Tải bản đầy đủ

Tổng quan về nguyên tố xeriCe

Tổng quan về
nguyên tố xeri


1_Sơ lược về nguyên tố Cerium


1.1 –Vị trí của cerium trong bảng
tuần hoàn hóa học
-

Số hiệu nguyên tử : 58

-

Ký hiệu : Ce

-

khối lượng nguyên tử : 140,116 u ± 0,001 u


-

Độ âm điện : 1,12

-

Điểm nóng chảy : 795 °C

-

Cấu hình điện tử :  [Xe] 4f15d16s2

-

Chuỗi hó học : kim loại , chu kỳ nguyên tố 6 , họ
lantan , kim loại nặng và độc hại.


1.2- lịch sử phát triển của cerium


Nguồn gốc tên gọi : cerium được gọi theo tên
hành tinh ceres hành tinh được khám phá năm
1801 2 năm trước khi tìm ra cerium



Khám phá : cerium được khám phá và năm 1803
bởi Jons jacod Berzeluis và Wilhelm Hesinger và
Matin Klaproth nó được tìm thấy trong một số
mỏ khoáng sản chủ yếu là allanite basnatis và
monazite.



Những bể trầm tích lớn của cerium được tìm
thấy ở Ân Độ ,Brazil,nam California.


1.3 – tính chất vật lý của cerium

Là kim loại màu trắng bạc,tương tự như sắt về
màu sắc và độ bóng,ánh,nhưng nó mềm dẻo và dễ
dát mỏng hơn là sắt.
-nhiệt độ nóng chảy : 79 °C
-nhiệt độ sôi  :6080 °F
-

dẫn điện : 11 Wm

-

Nhiệt lượng nóng chảy 5.76 kj/mol

-

Nhiệt lượng bay hơi : 398 kj/mol


1.4- Tính chất hóa học của cerium


Kim loại trắng bạc (dạng bột màu đen) nặng,
dẻo, thuận từ. Bị phủ màng oxit trong không khí
ẩm. Không phản ứng với nước nguội, kiềm,
hiđrat amoniac. Chất khử mạnh: phản ứng với
nước nóng, axit, hiđro, oxi, halogen.



Phản ứng với oxi : trog moi trường không khí ẩm
ceri bị oxi hóa
Ce + O2 → CeO2



Phản ứng với hidro :
2Ce + nH2



2CeHn (2< n ≤ 3)


1.4 – Tính chất hóa học của cerium
Phản ứ
ứng
ng vvớớii nnướ
ướcc nóng
nóng::
2Ce
2Ce++6H2O
6H2O(nóng)
(nóng) →→2Ce(OH)3
2Ce(OH)3+ +3H2
3H2
 Phản ứng với các nguyên tố halogen tạo hợp chất Ce(III)
 Phản ứng với các nguyên tố halogen tạo hợp chất Ce(III)
2Ce + 3Cl2
→ 2CeCl3 (phản ứng ở 200o C)
3Cl2
2CeCl3 loãng
(phản ứng ở 200o C)
 Phản ứng với 2Ce
các +
a xít
mạnh→HCL,HNO3
 Phản ứng vớ2Ce
(loãng)
→ 2CeCl3loãng
+ 3H2
i các+ a6HCl
xít m
ạnh HCL,HNO3
Ce + 4HNO3 (loãng) → Ce(NO3)3 + NO
2Ce + 6HCl (loãng) → 2CeCl3 + 3H2
 Phản ứng với các phi kim khác như N,S,C
Ce + 4HNO3 (loãng) → Ce(NO3)3 + NO
2Ce + N2 → 2CeN (phản ứng ở 400,500 °C)
 Phản ứngCe
vớ+i các
kim khác (ph
nhưảnN,S,C
2C →phi
CeC2
ứng ở 1000 °C )


2Ce + N2 → 2CeN
Ce + 2C → CeC2

(phản ứng ở 400,500 °C)
(phản ứng ở 1000 °C )


