Struktura tlenku cerio (iv), właściwości, zastosowania

On Tlenek cerio (IV) Zagiczny tlenek jest jasnoziała lub żółta nieorganiczna substancja stała wytwarzana przez utlenianie cerium (CE) przez tlen do jego walencji 4+. Chemiczna wzór tlenku Zagicznego jest CEO₂ I jest to najbardziej stabilny tlenek wzgórza.

Cerio (CE) jest elementem serii Lanthanid, które są zawarte w grupie Lands-Ran. Naturalnym źródłem tego tlenku jest minerał bastnasite. W komercyjnym koncentratu tego minerału CEO₂ Można go znaleźć w przybliżonym odsetku do 30% wagowych.

Próbka tlenku cerio (IV). Zdjęcie wykonane w sierpniu 2005 przez użytkownika: Walkerma. Pd-self Źródło: Wikipedia Commons

Dyrektor Generalny₂ Można go łatwo uzyskać przez ogrzewanie w powietrzu lub tlenu ze wzgórza (III), CE (OH)₃, lub dowolna sól na wzgórze (III), taka jak szczawian, węglan lub azotan.

Dyrektor Generalny₂ Stochiometryczne można uzyskać za pomocą reakcji wysokiej temperatury tlenku wzgórza (III) z elementarnym tlenem. Tlen musi być nadmiernie i wystarczająco dużo czasu, aby zakończyć konwersję różnych faz nie-estochiometrycznych, które tworzą się.

Fazy ​​te obejmują wielokolorowe produkty CEO Formuły_X (gdzie x waha się między 1,5 a 2.0). Są również nazywane CEO_2-x, gdzie x może mieć wartość do 0,3. Dyrektor Generalny₂ Jest to najczęściej stosowana forma WE w branży. Ma niską klasyfikację toksyczności, zwłaszcza ze względu na słabą rozpuszczalność w wodzie.

Próbka mineralna bastnasite. Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] Źródło: Wikipedia Commons

[TOC]

Struktura

Tlenek cerio (IV) Stochiometryczny krystalizuje się w sieci sześciennej typu fluorytowego (kawa₂), z 8 jonów lub^2- W strukturze sześciennej koordynowanej z 4 jonami CE⁴⁺.

Krystaliczna struktura tlenku wzgórza (IV). Benjah-BMM27 [domena publiczna] Źródło: Wikipedia Commons

Nomenklatura

- Tlenek cerio (IV).

- Zagiczny tlenek.

- Dwutlenek cerio.

- Ceria.

- Wzgórze stechiometryczne: materiał utworzony całkowicie przez CEO₂.

- Nie-etyczny tlenek cerio: materiał utworzony przez mieszane tlenki z CEO₂ do CEO_1.5

Nieruchomości

Stan fizyczny

Blasty żółty stał. Kolor jest wrażliwy na stechiometrię i obecność innych lantanidów. Niestoichiometryczne tlenki są często niebieskie.

Twardość mohs

Około 6-6.1.

Waga molekularna

172,12 g/mol.

Temperatura topnienia

Około 2600 ° C w przybliżeniu.

Gęstość

7 132 g/cm³

Rozpuszczalność

Nierozpuszczalne w zimnej i gorącej wodzie. Rozpuszczalne w stężonym stężonym kwasie siarkowym. Nierozpuszczalne w rozcieńczonych kwasach.

Współczynnik załamania światła

2.2.

Inne właściwości

Dyrektor Generalny₂ Jest to substancja obojętna, nie jest atakowana ani przez silne kwasy, ani alkalis. Jednak można go rozpuścić przez kwasy w obecności środków redukujących, takich jak nadtlenek wodoru (H₂ALBO₂) lub Tin (ii), między innymi, generowanie roztworów cerio (III).

Może ci służyć: system heterogeniczny

Przedstawia wysoką stabilność termiczną. Nie ulega zmian krystalograficznych podczas zwykłych odstępów ogrzewania.

Jego uwodniona pochodna (CEO₂.NH₂O) jest żółtym i galaretowatym osadem uzyskiwanym podczas leczenia roztworów cerio (IV) podstawami.

Dyrektor Generalny₂ Jest słabo wchłaniany przez przewód pokarmowy, więc nie ma toksycznych efektów.

Aplikacje

- W branży metalurgicznej

Dyrektor Generalny₂ Jest stosowany w elektrodach niektórych technologii spawania, takich jak spawanie łuku wolframu z gazem obojętnym.

Tlenek jest drobno rozproszony w całej matrycy wolframowej. Do niskich napięć, te cząstki CEO₂ dawać większą niezawodność niż tylko wolfram.

