Cerio

Il cerio è un metallo appartenente alla serie dei lantanidi che si trova, insieme ad altri metalli delle terre rare, nei minerali appartenenti al gruppo della monazite e della bastnäsite.

Fu scoperto nel 1803 dai chimici svedesi Jacob Berzelius e Wilhelm von Hisinger e nello stesso anno dal chimico tedesco Martin Klaproth.

Berzelius e Hisinger scoprirono il nuovo elemento in un minerale raro di colore bruno-rossastro costituito da silicati attualmente noto come cerite.

Da tale minerale prepararono dei sali e indagarono sulle loro reazioni; sebbene non riuscirono ad ottenere il metallo allo stato puro scoprirono che questo nuovo elemento aveva due numeri di ossidazione.

Da uno stato di ossidazione si ottenevano sali incolori e dall’altro sali di colore giallo-rosso. Chiamarono cerio il nuovo elemento in quanto due anni prima l’astronomo italiano Giuseppe Piazzi aveva scoperto l’asteroide Cerere.

Berzelius e Hisinger pubblicarono per primi la nuova scoperta e venne accettato il nome di cerio dalla comunità scientifica.

Indipendentemente Martin Klaproth dall’analisi della cerite trovò l’ossido di questo nuovo elemento a cui diede il nome di ockroite.

Solo nel 1825 il chimico svedese Carl Gustav Mosander, allievo di Berzelius, isolò il cerio partendo dal solfuro di cerio (III). Trattò il solfuro di cerio (III) con cloro ottenendo cloruro di cerio:

Ce2S3 + 3 Cl2 → 2 CeCl3 + 3 S

Dalla reazione del cloruro di cerio (III) con potassio ottenne il cerio metallico:

CeCl3 + 3 K → Ce + 3 KCl

Il cerio che ha configurazione elettronica  [Xe]4f15d16s2 è un metallo duttile e malleabile di colore argenteo che presenta numeri di ossidazione +3 e +4.

Il cerio reagisce con l’ossigeno dell’aria per dare ossido di cerio (IV) di colore scuro:

Ce(s) + 2 O2(g)→ CeO2(s)

Il cerio reagisce lentamente in presenza di acqua a freddo e più velocemente a caldo per dare idrossido di cerio (III) e idrogeno gassoso:

2 Ce(s) + 3 H2O(l) → 2 Ce(OH)3(s) + 3 H2(g)

Il cerio reagisce con gli alogeni per dare gli alogenuri di cerio (III) solidi di colore bianco ad eccezione dello ioduro di cerio (III) che è di colore giallo secondo la reazione generale:

2 Ce(s) + 3 X2(g)→ 2 CeX3(s)

In ambiente basico lo ione cerio (III) precipita come idrossido di cerio (III) di colore bianco e lo ione cerio (IV) come idrossido di cerio (IV) di colore giallo:

Ce3+(aq) + 3 OH(aq) → Ca(OH)3(s)

Ce4+(aq) + 4 OH(aq) → Ca(OH)4(s)

Il cerio viene utilizzato in una lega metallica piroforica detta mischmetal unitamente a lantanio, neodimio e praseodimio utilizzata nelle pietrine per accendisigari.

L’ossido di cerio, come catalizzatore, viene utilizzato nei forni autopulenti per prevenire l’accumulo di residui di cottura e per lucidare le superfici vetrate.

È utilizzato nei convertitori catalitici perché aiuta a ridurre le emissioni di scarico delle automobili.  

Le nanoparticelle di ossido di cerio sono aggiunte al diesel per ridurre l’emissione di fuliggine e migliorare le prestazioni del motore dei veicoli.

Il solfuro di cerio dal tipico colore rosso è usato come pigmento.

Il cerio unitamente ad alcuni metalli di transizione o delle terre rare è utilizzato come rivestimento nei tubi catodici e nelle lampadine a risparmio energetico.

Il nitrato di cerio insieme alla sulfadiazina argentica C10H9AgN4O2S è utilizzato in un unguento ad uso topico per il trattamento delle infezioni nelle ferite da ustione.

Per la sua elevata azione ossidante il cerio (IV) è utilizzato nella cerimetria, tecnica analitica di tipo volumetrico, per la determinazione di molti analiti tra cui Fe(II) e ione nitrito

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Author: Chimicamo

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