2-Các hợp chất của ceri và tính
chất của chúng
 2.1

-Ceri (III) oxit Ce2O3

Màu
nặ
ng, khó
khó nóng
nóng ch
bề
n nhi
t.
Màu vàng,
vàng, n
ặng,
chả
ảy,
y, b
ền
nhiệ
ệt.
Không
Không ph
phả
ản
nứ
ứng
ng vvớ
ớii n
nướ
ướcc ngu
nguộ
ội,
i, h
hấ
ấp
p th
thụ
ụ CO2
CO2 và

h
m trong
trong không
không khí.
khí. Ph
nứ
nướ

ơii ẩ
ẩm
Phả
ản
ứng
ng vvớ
ớii n
ướcc sôi.
sôi.
Th
Thể
ể hi
hiệ
ện
n tính
tính baz
bazơ
ơ,, tan
tan đ
đượ
ượcc trong
trong axit.
axit. B
Bịị oxi
oxi
oxi
oxi hóa.
hóa.
 Tính chất vật lý :
 Tính chất vật lý :
M = 328,23
M
328,23
d == 6,86
dtnc
= 6,86
= 2180° C



tnc = 2180° C


2.1 –

Ceri (III) oxit Ce2O3

Tín chất hóa học :
1.

Ce2O3 + 3H2O → 2Ce(OH)3 (đun sôi)

2. Ce2O3 + 6HCl (loãng) →
(to thường)
3. Ce2O3 + 2CO2 + H2O
thường)

2CeCl3 + 3H2O

→ 2CeCO3(OH) (t°

4. 2Ce2O3 + O2 → 4CeO2


2.2 - Ceri(IV) oxit CeO2


Khoáng vật xerianit. Vàng nhạt, khó nóng ch ảy, không
bay hơi, bền nhiệt. Không phản ứng với nước, kết tủa
tinh thể hiđrat CeO2.nH2O từ dung d ịch kiềm. D ạng đã
nung thụ động hóa học. Thể hiện tính lưỡng tính:
phản ứng với axit sunfuric, axit nitric, với kiềm (khi
thiêu kết). Chất oxi hóa: với hiđro, cacbon, kim lo ại
khử



Tính chất vật lý :
M = 721,11
d = 7,132
tnc = 2700° C (p)
pTt 25 = 22,04


2.2 –Ceri(IV) oxit CeO2
 Tính
1.

chất hóa học :

2CeO2 + 8HCl (đặc) →
(đun sôi)

2CeCl3 + Cl2 + 4H2O

2CeO2 + 6HCl (loãng) + H2O2 → 2CeCl3 + O2 +
4H2O(to thường)
2.

2. CeO2 + 2H2SO4 (đặc) →
(đun sôi)

Ce(SO4)2 + 2H2O

3.

4CeO2 + 6H2SO4 (loãng) →
6H2O (đun sôi)

2Ce2(SO4)3 + O2 +

4.

3. CeO2 + 3HNO3 (đặc) →
(đun sôi

Ce(NO3)3OH + H2O


2.2 – Ceri(IV) oxit CeO2
 Tính

chất hóa học :

4. CeO2 + 2NaOH → Na2CeO3 + H2O
5. 2CeO2 + H2

→ Ce2O3 + H2O

( ở 850 t ới 900° C)
(ở 1250 đến 1400°

C)
CeO2 + 2H2 + xtNi → Ce + 2H2O
6. 2CeO2 + C (than chì)
đến 1200 °C)



2CeO2 + Ca → Ce2O3 + CaO

( ở 1380° C)

Ce2O3 + CO

( ở 900

(ở 900 đến 950° C)


2.3 - Ceri(III) hiđroxit Ce(OH)3


Màu trắng, vô định hình (có khả năng hấp phụ)
hay tinh thể. Phân hủy khi đun nóng. Không tan
trong nước, không phản ứng với kiềm, hiđrat
amoniac. Thể hiện tính bazơ: phản ứng với axit.
Chất khử: bị oxi hóa. Hấp thụ CO2 trong không
khí.



Tính chất vật lý :
M = 191,14
pTt 25 = 21,19


2.3 - Ceri(III) hiđroxit Ce(OH)3
 Tính


chất hóa học :

1. 2Ce(OH)3



Ce2O3 + 3H2O ( ở 400 đ ến 500

Ce(OH)3 (rắn) →

CeO(OH) (rắn) + H2O (l ỏng)
(ở 750°c,áp suất cao)



2. Ce(OH)3 + 3HCl (loãng) → CeCl3 + 3H2O



3. Ce(OH)3 + CO2 →




CeCO3(OH) + H2O (to th ường)

4. 4Ce(OH)3 (huyền phù) + O2 → 4CeO2 + 6H2O (đun sôi)
5. 4Ce(OH)3 + Ca(ClO)2 →

4CeO2 + CaCl2 + 6H2O


2.4 -Ceri(III) nitrat Ce(NO3)3
 Màu

trắng, phân hủy khi đun nóng. Tan nhiều
trong nước (bị thủy phân ở cation), axit
nitric. Bị kiềm phân hủy. Chất khử

