Tổng quan về nguyên tố xeriCe

T ng quan v ổ ề

1_S l ơ ượ c v nguyên t Cerium ề ố

1.2- l ch s phát tri n c a cerium ị ử ể ủ

 Ngu n g c tên g i : cerium đồ ố ọ ược g i theo tên ọhành 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

b i Jons jacod Berzeluis và Wilhelm Hesinger và ởMatin Klaproth nó được tìm th y trong m t s ấ ộ ố

m khoáng s n ch y u là allanite basnatis và ỏ ả ủ ếmonazite

 Nh ng b tr m tích l n c a cerium đữ ể ầ ớ ủ ược tìm

th y Ân Đ ,Brazil,nam California.ấ ở ộ

1.3 – tính ch t v t lý c a cerium ấ ậ ủ

Là kim lo i màu tr ng b c,tạ ắ ạ ương t nh s t v ự ư ắ ềmàu s c và đ bóng,ánh,nh ng nó m m d o và d ắ ộ ư ề ẻ ễdát m ng h n là s t.ỏ ơ ắ

-nhi t đ nóng ch y : 79 °Cệ ộ ả

-nhi t đ sôi  :6080 °Fệ ộ

- d n đi n : 11 Wmẫ ệ

- Nhi t lệ ượng nóng ch y 5.76 kj/molả

- Nhi t lệ ượng bay h i : 398 kj/molơ

1.4- Tính ch t hóa h c c a cerium ấ ọ ủ

 Kim lo i tr ng b c (d ng b t màu đen) n ng, ạ ắ ạ ạ ộ ặ

d o, thu n t B ph màng oxit trong không khí ẻ ậ ừ ị ủ

m Không ph n ng v i n c ngu i, ki m,

hiđrat amoniac Ch t kh m nh: ph n ng v i ấ ử ạ ả ứ ớ

nước nóng, axit, hiđro, oxi, halogen

 Ph n ng v i oxi : trog moi trả ứ ớ ường không khí m ẩceri b oxi hóaị

Ce + O2 CeO2→

 Ph n ng v i hidro :ả ứ ớ

2Ce + nH2 2CeHn (2< n ≤ 3)→

1.4 – Tính ch t hóa h c c a cerium ấ ọ ủ

 Ph n ng v i n ả ứ ớ ướ c nóng :

2Ce + 6H2O (nóng) 2Ce(OH)3 + 3H2 →

 Ph n ng v i các nguyên t halogen t o h p ch t Ce(III) ả ứ ớ ố ạ ợ ấ 2Ce + 3Cl2 2CeCl3 (ph n ng 200o C) → ả ứ ở

 Ph n ng v i các a xít m nh HCL,HNO3 loãng ả ứ ớ ạ

2Ce + 6HCl (loãng) 2CeCl3 + 3H2 →

Ce + 4HNO3 (loãng) Ce(NO3)3 + NO →

 Ph n ng v i các phi kim khác nh N,S,C ả ứ ớ ư

2Ce + N2 2CeN (ph n ng 400,500 °C) → ả ứ ở

Ce + 2C CeC2 (ph n ng 1000 °C ) → ả ứ ở

 Ph n ng v i n ả ứ ớ ướ c nóng :