- W branży szklanej

Polerowanie szklane

Tlenek cerio jest najskuteczniejszym środkiem polerowania większości komercyjnych kompozycji szkła. Dyrektor Generalny₂ Prawie całkowicie zastąpił inne tlenki polerowania, takie jak wiara₂ALBO₃, Krzemionka i Zro₂, Ze względu na wyższą prędkość polerowania i czystość, które rosną poprzez zwiększenie stopnia czystości tlenku.

PULIMENTOS Commercial dla szkła w oparciu o proszki tlenkowe cerowe mają zdefiniowane rozmiary cząstek i kontrolowaną dyspergowalność w układach wodnych.

Proces polerowania szkła wymaga wody, a to, co jest usunięte lub reforma, to bardziej miękka uwodniona warstwa powierzchniowa. Środek polerowy musi mieć twardość MOHS wynoszącą około 6,5, zbliżoną do twardości większości szkła.

Tlenek cerio w wodzie zawiera parę CE (IV) / EC (III), że wraz z ich reakcjami z redukcją tlenku może zapewnić pomoc chemiczną podczas pęknięcia szklanej sieci krzemianowej.

Dyrektor Generalny₂ Przy wysokim stopniu czystości jest stosowany do leczenia luster, urządzeń telewizyjnych, soczewek okulistycznych i precyzyjnego materiału optycznego.

Odbarwienie szkła

Dyrektor Generalny₂ może odbarwić szkło sodowe do butelek, dzbanków i tym podobne. CE (iv) utlenia zanieczyszczenia wiary (ii), które zapewniają kolor zielony, wiarę (iii), który nadaje żółty kolor 10 razy słabszy.

Szkło odporne na promieniowanie

Dodanie 1% CEO₂ Do szkła tłumi przebarwienia lub przyciemnienie szkła spowodowanego bombardowaniem elektronów o wysokiej energii w szklance telewizji. To samo dzieje się w używanych oknach w gorących komórkach przemysłu nuklearnego, ponieważ tłumi odbarwienie wywołane przez promienie gamma.

Uważa się, że mechanizm tłumienia zależy od obecności jonów CE⁴⁺ i CE³⁺ W sieci szklanej.

Może ci służyć: chemia nuklearna: historia, dziedzina studiów, obszary, zastosowania

Szkło światłoczujące

Niektóre szklane preparaty mogą opracować ukryte obrazy, które można następnie przekonwertować na stałą strukturę lub kolor.

Ten rodzaj szkła zawiera CEO₂ który pochłania promieniowanie UV i uwalnia elektrony w matrycy szklanej.

Poprzez późniejsze leczenie generowany jest wzrost kryształów innych związków w szkle, tworząc szczegółowe wzory do zastosowań elektronicznych lub dekoracyjnych.

- W emalii

Dla swojego dyrektora generalnego o wysokich współczynnika załamania światła₂ Jest to środek kryzysowy w kompozycjach szkliwa stosowanego jako powłoki ochronne na metalach.

Jego wysoka stabilność termiczna i unikalny kształt krystalograficzny w całym przedziale temperatury, które są osiągane podczas procesu szkliwa, sprawiają, że jest wystarczająca do stosowania w emalii do porcelany.

W tej aplikacji CEO₂ zapewnia pożądaną białą pokrywę podczas spalonego szkliwa. Jest to składnik, który zapewnia krycie.

- W Circonio Ceramics

Cirmicum Ceramics jest izolatorem termicznym i jest stosowany w zastosowaniach o wysokiej temperaturze. Wymaga dodatku, aby mieć wysoki opór i wytrwałość. Dodanie CEO₂ Występuje tlenek okrągły o wyjątkowej wytrwałości i dobrej odporności.

CEO -podsycany zrch₂ Jest stosowany w powłokach, aby działać jako bariera termiczna na metalowych powierzchniach.

Na przykład w części silników samolotów powłoki te chronią przed wysokimi temperaturami, na które metale zostaną odsłonięte.

Silnik odrzutowy. Jeff Dahl, tłumaczenie hiszpańskie przez Xavigivax [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)] Źródło: Wikipedia Commons

- W katalizatach kontroli emisji pojazdu

Dyrektor Generalny₂ Jest to aktywny składnik w usuwaniu zanieczyszczeń z emisji pojazdów. Wynika to głównie z jego zdolności do przechowywania lub uwalniania tlenu w zależności od otaczających go warunków.

Katalityczny konwerter pojazdów samochodowych znajduje. Ma katalizator, który musi utleniać węglowodory innych₂, i zmniejsz tlenki azotu, nie_X, jakiś₂ I₂.

Katalityczny konwerter gazów spalin z silnika spalinowego pojazdu samochodowego. Ahanix1989 w angielskiej Wikipedii [domena publiczna] Źródło: Wikipedia Commons

Oprócz platyny i innych metali katalitycznych głównym aktywnym składnikiem tych wielofunkcyjnych systemów jest CEO₂.

