Structure de l'oxyde de Cerio (IV), propriétés, utilisations

Il Cério oxyde (IV) L'oxyde u zagique est un solide inorganique blanc pâle ou jaune qui est produit par l'oxydation du cérium (CE) par l'oxygène à son Valencia 4+. La formule chimique de l'oxyde zagique est PDG₂ Et c'est l'oxyde le plus stable de la colline.

Cerio (CE) est un élément de la série Lanthanide, qui sont inclus dans le groupe du Lands-Ran. La source naturelle de cet oxyde est le minéral saltnasite. Dans le concentré commercial de ce minéral, le PDG₂ Il peut être trouvé dans une proportion approximative jusqu'à 30% en poids.

Un échantillon d'oxyde de Cerio (IV). Photo prise en août 2005 par l'utilisateur: Walkerma. Pd-self Source: Wikipedia Commons

Le PDG₂ Il peut être facilement obtenu par chauffage dans l'air ou l'oxygène de la colline (III), CE (OH)₃, ou tout sel de colline (iii), comme l'oxalate, le carbonate ou le nitrate.

Le PDG₂ stoichiométrique peut être obtenue par réaction à haute température de l'oxyde de colline (III) avec de l'oxygène élémentaire. L'oxygène doit être excessivement et suffisamment de temps pour terminer la conversion des différentes phases non estrochiométriques qui se forment doivent être suffisantes pour terminer.

Ces phases comprennent des produits PDG de formule multicolores_X (où X varie entre 1,5 et 2.0). Ils sont également appelés PDG_2-x, où x peut avoir une valeur allant jusqu'à 0,3. Le PDG₂ C'est la forme EC la plus utilisée dans l'industrie. Il a une faible classification de toxicité, en particulier en raison de sa mauvaise solubilité dans l'eau.

Échantillon de minéraux bastnasite. Rob Lavinsky, Irocks.com-cc-by-sa-3.0 [cc by-sa 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)] Source: Wikipedia Commons

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Structure

Cério oxyde (IV) STOICHIOMETRIQUE cristallise dans le réseau cube de type fluorite (café₂), avec 8 ions ou^2- Dans une structure cubique coordonnée avec 4 ions CE⁴⁺.

Structure cristalline de l'oxyde de colline (IV). Benjah-Bmm27 [Domaine public] Source: Wikipedia Commons

Nomenclature

- Cério oxyde (IV).

- Oxyde zagique.

- Dioxyde de créo.

- Cèrie.

- Colline stoichiométrique: matériau entièrement formé par le PDG₂.

- Oxyde de cério non éthique non éthique: matériau formé par des oxydes mixtes du PDG₂ au PDG_1.5

Propriétés

État physique

Solide jaune pâle. La couleur est sensible à la stoechiométrie et à la présence d'autres lanthanides. Les oxydes non stoichiométriques sont souvent bleus.

Dureté mohs

Environ 6-6.1.

Poids moléculaire

172.12 g / mol.

Point de fusion

2600 ºC approximativement.

Densité

7 132 g / cm³

Solubilité

Insoluble dans l'eau froide et chaude. Soluble dans l'acide sulfurique concentré concentré. Insoluble dans les acides dilués.

Indice de réfraction

2.2.

Autres propriétés

Le PDG₂ C'est une substance inerte, il n'est pas attaqué ni par des acides forts ou des alcalis. Cependant, il peut être dissous par les acides en présence d'agents réducteurs, tels que le peroxyde d'hydrogène (H₂SOIT₂) ou étain (ii), entre autres, générant des solutions de Cerio (iii).

Peut vous servir: système hétérogène

Présente une stabilité thermique élevée. Ne subit pas de changements cristallographiques pendant les intervalles de chauffage habituels.

Son dérivé hydraté (PDG₂.NH₂O) est un précipité jaune et gélatine qui est obtenu lors du traitement des solutions de Cerio (IV) avec des bases.

Le PDG₂ Il est mal absorbé par le tractus gastro-intestinal, il n'a donc aucun effet toxique.

Applications

- Dans l'industrie métallurgique

Le PDG₂ Il est utilisé dans des électrodes de certaines technologies de soudage, telles que le soudage à l'arc au tungstène avec du gaz inerte.

L'oxyde est finement dispersé dans la matrice de tungstène. À basse tension ces particules de PDG₂ donner une plus grande fiabilité que le tungstène uniquement.

- Dans l'industrie du verre

Polissage en verre

L'oxyde de Cerio est l'agent de polissage le plus efficace pour la plupart des compositions de verre commerciales. Le PDG₂ a presque complètement remplacé d'autres oxydes de polissage, comme la foi₂SOIT₃, Silice et zro₂, En raison de sa vitesse de polissage et de sa propreté plus élevées, qui augmentent en augmentant le degré de pureté de l'oxyde.

Les poulades commerciales pour le verre à base de poudres d'oxyde de cérium ont défini la taille des particules et la dispersibilité contrôlée dans les systèmes aqueux.

Le processus de polissage en verre nécessite de l'eau et ce qui est retiré ou une réforme est une couche de surface hydratée plus douce. L'agent de polissage doit avoir une dureté Mohs d'environ 6,5, près de la dureté de la plupart.

L'oxyde de Cerio dans l'eau contient le couple CE (IV) / EC (III) qui, avec leurs réactions de réduction d'oxyde peut fournir une assistance chimique pendant la rupture du réseau de silicate de verre.

Le PDG₂ Avec un degré élevé de pureté, il est utilisé pour traiter les miroirs, les appareils télévisés, les lentilles ophtalmiques et le matériau optique de précision.

