צריום
צריום (באנגלית: Cerium) הוא יסוד כימי מסדרת הלנתנידים שסמלו הכימי Ce ומספרו האטומי 58. הוא נמנה עם היסודות הנדירים, אם כי למעשה הוא אינו נדיר, אלא מפוזר בדלילות ולכן יקר להפקה.
פרסאודימיום - צריום - לנתן | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
נתונים בסיסיים | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
מספר אטומי | 58 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
סמל כימי | Ce | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
סדרה כימית | לנתנידים | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
מראה | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
לבן כסוף | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
תכונות אטומיות | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
משקל אטומי | 140.116 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה | 2, 8,18,19, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
תכונות פיזיקליות | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
צפיפות | 6,689 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
מצב צבירה בטמפ' החדר | מוצק | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
נקודת רתיחה | 3,633K (3,360°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
נקודת התכה | 1,068K (795°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
מהירות הקול | 2,100 מטר לשנייה ב-20K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
שונות | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
אלקטרושליליות | 1.12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
קיבול חום סגולי | 190 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
מוליכות חשמלית | 1.15/m·Ω | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
מוליכות חום | 11.4 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
אנרגיית יינון ראשונה | 534.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
היסטוריה | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
מגלה | מרטין היינריך קלפרות | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
תאריך גילוי | 1804 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
נקרא על שם | קרס | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
תכונות
עריכהצריום הוא יסוד מתכתי רך, חשיל ורקיע שמזכיר בצבעו הכסוף ובברק שלו את היסוד ברזל. הוא מתלקח בקלות, וניתן להצית אותו בשריטה עם סכין. הוא מתחמצן במהירות במים חמים, ובאיטיות במים קרים. באוויר, ניתן להבחין בהיווצרות שכבת תחמוצת על גביו תוך מספר דקות.
לצריום תכונות כימיות מעניינות, בכללן העובדה שניתן לשנות את דרגת החמצון שלו מ-3 ל-4 בעזרת קירור או דחיסה. הוא היחיד ממשפחת הלנתנידים היכול להימצא בדרגת חמצון 4 באופן יציב.
צבעם של מלחי צריום תלת-ערכי הוא לבן, בעוד צבעם של מלחי צריום ארבע-ערכי הוא כתום-אדום.
שימושים
עריכה- בסגסוגות:
- תחמוצת צריום Ce2O3
- תחמוצות צריום (III) משמשות בתעשיית הרכב בממיר הקטליטי לצורך חימצון פחמן חד-חמצני ותחמוצות חנקן.[1][2]
- תחמוצות צריום משמשות כתוספי דלק לדלקי דיזל, על מנת לשפר את יעילות המנוע ולצמצם את פליטת החלקיקים.[3] עם זאת ההשלכות הבריאותיות של שימוש בתוספי הדלק נתונות תחת מחקר ומחלוקת.[4][5][6]
- תחמוצת צריום CeO2
- לתרכובות צריום יישומים בצביעת אמאיל.
- לתרכובות צריום כמו למשל CeCl3 תפקיד בזירוז ריאקציות כימיות.
היסטוריה
עריכההצריום זוהה ב-1803 בשוודיה על ידי הכימאים ינס יאקוב ברצליוס (Jöns Jakob Berzelius) ווילהלם פון היסינגר (Wilhelm von Hisinger), ובאופן בלתי תלוי, בגרמניה על ידי מרטין היינריך קלפרוט (Martin Heinrich Klaproth). ברצליוס קרא לצריום על שם האסטרואיד "קרס" (Ceres), שנתגלה שנתיים קודם לכן, ב-1801.
צורה בטבע
עריכהממשפחת הלנתנידים, צריום הוא הנפוץ ביותר והוא מהווה 0.0046% מקרום כדור הארץ. הוא נמצא במספר מינרלים, והמקורות החשובים ביותר שלו הם מונזיט ובסטנסיט.
מרבצים גדולים של מונזיט ובסטנסיט מהווים מקור חשוב לצריום, תוריום ולנתנידים אחרים. ישנן מספר טכניקות להפקת צריום, אחת מהן היא חילוף יונים.
אמצעי זהירות
עריכהכמו אצל לנתנידים אחרים, לצריום רעילות נמוכה. חסר מידע מספק לגבי הרעילות והשפעת הצריום על גוף האדם. באוויר, צריום ניצת ספונטנית כאשר מחממים אותו לטמפרטורה שבין 65-80 מעלות צלזיוס. בתגובה עם אבץ, ביסמוט או אנטימון נפלטת אנרגיה רבה.
יש לשמור אותו הרחק ממים, מכיוון שהוא מגיב איתם ופולט מימן, שעלול להתלקח.[7] עובדי ייצור שנחשפו לצריום ברמה גבוהה דיווחו על גירוי, חבורות בעור, ורגישות לחום. בעלי חיים שהוזרק להם צריום במינון גבוה מתו בעקבות קריסה של הלב וכלי הדם.
קישורים חיצוניים
עריכה- צריום ב-Webelements (אנגלית)
- צריום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
הערות שוליים
עריכה- ^ Bleiwas, D.I. (2013). Potential for Recovery of Cerium Contained in Automotive Catalytic Converters. Reston, Va.: U.S. Department of the Interior, הסקר הגאולוגי של ארצות הברית
- ^ "Argonne's deNOx Catalyst Begins Extensive Diesel Engine Exhaust Testing". אורכב מ-המקור ב-2015-09-07. נבדק ב-2014-06-19.
- ^ "Exploring Nano-sized Fuel Additives EPA scientists examine nanoparticle impacts on vehicle emissions and air pollution".
- ^ "Nanoparticles used as additives in diesel fuels can travel from lungs to liver, November 18, 2011. Marshall University Research Corporation".
- ^ "Inhal Toxicol. 2008 Apr;20(6):547-66. doi: 10.1080/08958370801915309 .Hazard and risk assessment of a nanoparticulate cerium oxide-based diesel fuel additive - a case study".
- ^ "Exploring Nano-sized Fuel Additives EPA scientists examine nanoparticle impacts on vehicle emissions and air pollution".
- ^ מידע בטיחות צריום, MSDS