Każdy katalityczny konwerter zawiera 50-100 g CEO₂ drobno podzielone, co spełnia kilka funkcji. Najważniejsze to:

Działa jak stabilizator tlenku glinu o dużej powierzchni

Alumina o wysokiej powierzchni ma tendencję do sineraru, tracąc wysoką powierzchnię podczas pracy w wysokich temperaturach. Opóźnia to obecność CEO₂.

Może ci służyć: dimetyloinę: struktura, właściwości, synteza, zastosowania

Zachowuje się jak tlen-magazyn-librador

Ze względu na jego zdolność do tworzenia nie-wschodniego Perchiometrycznego CEO_2-x, Tlenek ceru (IV) zapewnia elementarny tlen z własnej struktury w okresie złego cyklu tlenu/bogaty w paliwo.

Zatem utlenianie nieograniczonych węglowodorów pochodzących z silnika i konwersji CO może kontynuować₂, Nawet gdy tlen gazowy jest niewystarczający.

Następnie, w okresie cyklu bogatego w tlen, wymaga on tlenu i ponownie utlenia się, odzyskując swój stechiometryczny kształt CEO₂.

Inni

Działa jako niewłaściwa zdolność katalityczna przejeżdżania w zmniejszaniu tlenków azotu_X Azot i tlen.

- O reakcjach chemicznych

W procesach katalitycznych pękania rafinerii CEO₂ Działa jak katalityczny utleniacz, który pomaga w konwersji₂ Na tak₃ i promuje tworzenie siarczanu w określonych pułapkach procesowych.

Dyrektor Generalny₂ Poprawia aktywność katalizatora opartą na tlenku żelaza, który jest stosowany w uzyskiwaniu odcinka, zaczynając od etylobenzenu. Wynika to prawdopodobnie z dodatniej interakcji między parami -redukcyjnymi tlenkiem (II) - Fe (III) i CE (III) - CE (IV).

- W zastosowaniach biologicznych i biomedycznych

Stwierdzono, że nanocząstki CEO₂ Działają, eliminując wolne rodniki, takie jak nadtlenek, wodór, hydroksyl i rodnik tlenku azotu.

Mogą chronić tkanki biologiczne przed uszkodzeniem indukowanym przez promieniowanie, uszkodzenie siatkówki indukowane laserowo, zwiększyć zakres żywotności komórek fotoreceptorów, zmniejszyć zmiany kręgosłupa, zmniejszyć przewlekłe zapalenie i promować angiogenezę lub tworzenie naczyń krwionośnych.

Dodatkowo niektóre nanowłókna zawierające nanocząstki CEO₂ Udowodnili toksyczne przeciwko szczepom bakteryjnym, będąc obiecującymi kandydatami do zastosowań bakteriobójczych.

- Inne zastosowania

Dyrektor Generalny₂ Jest to elektryczny materiał izolacyjny ze względu na jego doskonałą stabilność chemiczną, wysoką względną zasiłkiem (ma wysoką tendencję do polaryzacji przed zastosowaniem pola elektrycznego) i sieć krystaliczną podobną do krzemu.

Znalazł zastosowanie w kondensatorze i warstwach amortyzacji materiałów nadprzewodników.

Jest również stosowany w czujnikach gazu, materiałach do elektrod stałego ogniw paliwowych, pomp tlenowych i monitorów tlenu.

Bibliografia

1. Bawełna, f. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
2. Dance, J.C.; Emeléus, godz.J.; Sir Ronald Nyholm i Trotman-Deckenson.F. (1973). Kompleksowa chemia nieorganiczna. Tom 4. Pergamon Press.
3. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedia technologii chemicznej. Tom 5. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
4. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna. (1990). PIĄTA EDYCJA. Tom A6. VCH Verlagsgellschaft MBH.
5. Casals, Eudald i in. (2012). Analiza i ryzyko nanomateriałów w próbkach środowiskowych i pokarmowych. W zrozumieniu chemii analitycznej. Odzyskane z naukowym.com.
6. Mailadil t. Sebastian. (2008). Alumini, Titania, Ceria, krzemian, wolfram i inne materiały. W materiałach dielektrycznych do komunikacji bezprzewodowej. Odzyskane z naukowym.com.
7. Afeesh Rajan Unnithan i in. (2015). Rusztowania z właściwościami przeciwbakteryjnymi. W nanotechnologii aplikacje do inżynierii tkankowej. Odzyskane z naukowym.com.
8. Gottardi przeciwko., i in. (1979). Polerowanie powierzchni szkła badanego za pomocą techniki nuklearnej. Biuletyn hiszpańskiego społeczeństwa ceramiki i szkła, t. 18, no. 3. Wyzdrowiał z biuletynów.Secv.Jest.