Cer

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
¹³⁴Ce	{syn.}	3,16 d	ε	0,500	¹³⁴La
¹³⁵Ce	{syn.}	17,7 h	ε	2,026	¹³⁵La
¹³⁶Ce	0,19 %	Cer ist stabil mit 78 Neutronen
¹³⁷Ce	{syn.}	9,0 h	ε	1,222	¹³⁷La
¹³⁸Ce	0,25 %	Cer ist stabil mit 80 Neutronen
¹³⁹Ce	{syn.}	32,501 d	ε	0,581	¹³⁹La
¹⁴⁰Ce	88,48 %	Cer ist stabil mit 82 Neutronen
¹⁴¹Ce	{syn.}	32,501 d	β^-	0,581	¹⁴¹Pr
¹⁴²Ce	11,08 %	5 · 10¹⁶ a	β^-β^-	4,505	¹⁴²Nd
¹⁴³Ce	{syn.}	33,039 h	β^-	1,462	¹⁴³Pr
¹⁴⁴Ce	{syn.}	284,893 d	β^-	0,319	¹⁴⁴Pr

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Inhaltsverzeichnis

1 Eigenschaften

Eigenschaften

Das silbrigweiß glänzende Metall ist das reaktivste Element der Lanthanide. Oberflächliche Verletzungen der schützenden gelben Oxidschicht entzünden das Metall. Oberhalb von 150 °C verbrennt es unter heftigem Glühen zum Cerdioxid. Mit Wasser reagiert es zum Cerhydroxid. In der Wärme löst es sich in Alkohol.
In Säuren und Laugen löst es sich auf.
Cer kommt in Verbindungen als dreiwertiges farbloses oder vierwertiges gelbes bis orangenes Kation vor.
Im festen Zustand sind vier Modifikationen bekannt:

     _{-196 °C}    _{-23 °C}     _{726 °C}
 α-Cer  →  β-Cer  →  γ-Cer  →  δ-Cer

Abbildungen

[1] ( Abbildung in der Elemente Börse ) [2] ( Bild in der Sammlung Heinrich Pniok)

Anwendungen

Da sich die chemischen Eigenschaften der Seltenen Erden ähneln, wird selten Cer in Reinform eingesetzt, sondern in der Mischung, in der es bei der Herstellung aus den Seltenerd-Mineralien anfällt, das so genannte Mischmetall.

In der Metallurgie dient Mischmetall als Zusatz für Aluminiumlegierungen und hochtemperaturbeständige Eisenbasislegierungen. Es unterstützt im Schmelzprozess die Abtrennung von Schwefel und Sauerstoff.
Mischmetall dient als Ausgangsstoff für Feuersteine für die Verwendung in Feuerzeugen und zur Erzeugung von Funkenregen auf Achterbahnen und in Filmszenen (Unfallszenen).
Cerdioxid, CeO₂, wird zur Stabilisierung des keramischen Katalysatorträgers aus Aluminiumoxid für Autoabgaskatalysatoren verwandt
Bestandteil einiger Spezialgläser, zum Beispiel UV-Filter und Windschutzscheiben, und Enttrübungsmittel in der Glasherstellung
Zur Färbung von Email
Cerdioxid findet Verwendung als Poliermittel in der Glasbearbeitung
Cerdotierte Farbstoffe in Bildschirmröhren
Selbstreinigende Backöfen enthalten eine cerhaltige Beschichtung
Cer(IV)-sulfat als Oxidationsmittel in der Quantitativen Analyse (Cerimetrie)
als Kontrastmittel bei Kernresonanz
als Leuchtstoff in Gasentladungsröhren
als Beschichtung in Rußpartikelfiltern

Geschichte

Cer wurde 1803 von Jöns Jacob Berzelius und Wilhelm von Hisinger und gleichzeitig von Martin Heinrich Klaproth entdeckt und nach dem Planetoiden Ceres benannt. Die Herstellung des Elementes gelang Carl Gustav Mosander 1825 durch Reduktion des Chlorids mit Natrium.

Vorkommen

Natürlich kommt Cer vergesellschaftet mit anderen Lantaniden in Ceriterden vor:

Allanit (Ca, Ce, La, Y)₂(Al, Fe)₃(SiO₄)₃(OH)
Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄
Bastnäsit (Ce, La, Y)CO₃F

Herstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der Cerbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Cerfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Cer reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Verbindungen

Cerdioxid CeO₂
Cer(III)-chlorid CeCl₃
Cer(IV)-sulfat Ce(SO₄)₂

200px|left|thumb|Cer(IV)-sulfat

Vorsichtsmaßnahmen

Cer ist wie alle Lanthanide leicht giftig. Metallisches Cer kann sich schon ab 65 °C entzünden. Cerbrände dürfen nicht mit Wasser gelöscht werden, da sich Wasserstoffgas entwickelt.

Cer