 Tính

chất vật lý :
M = 326,13
kt = 75,6(25); 282,8(50)


2.4 -Ceri(III) nitrat Ce(NO3)3
 Tính


chất hóa học :

1. 4Ce(NO3)3

→ 2Ce2O3 + 12NO2 + 3O2
(ở 700 đến 750 oC)



2. Ce(NO3)3.6H2O
P4O10)

Ce(NO3)3 + 6H2O (to thường, chân không, trên

2{Ce(NO3)3.6H2O}



2Ce(NO3)O + 4NO2 + O2 + 12H2O
(ở 200 đến 250 oC )



3. Ce(NO3)3 + 8H2O →

[Ce(H2O)8] 3+ + 3NO3 –

[Ce(H2O)8] 3+ + H2O → [Ce(H2O)7(OH)]2+ + H3O3+
(pKa = 9.00)


2.4  Tính


Ceri(III) nitrat Ce(NO3)3

chất hóa học :

4. 2Ce(NO3)3 + 3H2SO4 → Ce2(SO4)3+ 6HNO3



5. Ce(NO3)3 + 3NaOH (loãng)



6. 2Ce(NO3)3 + 3H2





Ce(OH)3 + 3NaNO3

Ce2O3 + 6NO2 + 3H2O
(ở 600

đến 600°C )


7. 2Ce(NO3)3 + 3M2CO3

→ Ce2(CO3)3 + 6MNO3
(M = Na+ ,

K+ , NH4 + )


8. 2Ce(NO3)3 + K2S2O6(O2) + 2H2O
K2SO4 + H2SO4



2Ce(NO3)3(OH) +


2.5 -Xeri(III) clorua CeCl3
 Màu

trắng, nóng chảy và sôi không phân hủy.
Tan nhiều trong nước nguội (bị thủy phân) ở
cation), axit clohiđric. Bị nước sôi, kiềm
phân hủy.

 Tính

chất vật lý :
M = 246,47
d = 3,97
tnc = 822ºC
ts = 1650°C


2.5 -Xeri(III) clorua CeCl3
 Tính
1.

chất hóa học :

CeCl3.7H2O

Ce(Cl)O + 2HCl + 6H2O



(ở 250 oC)
CeCl3.7H2O



CeCl3 + 7H2O ( khi có mặt NH4Cl)
(ở 400 oC )

2. CeCl3 (loãng) + 8H2O →
3. CeCl3 + 2H2O



[Ce(H2O)8] 3+ + 3Cl- (pH <7)

CeCl(OH)2 + 2HCl
(đun sôi)


2.5 -Xeri(III) clorua CeCl3
 Tính






chất hóa học :

4. CeCl3 + 3NaOH (loãng)
5. CeCl3 + 3HF (loãng)
6.2CeCl3 + 3H2S →





Ce(OH)3 + 3NaCl
CeF3 + 3HCl

Ce2S3 + 6HCl
(ở 700

đến 750°C )


7. 2CeCl3 + 4F2



2CeF4 + 3Cl2
(ở 400

đến 420 °C )


4-ứng dụng của cerium
1

– Ce :



Sản xuất các hợp kim nhôm, 3 tới 4% xeri thêm
vào hợp kim magiê, cùng 0,2 tới 0,6% zirconi, hỗ
trợ việc làm mịn các hạt tinh thể, tạo ra sản
phẩm đúc hoàn hảo với các hình dáng phức tạp,
bổ sung khả năng chịu nhiệt cho các sản phẩm
đúc chứa magiê.



Bổ sung xeri vào gang sẽ ngăn ngừa quá trình
graphit hóa và sinh ra gang mềm


4.1 - Ce
 Trong

thép, xeri
khử khí và hỗ trợ
làm giảm các
sulfua và ôxít,
trong thép không
gỉ như là tác nhân
làm cứng phân
tán.


4.1 – Ce

 Trong

các hợp kim
để chế tạo nam
châm vĩnh cửu.


4.1 - Ce


hành phần tạo hợp
kim trong các điện
cực vonfram cho hàn
hồ quang vonfram khí



. Là thành phần chính
của ferrocerium, còn
gọi là "đá lửa".



Chiếu sáng hồ quang
cacbon, đặc biệt
trong công nghiệp
điện ảnh.


4.2 –Các hợp chất của cerium

 Ce2(C2O4)

dùng
làm thuốc chống
gây nôn.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×