Властивості церію

Церій (Cerium; від назв. Планети Церері), Се – хімічний елемент VII групи періодичної системи елементів; ат. н. 58, ат. м. 140,12; відноситься до рідкоземельних елементів. У з’єднаннях виявляє ступеня окислення +3 і +4. Сріблясто-блакитний м’який метал, на повітрі покривається сірувато-білою плівкою окису. Природний церій складається з стабільних ізотопів 136Се (0,193%), 158Се (0,25%), 140Се (88,48%) і 142Се (11,07%). Отримано 16 радіоактивних ізотопів з масовими числами 131-135, 137, 139, 141 і 143-148. З них максимальний період напіврозпаду в ізотопу 114Се (275 днів). Церій відкрили (1803) одночасно і незалежно один від одного ньому. дослідник М. Г. Клапрот і швед, дослідники Й. Я. Берцеліус і В. Гизингер. Зміст церію в земній корі 4,5 X 10-3%. У мінералі Монацит міститься 30%, в бастнезит – 47% Се203. Відомі чотири кристалічні модифікації церію. Кристалічна решітка альфа-церію кубічна гранецентрированная з періодом а = 4,85 А (т-ра 196 ° С); бета-церію – подвійна гексагональна щільноупакована, типу в лантану, з періодами а = 3,673 А, с = 11,802 А (т-ра 25 ° С); гамма-церію – кубічна гранецентрованої з періодом а = 5,1612 А (т-ра 20 ° С); дельта-церію – кубічна об’емноцентрірованная з періодом а = 4,11 А (температура 768 ° С).
При кімнатній т-рі стійкий гамма-церій. У процесі охолодження, починаючи з т-ри -10 ± 5 ° С, гамма-церій частково переходить в бета-церій; перехід носить мартенситний характер. При т-рі -178 ± 5 ° С неперешедшая частина гамма-церію перетворюється на альфа-церій. При температурі нижче -196 ° С бета-церій також переходить в альфа-церій, однак цей перехід не завершується навіть при т-рі рідкого гелію (-268,8 ° С). Повного переходу можна досягти лише пластичним деформуванням зразка при т-рі -196 ° С. Переходи гамма ⇄ альфа і гамма ⇄ бета характеризуються великим гістерезисом по т-ре і тиску. При тиску 1 ат зворотні перетворення альфа гамма і бета гамма починаються з т-р -113 ± 10 і 100 ± 5 ° С. Якщо тиск вище 2500 am, при будь т-рі існування бета-церію неможливо. Поведінка церію сильно залежить від його передісторії і чистоти. Перетворення гамма ⇄ дельта відбувається при т-рі 725 ° С.
Щільність церію (температура 20 ° С) 6,678 г / см3; , пл 798 ° С; tкип +3467 ° С. Теплоємність (т-ра 25 ° С) 6,47 кал / г-атом • град, коеф. теплопровідності (т-ра 26-30 ° С) 0,026 кал / см • сек • град ‘, коеф. лінійного розширення (т-ра 25 ° С) 8,5 • 10-6 град; питомий електричний опір (т-ра 25 ° С) 75,3 мком • см, температурний коеф. електричного опору (т-ра 0 ° С) 8,7 • 10-4. Вище т-ри 12,5 До Церій парамагнитен. При кімнатній т-рі модуль пружності +3058 кгс / мм2, модуль зсуву +1223 кгс / мм2; коеф. Пуассона 0,248; у литого зразка межа міцності на розтяг 12,3 кгс / мм2, відносне подовження 32,6%. HV (т-ра 20 ° С): литого 24-30, кованого 48. Чистий церій- ковкий і в’язкий метал.
При кімнатній т-рі без попереднього нагрівання можна виготовити листи церію куванням, а дріт – пресуванням. хімічно активний. Окісна плівка, що утворюється на поверхні металу в сухому повітрі, не захищає його від окислення. Настає окис Се203 легко окислюється до двоокису Се02 білого кольору. Церій розкладає воду при кип’ятінні з виділенням водню. При т-рі 160 ° С загоряється на повітрі, при т-рі 210-220 ° С реагує з хлором і бромом. Церій з’єднується безпосередньо з азотом, сіркою та ін. Елементами. Енергійно розчиняється в неорганічних к-тах, стійкий до дії лугів.
При сплаві церію з більшістю металів утворюються сполуки. У подвійних сплавах церій з кальцієм, ураном, ванадієм і ітербієм виявлені широкі області незмішуваності в рідкому стані. Церій чистотою до 98,98% отримують електролізом розплаву двоокису. Випускають у вигляді злитків. Поверхня кожного злитка покривають щільним шаром парафіну або лаку. Фероцерій, мішметалл, рідше металевий Ц. застосовують для легування сталі, чавуну, сплавів алюмінію і магнію. У електровакуумної апаратурі церій використовують як геттеров. Церій входить до складу пірофорних сплавів, окис Ц. – до складу поліріта. Двоокис Цері застосовують у виробництві скла (для його знебарвлення), в ядерній техніці (для виготовлення захисних скляних блоків). Ізотопи 141Се і 144Се використовують для джерел бета-випромінювання. Див. Також Церійсодержащіе сплави.

Посилання на основну публікацію