2Ce + 6H2O (nóng) 2Ce(OH)3 + 3H2 →

 Ph n ng v i các nguyên t halogen t o h p ch t Ce(III) ả ứ ớ ố ạ ợ ấ

2Ce + 3Cl2 2CeCl3 (ph n ng 200o C) → ả ứ ở

 Ph n ng v i các a xít m nh HCL,HNO3 loãng ả ứ ớ ạ

2Ce + 6HCl (loãng) 2CeCl3 + 3H2 →

Ce + 4HNO3 (loãng) Ce(NO3)3 + NO →

 Ph n ng v i các phi kim khác nh N,S,C ả ứ ớ ư

2Ce + N2 2CeN (ph n ng 400,500 °C) → ả ứ ở

Ce + 2C CeC2 (ph n ng 1000 °C ) → ả ứ ở

2-Các h p ch t c a ceri và tính ợ ấ ủ

 2.1 -Ceri (III) oxit Ce2O3

 Màu vàng, n ng, khó nóng ch y, b n nhi t ặ ả ề ệ

Không ph n ng v i nả ứ ớ ước ngu i, h p th CO2 và ộ ấ ụ

h i m trong không khí Ph n ng v i nơ ẩ ả ứ ớ ước sôi

Th hi n tính baz , tan để ệ ơ ược trong axit B oxi ịoxi hóa

Không ph n ng v i nả ứ ớ ước ngu i, h p th CO2 và ộ ấ ụ

h i m trong không khí Ph n ng v i nơ ẩ ả ứ ớ ước sôi

Th hi n tính baz , tan để ệ ơ ược trong axit B oxi ịoxi hóa

 Tính ch t v t lý :ấ ậ

M = 328,23

d = 6,86

tnc = 2180° C

2.1 – Ceri (III) oxit Ce2O3

Tín ch t hóa h c :ấ ọ

1 Ce2O3 + 3H2O 2Ce(OH)3 (đun sôi) →

2 Ce2O3 + 6HCl (loãng) 2CeCl3 + 3H2O →(to thường)

3 Ce2O3 + 2CO2 + H2O 2CeCO3(OH) (t° →

thường)

4 2Ce2O3 + O2 4CeO2→

2.2 - Ceri(IV) oxit CeO2

 Khoáng v t xerianit Vàng nh t, khó nóng ch y, không ậ ạ ả bay h i, b n nhi t Không ph n ng v i n ơ ề ệ ả ứ ớ ướ c, k t t a ế ủ tinh th hiđrat CeO2.nH2O t dung d ch ki m D ng đã ể ừ ị ề ạ nung th đ ng hóa h c Th hi n tính l ụ ộ ọ ể ệ ưỡ ng tính:

ph n ng v i axit sunfuric, axit nitric, v i ki m (khi ả ứ ớ ớ ề thiêu k t) Ch t oxi hóa: v i hiđro, cacbon, kim lo i ế ấ ớ ạ khử

2.2 –Ceri(IV) oxit CeO2

3 4CeO2 + 6H2SO4 (loãng) 2Ce2(SO4)3 + O2 + →

6H2O (đun sôi)

4 3 CeO2 + 3HNO3 (đ c) Ce(NO3)3OH + H2O ặ →

(đun sôi

2.2 – Ceri(IV) oxit CeO2

 Tính ch t hóa h c : ấ ọ

4 CeO2 + 2NaOH Na2CeO3 + H2O ( 850 t i 900° C) → ở ớ

5 2CeO2 + H2 Ce2O3 + H2O ( 1250 đ n 1400° → ở ế C)

CeO2 + 2H2 + xtNi Ce + 2H2O ( 1380° C) → ở

6 2CeO2 + C (than chì) Ce2O3 + CO ( 900 → ở

đ n 1200 °C) ế

2CeO2 + Ca Ce2O3 + CaO ( 900 đ n 950° C) → ở ế

2.3 - Ceri(III) hiđroxit Ce(OH)3

 Màu tr ng, vô đ nh hình (có kh năng h p ph ) ắ ị ả ấ ụhay tinh th Phân h y khi đun nóng Không tan ể ủtrong nước, không ph n ng v i ki m, hiđrat ả ứ ớ ề

