| Cer 58Ce | ||||||
| engl. Cerium; nach dem Zwergplaneten Ceres | ||||||
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 Physikalisch-chemische Eigenschaften |
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Reines Cer
ist ein relativ weiches, silbrig glänzendes, paramagnetisches Metall. Es
ist chemisch sehr reaktionsfähig und läuft an der Luft je nach
Feuchtigkeit gelb, braun oder grau an. Mit kaltem Wasser entwickelt es
langsam, mit warmem Wasser schnell und mit Säuren stürmisch Wasserstoff.
Mit Wasser bildet sich Cerhydroxid, mit den Säuren die
entsprechenden
Salze. Beim Erwärmen auf 180 °C entzündet es sich
an der Luft und verbrennt mit greller Flamme. Mit reinem Sauerstoff erfolgt eine explosionsartige Umsetzung,
die noch stärker ausfällt als beim Magnesium.
Dabei entstehen sehr hohe Temperaturen über 4000 °C. Pulverisiertes Cer ist
pyrophor: Schon beim Reiben an rauen Flächen entzünden sich die Metallsplitter. Cer-Abfälle und andere Abfälle mit Lanthaniden müssen daher immer in einem brandsicheren Behälter entsorgt werden.
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| Toxikologie |
Das
elementare Cer und auch die Ceroxide haben nur ein geringes
toxisches Potenzial.
Das Freisetzen und Einatmen von Stäuben ist aber zu
vermeiden, sie
reizen Augen und Schleimhäute, da sich mit der
Feuchtigkeit das ätzend
wirkende Cerhydroxid bildet. Da die Lanthanide meist nur in
geringen Mengen
inhaliert werden, beispielsweise über Rauch von
Lichtbogenlampen, liegen für eine toxikologische Beurteilung zu
wenige Daten vor. |
| Vorkommen |
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Häufigkeit weniger häufig
Cer ist das häufigste Lanthanid in der Erdhülle. Es kommt stets zusammen mit den anderen Lanthaniden vor. Zu den bedeutenden Erzen gehören Monazit-(Ce) oder Bastnäsit-(Ce).
Bedeutende
Lagerstätten der Cermineralien liegen in Kalifornien,
Skandinavien, Russland, Indien, Südafrika und im Kongo. Zunehmend
kommen die Seltenen Erden auch aus China. Die Cerite sind für die Cergewinnung nicht so bedeutend, da sie fast nur in Schweden gefunden werden.
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| Geschichte |
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Martin H. Klaproth
(1743–1817) untersuchte im Jahr 1803 in Berlin eine Cerit-Erde, die aus dem schwedischen Bastnäs stammte.
Darin fand er ein bis dahin unbekanntes Oxid, das er
„Ochroiterde“ in Anlehnung an die Ockerfarbe benannte. J.J. Berzelius (1749–1848) und Wilhelm
Hisinger (1766–1852) untersuchten fast gleichzeitig in Stockholm die gleiche
Erde. Sie benannten die Erden nach
dem gerade im Jahr 1801 entdeckten Zwergplaneten Ceres. Um 1825 gelang Carl Gustav Mosander (1797–1858) die erstmalige
Herstellung des Metalls Cer durch eine Reduktion von Cerchlorid mit Natrium.
1839 wies Mosander nach, dass die von Klaproth entdeckte Ochroiterde
kein reines Ceroxid war, sondern eine Mischung mehrerer Erden darstellte.
Dabei gelang ihm auch die Entdeckung des Lanthans.
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| Herstellung |
Der
wichtigste Rohstoff zur Herstellung von Cer ist der Monazitsand. Das Erz wird zunächst
angereichert und mit konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen. Die erhaltenen Sulfate werden in Eiswasser mit Oxalsäure
als Oxalate ausgefällt und durch Glühen in die Oxide umgewandelt.
Die Abtrennung des Ceroxids erfolgt durch Ionenaustausch und Komplexbildung. Durch eine Reaktion mit Chlorwasserstoff erhält man Cer(III)-chlorid,
das durch eine Schmelzflusselektrolyse oder durch eine Reduktion mit Calcium oder Magnesium zu Cer umgewandelt wird. |
| Verwendung |
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Cer dient in Aluminium-Legierungen zur Erhöhung der Festigkeit und der Dehnbarkeit.
Es wird auch zur Färbung
von Glas und Emaille eingesetzt. In Spezialgläsern und in
Windschutzscheiben wird es zur Herstellung von UV-Filtern
benötigt. Das von Carl Auer von Welsbach (1858–1929) im Jahr 1903 zum Patent angemeldete „Auer-Metall“ ist eine pyrophore Cer-Legierung: Es erzeugt in Feuerzeugen oder
Gasanzündern durch Reiben an einer rauen Fläche
viele Funken, die das Gas entzünden. Das „Cer-Eisen“ in den heute
erhältlichen Zündsteinen besteht aus einer Legierung
mit 50 Prozent Cer, 40 Prozent Lanthan, sieben Prozent Eisen und drei Prozent Metallen aus der Lanthanoid-Reihe.
Ceriumrot (PR265, CI 77283:2) und Ceriumorange (PO75, CI 77283:1) sind rote oder orange Pigmente, die aus Cer(III)-sulfid γ-Ce2S3 aufgebaut sind. Die Cerpigmente wurden auf der Suche nach einem Ersatz für die Cadmiumpigmente ab den 1990er-Jahren entwickelt.
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| Cerverbindungen |
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| Cerminerale |
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Gefahr
