếu là allanite, bastnasite và monazit.
Những bể trầm tích lớn của cerium đã được tìm thấy ở Ấn Độ, Brazil, và ở nam
California.
4
3.Tính chất của Cerium
3.Tính chất của Cerium

Tính chất vật lý:

Cerium là kim loại màu trắng bạc. Nó tương tự như sắt ở màu sắc và ánh, độ
bóng, nhưng mềm dẻo, dễ dát mỏng và dễ uốn.

Nhiệt độ nóng chảy : 1068
0
K (hoặc 795°C hay1463°F)


Nhiệt độ sôi : 3633
0
K[hoặc 3360°C (6080°F)] K

Dẫn nhiệt : 11 W m
-1
K
-1

Hệ số dãn nở nhiệt tuyến tính : 6.3 x 10
-6
K
-1


Nhiệt lượng nóng chảy: 5,76 kJ/mol

Nhiệt lượng bay hơi: 398 kJ/mol.

Tính chất vật lý:

Cerium là kim loại màu trắng bạc. Nó tương tự như sắt ở màu sắc và ánh, độ
bóng, nhưng mềm dẻo, dễ dát mỏng và dễ uốn.

Nhiệt độ nóng chảy : 1068
0
K (hoặc 795°C hay1463°F)

Nhiệt độ sôi : 3633

0
K[hoặc 3360°C (6080°F)] K

Dẫn nhiệt : 11 W m
-1
K
-1

Hệ số dãn nở nhiệt tuyến tính : 6.3 x 10
-6
K
-1


Nhiệt lượng nóng chảy: 5,76 kJ/mol

Nhiệt lượng bay hơi: 398 kJ/mol.
5
Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình
Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình
T > 726 °C, δ-cerium
T phòng-726 °C, γ-cerium
T <-150°C , α-cerium
-150°C đến nhiệt độ phòng,
β-cerium
6
3.Tính chất của Cerium
3.Tính chất của Cerium

Tính chất hóa học


Phản ứng của cerium với không khí
•
Cerium kim loại bị xỉn từ từ trong không khí và dễ dàng để tạo thành Cerium (IV)
oxit, CeO
2.
Ce + O
2
→ CeO
2

Phản ứng của xeri với nước
•
Các Cerium kim loại màu trắng bạc khá điện dương và phản ứng chậm với nước
lạnh và khá nhanh với nước nóng để tạo thành xeri hydroxide, Ce(OH)
3,
khí
hydro (H
2
)
.
2Ce (s) + 6H
2
O (g) → 2Ce(OH)
3
(aq) + 3H
2
(g)

Tính chất hóa học


Phản ứng của cerium với không khí
•
Cerium kim loại bị xỉn từ từ trong không khí và dễ dàng để tạo thành Cerium (IV)
oxit, CeO
2.
Ce + O
2
→ CeO
2

Phản ứng của xeri với nước
•
Các Cerium kim loại màu trắng bạc khá điện dương và phản ứng chậm với nước
lạnh và khá nhanh với nước nóng để tạo thành xeri hydroxide, Ce(OH)
3,
khí
hydro (H
2
)
.
2Ce (s) + 6H
2
O (g) → 2Ce(OH)
3
(aq) + 3H
2
(g)
7
3.Tính chất của Cerium

3.Tính chất của Cerium

Phản ứng của cerium với các halogen
•
cerium kim loại phản ứng với tất cả các halogen để tạo thành Cerium (III)
halogenua. Vì vậy, nó phản ứng với flo, F
2,
clo, Cl
2,
brom, I
2,
và i-ốt, I
2,
để hình
thành tương ứng cerium (III) bromua, CeF
3,
cerium (III) clorua, CeCl
3,
….
2Ce (s) + 3F
2
(g) → 2CeF
3
(s) [trắng]
2Ce (s) + 3Cl
2
(g) → 2CeCl
3
(s) [trắng]


Phản ứng của cerium với axit
•
Cerium kim loại hòa tan dễ dàng trong axít sulfuric loãng để tạo thành dung dịch
chứa các màu aquated Ce (III) ion cùng với khí hydro, H
2.
Nó là khá khả năng
Ce
3 +
(aq) tồn tại như phần lớn các ion [Ce (OH
2
)]
3 +
phức tạp
2Ce (s) + 3H
2
SO
4
(aq) → 2Ce
3 +
(aq) + 3SO
4
2 -
(aq) + 3H
2
(g)