amoniac Th hi n tính baz : ph n ng v i axit ể ệ ơ ả ứ ớ

Ch t kh : b oxi hóa H p th CO2 trong không ấ ử ị ấ ụkhí

 Tính ch t v t lý :ấ ậ

M = 191,14

pTt 25 = 21,19

2.3 - Ceri(III) hiđroxit Ce(OH)3

 Tính ch t hóa h c : ấ ọ

 1 2Ce(OH)3 Ce2O3 + 3H2O ( 400 đ n 500 → ở ế

Ce(OH)3 (r n) CeO(OH) (r n) + H2O (l ng) ắ → ắ ỏ ( 750°c,áp su t cao) ở ấ

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

 3 Ce(OH)3 + CO2 CeCO3(OH) + H2O (to th → ườ ng)

 4 4Ce(OH)3 (huy n phù) + O2 4CeO2 + 6H2O (đun sôi) ề →

 5 4Ce(OH)3 + Ca(ClO)2 4CeO2 + CaCl2 + 6H2O →

2.4 -Ceri(III) nitrat Ce(NO3)3

 Màu tr ng, phân h y khi đun nóng Tan nhi u ắ ủ ề trong n ướ c (b th y phân cation), axit ị ủ ở

nitric B ki m phân h y Ch t kh ị ề ủ ấ ử

 Tính ch t v t lý : ấ ậ

M = 326,13

kt = 75,6(25); 282,8(50)

2.4 -Ceri(III) nitrat Ce(NO3)3

 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 - Ceri(III) nitrat Ce(NO3)3

 Tính ch t hóa h c : ấ ọ

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

 5 Ce(NO3)3 + 3NaOH (loãng) Ce(OH)3 + 3NaNO3 →

 6 2Ce(NO3)3 + 3H2 Ce2O3 + 6NO2 + 3H2O →

( 600 ở

đ n 600°C ) ế

 7 2Ce(NO3)3 + 3M2CO3 Ce2(CO3)3 + 6MNO3 →

(M = Na+ , K+ , NH4 + )

 8 2Ce(NO3)3 + K2S2O6(O2) + 2H2O 2Ce(NO3)3(OH) + → K2SO4 + H2SO4

2.5 -Xeri(III) clorua CeCl3

 Màu tr ng, nóng ch y và sôi không phân h y ắ ả ủ Tan nhi u trong n ề ướ c ngu i (b th y phân) ộ ị ủ ở cation), axit clohiđric B n ị ướ c sôi, ki m ề

2.5 -Xeri(III) clorua CeCl3

 Tính ch t hóa h c : ấ ọ

1 CeCl3.7H2O Ce(Cl)O + 2HCl + 6H2O →

( 250 oC) ở CeCl3.7H2O CeCl3 + 7H2O ( khi có m t NH4Cl) → ặ

( 400 oC ) ở

2 CeCl3 (loãng) + 8H2O [Ce(H2O)8] 3+ + 3Cl- (pH <7) →

3 CeCl3 + 2H2O CeCl(OH)2 + 2HCl →

(đun sôi)

2.5 -Xeri(III) clorua CeCl3

 Tính ch t hóa h c : ấ ọ

 4 CeCl3 + 3NaOH (loãng) Ce(OH)3 + 3NaCl →

 5 CeCl3 + 3HF (loãng) CeF3 + 3HCl →

 B sung xeri vào gang s ngăn ng a quá trình ổ ẽ ừ

graphit hóa và sinh ra gang m mề

4.1 – Ce

4.1 - Ce

 hành ph n t o h p ầ ạ ợkim trong các đi n ệ

trong công nghi p ệ

đi n nh.ệ ả

4.2 –Các h p ch t c a cerium ợ ấ ủ

gây nôn.

4.2 – các h p c t c a cerium ợ ấ ủ

CeO2 :

Ch t xúc tác trong ấ

cracking d u m ầ ỏ

Thêm vào nhiên li u ệ

diesel làm cho chúng cháy

hoàn toàn h n, gi m gây ô ơ ả

nhi m môi tr ễ ườ ng.

Trong th y tinh, cho phép ủ

h p th có tính ch n l c ấ ụ ọ ọ

các tia c c tím ự

4.2 – các h p ch t c a cerium ợ ấ ủ