Cerium

Cerium is in 1801 ontdekt door de Zweedse wetenschappers Jöns Jacob Berzelius en Wilhelm von Hisinger. Tegelijkertijd en onafhankelijk daarvan werd het element ook ontdekt door de Duitser Martin Heinrich Klaproth.

Cerium is door Berzelius vernoemd naar de planetoïde Ceres, welke twee jaar eerder werd ontdekt.

[bewerk] Toepassingen

In de industrie wordt cerium vooral gebruikt bij het maken van legeringen met aluminium en zirkonium. Andere toepassingen zijn:

Permanente magneten.
In zelfreinigende ovens wordt ceriumoxide als katalysator gebruikt.
Verschillende ceriumverbindingen worden in de glasindustie gebruikt om zowel glas te kleuren als om het te ontkleuren.
Ceriumoxide kan bij de productie van glas worden gebruikt om ultraviolet licht beter te absorberen.
Cerium(III)- en cerium(IV)-verbindingen worden bij organische syntheses gebruikt als katalysator.

In de petrochemische industrie wordt ceriumoxide gebruikt bij het kraken van olie.

[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen

Cerium is een buigzaam en makkelijk te vervormen metaal. Bij afwezigheid van lucht beschikt het over een zilverwitte glans. Onder invloed van zuurstof verandert dat in mat grijs. Cerium reageert makkelijk met water en allerlei verdunde zuren en basen en ontbrandt snel.

Omdat de 4f-, 5d- en 6s-schillen relatief dicht bij elkaar liggen, vertoont cerium opvallende eigenschappen. De oxidatietoestand kan bijvoorbeeld van +3 in +4 veranderen door verhoging van druk of verlaging van temperatuur.

Zouten van cerium(IV) zijn oranje, rood of geelachtig terwijl cerium(III)-zouten vrijwel altijd wit zijn. In waterige oplossingen zijn cerium(IV)-ionen intens geel gekleurd en cerium(III)-ionen kleurloos.

[bewerk] Verschijning

Van de lanthaniden en actiniden komt cerium het meest op aarde voor. Ongeveer 0,0046% van de aardkorst bestaat uit cerium. Het komt vooral voor in de mineralen monaziet en bastnasiet. Belangrijke vindplaatsen hiervan bevinden zich in gebieden waar ook uranium en thorium worden aangetroffen.

[bewerk] Isotopen

Meest stabiele isotopen
Iso	RA (%)	Halveringstijd	VV	VE (MeV)	VP
¹³⁶Ce	0,19	stabiel met 78 neutronen
¹³⁸Ce	0,25	stabiel met 80 neutronen
¹³⁹Ce	syn	137,640 d	EV	2,317	¹³⁹La
¹⁴⁰Ce	88,48	stabiel met 82 neutronen
¹⁴¹Ce	syn	32,5 d	β	2,502	¹⁴¹Pr
¹⁴²Ce	syn	5×10¹⁶ j	2β	4,505	¹⁴²Nd
¹⁴⁴Ce	syn	284,893 d	β	5,540	¹⁴⁴Pr

In de natuur komen drie stabiele ceriumisotopen en één radioactieve voor. Met een relatieve aanwezigheid van meer dan 88% is ¹⁴⁰Ce de meest voorkomende. In totaal zijn er 27 radio-isotopen van cerium bekend, waarvan er 26 alleen kunstmatig kunnen worden gemaakt. Het grootste deel daarvan heeft halfwaardetijden van minder dan 4 dagen.

[bewerk] Toxicologie en veiligheid

Cerium is een krachtige reductor en kan bij 65°C al spontaan ontbranden. Met zink reageert cerium explosief en reacties met bismut en antimonium verlopen zeer exotherm. Dampen van brandend cerium zijn giftig en moeten niet geblust worden met water omdat cerium daar heftig mee reageert onder vorming van explosief waterstofgas. Bij aanraking met de huid veroorzaakt cerium heftige jeuk en dierproeven hebben aangetoond dat bij injectie van cerium hartafwijkingen kunnen optreden.