Phản ứng của cerium với các halogen
•
cerium kim loại phản ứng với tất cả các halogen để tạo thành Cerium (III)
halogenua. Vì vậy, nó phản ứng với flo, F

2,
clo, Cl
2,
brom, I
2,
và i-ốt, I
2,
để hình
thành tương ứng cerium (III) bromua, CeF
3,
cerium (III) clorua, CeCl
3,
….
2Ce (s) + 3F
2
(g) → 2CeF
3
(s) [trắng]
2Ce (s) + 3Cl
2
(g) → 2CeCl
3
(s) [trắng]

Phản ứng của cerium với axit
•
Cerium kim loại hòa tan dễ dàng trong axít sulfuric loãng để tạo thành dung dịch
chứa các màu aquated Ce (III) ion cùng với khí hydro, H
2.
Nó là khá khả năng

Ce
3 +
(aq) tồn tại như phần lớn các ion [Ce (OH
2
)]
3 +
phức tạp
2Ce (s) + 3H
2
SO
4
(aq) → 2Ce
3 +
(aq) + 3SO
4
2 -
(aq) + 3H
2
(g)
8
4.Các dạng hợp chất
4.Các dạng hợp chất

Cerium tồn tại trong cả hai trạng thái:
•
Hóa trị ba Ce
3 +,
thường là màu đỏ da cam

Xeri triclorua: CeCl

3

Xeri triclorua trihydrat: CeCl
3
.3 H
2
O

Xeri triclorua Heptahydrate: CeCl
3
.7 H
2
O
•
Hóa trị bốn (Ce
4+,
xeri IV, thường là không màu)
•
Amoni Cerium (IV) sulfat: Ce(SO
4
)
2
•
Xeri nitrat: Ce(NO
3
)
4

Cerium tồn tại trong cả hai trạng thái:
•

Hóa trị ba Ce
3 +,
thường là màu đỏ da cam

Xeri triclorua: CeCl
3

Xeri triclorua trihydrat: CeCl
3
.3 H
2
O

Xeri triclorua Heptahydrate: CeCl
3
.7 H
2
O
•
Hóa trị bốn (Ce
4+,
xeri IV, thường là không màu)
•
Amoni Cerium (IV) sulfat: Ce(SO
4
)
2
•
Xeri nitrat: Ce(NO
3

)
4
9
5.Ứng dụng của Cerium
5.Ứng dụng của Cerium
Cerium còn được sử dụng
rộng rãi trong công
Nghiệp phim ảnh và
truyềnhình,trong đèn
hồ quangcarbon dùng
để thắp sáng studio
và ánh sáng đèn chiếu.
Cerium còn được sử dụng
rộng rãi trong công
Nghiệp phim ảnh và
truyềnhình,trong đèn
hồ quangcarbon dùng
để thắp sáng studio
và ánh sáng đèn chiếu.
10
5.Ứng dụng của Cerium
5.Ứng dụng của Cerium
•

Cerium oxide được dùng làm lớp bọc khí không nóng sáng, làm tác nhân đánh bóng
thủy tinh và làm chất xúc tác trong các lò tự làm sạch.
11
5.Ứng dụng của Cerium
5.Ứng dụng của Cerium
Cerium là một thành phần

của mischmetal,
dùng trong sản xuất
các hợp kim làm bật lửa mồi thuốc.
12
5.Ứng dụng của Cerium
5.Ứng dụng của Cerium
Cerium được dùng làm
thành phần tạo
hợp kim trong các
điện cực vonfram
cho hàn hồ quang
vofram khí.
13
Ứng dụng của Cerium
Ứng dụng của Cerium
Ngoài ra Cerium còn được ứng dụng rộng rãi trong 1 số lĩnh vực khác như:

Cerium được dùng để sản xuất các hợp kim nhôm

Bổ sung Cerium vào gang sẽ ngăn ngừa quá trình graphit hóa và sinh ra gang
mềm.

Trong thép, Cerium khử khí và hỗ trợ làm giảm các sulfua và ôxít.

Cerium cũng được dùng trong thép không gỉ như là tác nhân làm cứng phân tán
Ngoài ra Cerium còn được ứng dụng rộng rãi trong 1 số lĩnh vực khác như:

Cerium được dùng để sản xuất các hợp kim nhôm

Bổ sung Cerium vào gang sẽ ngăn ngừa quá trình graphit hóa và sinh ra gang

mềm.

Trong thép, Cerium khử khí và hỗ trợ làm giảm các sulfua và ôxít.

Cerium cũng được dùng trong thép không gỉ như là tác nhân làm cứng phân tán
14
6.Điều chế Cerium
6.Điều chế Cerium

Cerium có thể tách rời ra từ các yếu tố đất hiếm thông qua quá trình ôxi hóa hình
thành CeO
2

Cerium kim loại được điều chế bằng phản ứng CeF
3
với sự dư thừa canxi ở 900ƒ
C

Nó cũng có thể thu được bằng cách điện phân nóng chảy muối của hỗn hợp
clorua sắt và florua

Cerium có thể tách rời ra từ các yếu tố đất hiếm thông qua quá trình ôxi hóa hình
thành CeO
2

Cerium kim loại được điều chế bằng phản ứng CeF
3
với sự dư thừa canxi ở 900ƒ
C


Nó cũng có thể thu được bằng cách điện phân nóng chảy muối của hỗn hợp
clorua sắt và florua
15
7. Phòng ngừa
7. Phòng ngừa
•
Cerium, tương tự như các kim loại đất hiếm khác, có độc tính từ thấp tới vừa
phải. Cerium là tác nhân khử mạnh và bắt cháy ngay lập tức trong không khí ở
65-80 °C (150-175 °F). Hơi từ lửa cháy chứa cerium là độc hại. Không được
dùng nước để dập cháy Cerium, do nó phản ứng mạnh với nước để sinh ra
khí hiđrô. Những người bị phơi nhiễm cerium có thể bị ngứa, mẫn cảm với nhiệt,
thương tổn da. Động vật bị tiêm một lượng lớn Cerium sẽ chết do trụy tim mạch.
•
Ôxít Cerium (IV) là tác nhân ôxi hóa mạnh ở nhiệt độ cao và phản ứng với các
vật liệu hữu cơ dễ cháy. Trong khi Cerium tự nhiên không có tính phóng xạ
nhưng các cấp độ thương mại không tinh khiết có thể chứa thori là chất phóng xạ.
•
Cerium, tương tự như các kim loại đất hiếm khác, có độc tính từ thấp tới vừa
phải. Cerium là tác nhân khử mạnh và bắt cháy ngay lập tức trong không khí ở
65-80 °C (150-175 °F). Hơi từ lửa cháy chứa cerium là độc hại. Không được
dùng nước để dập cháy Cerium, do nó phản ứng mạnh với nước để sinh ra
khí hiđrô. Những người bị phơi nhiễm cerium có thể bị ngứa, mẫn cảm với nhiệt,
thương tổn da. Động vật bị tiêm một lượng lớn Cerium sẽ chết do trụy tim mạch.
•
Ôxít Cerium (IV) là tác nhân ôxi hóa mạnh ở nhiệt độ cao và phản ứng với các
vật liệu hữu cơ dễ cháy. Trong khi Cerium tự nhiên không có tính phóng xạ
nhưng các cấp độ thương mại không tinh khiết có thể chứa thori là chất phóng xạ.
16
8. Các nguồn Cerium ( Ce)
8. Các nguồn Cerium ( Ce)

•
Cerium là một trong những kim loại đất hiếm dồi dào nhất. Nó được tìm thấy ở
một số khoáng chất, như allanite hay orthrite, monazite, bastnasite, cerite và
samarskite. Những bể trầm tích lớn của cerium đã được tìm thấy ở Ấn Độ, Brazil,
và ở nam California.
•
Cerium là một trong những kim loại đất hiếm dồi dào nhất. Nó được tìm thấy ở
một số khoáng chất, như allanite hay orthrite, monazite, bastnasite, cerite và
samarskite. Những bể trầm tích lớn của cerium đã được tìm thấy ở Ấn Độ, Brazil,
và ở nam California.
17
9.Tài liệu tham khảo
9.Tài liệu tham khảo
•
.
•
.
•
.
•

•

•
.
•
.
•
.
•

•

18
Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe! 
19