Décoloration du verre

Le PDG₂ peut décolorer le verre soda-cal pour les bouteilles, les cruches et autres. Le CE (iv) oxyde les impuretés de la foi (ii), qui fournissent une couleur vert bleu, à la foi (iii) qui confère une couleur jaune 10 fois plus faible.

Verre résistant aux rayonnements

L'ajout de PDG à 1%₂ Au verre supprime la décoloration ou l'assombrissement du verre causé par le bombardement des électrons à haute énergie dans le verre de télévision. La même chose se produit dans les fenêtres utilisées dans les cellules chaudes de l'industrie nucléaire, car elle supprime la décoloration induite par les rayons gamma.

On pense que le mécanisme de suppression dépend de la présence d'ions CE⁴⁺ et CE³⁺ Dans le réseau de verre.

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Verre photosensible

Certaines formulations de verre peuvent développer des images latentes qui peuvent ensuite être converties en structure ou couleur permanente.

Ce type de verre contient le PDG₂ qui absorbe le rayonnement UV et libère des électrons dans la matrice de verre.

Grâce au traitement ultérieur, la croissance des cristaux d'autres composés dans le verre est générée, créant des modèles détaillés pour les utilisations électroniques ou décoratives.

- En émail

Pour son PDG de l'indice de réfraction élevé₂ C'est un agent d'opacité dans les compositions d'émail utilisées comme revêtements protecteurs sur les métaux.

Sa stabilité thermique élevée et sa forme cristallographique unique tout au long de l'intervalle de température qui sont obtenues pendant le processus d'émail, ce qui le rend adéquat pour une utilisation dans les émails pour la porcelaine.

Dans cette application, le PDG₂ Fournit la couverture blanche souhaitée pendant l'émail brûlé. C'est l'ingrédient qui fournit l'opacité.

- Dans Cirmonio Ceramics

La céramique de circonium est un isolant thermique et est utilisé dans des applications à haute température. Nécessite un additif pour avoir une résistance et une ténacité élevées. Ajout d'un PDG₂ Un circonyde de circony.

Oxyde de zirch dopé au PDG₂ Il est utilisé dans les revêtements pour agir comme barrière thermique sur les surfaces métalliques.

Par exemple, dans les parties des moteurs d'avion, ces revêtements protègent des températures élevées auxquelles les métaux seraient exposés.

Moteur à réaction. Jeff Dahl, Traduction espagnole par Xavigivax [CC By-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] Source: Wikipedia Commons

- Dans les catalyseurs pour le contrôle des émissions de véhicules

Le PDG₂ C'est un élément actif dans l'élimination des polluants des émissions de véhicules. Cela est en grande partie dû à sa capacité à stocker ou à libérer de l'oxygène en fonction des conditions qui l'entourent.

Le convertisseur catalytique des véhicules automobiles est situé entre le moteur et la sortie des gaz d'échappement. Il a un catalyseur qui doit oxyder les hydrocarbures non questionnos₂, et réduire les oxydes d'azote, non_X, un₂ je₂.

Convertisseur catalytique des gaz d'échappement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Ahanix1989 à l'anglais Wikipedia [Domaine public] Source: Wikipedia Commons

En plus du platine et d'autres métaux catalytiques, la principale composante active de ces systèmes multifonctionnels est le PDG₂.

Chaque convertisseur catalytique contient 50-100 g de PDG₂ Finement divisé, qui remplit plusieurs fonctions. Les plus importants sont:

Il agit comme un stabilisateur de la haute surface d'alumine

L'alumine à surface élevée a tendance à Sinterar, perdant sa surface élevée pendant le fonctionnement à des températures élevées. Ceci est retardé par la présence du PDG₂.

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Il se comporte comme un libradeur de stockage d'oxygène

Pour sa capacité à former un PDG perchiométrique non-oriental_2-x, L'oxyde de cérium (IV) fournit de l'oxygène élémentaire de sa propre structure pendant la période du pauvre cycle d'oxygène / riche en carburant.

Ainsi, l'oxydation des hydrocarbures non montés qui proviennent du moteur et de la conversion du CO peuvent continuer₂, Même lorsque l'oxygène du gaz est insuffisant.

Ensuite, au cours de la période du cycle riche en oxygène, il reprend de l'oxygène et oxydé à nouveau, récupérant sa forme stoechiométrique du PDG₂.

Autres

Il fonctionne comme une mauvaise capacité catalytique de la conduite dans la réduction des oxydes d'azote ne_X Azote et oxygène.

- Sur les réactions chimiques

Dans les processus de fissuration catalytique des raffineries, le PDG₂ Il agit comme un oxydant catalytique qui aide à la conversion de SO₂ À ainsi₃ et favorise la formation de sulfate dans des pièges à processus spécifiques.

Le PDG₂ Améliore l'activité du catalyseur basé sur l'oxyde de fer qui est utilisé pour obtenir l'étirement à partir de l'éthylbenzène. Cela est peut-être dû à l'interaction positive entre les couples d'oxyde de réduction (II) - Fe (III) et CE (III) - CE (IV).

- Dans les applications biologiques et biomédicales

Il a été constaté que les nanoparticules PDG₂ Ils agissent en éliminant les radicaux libres, comme le superoxyde, l'hydrogène, l'hydroxyle et l'oxyde nitrique radical.

Ils peuvent protéger les tissus biologiques des dommages induits par les rayonnements, les dommages rétiniens induits par le laser, augmenter la gamme de vie des cellules photorécepteurs, réduire les lésions vertébrales, réduire l'inflammation chronique et favoriser l'angiogenèse ou la formation des vaisseaux sanguins.

De plus, certains nanofibres contenant des nanoparticules de PDG₂ Ils se sont avérés toxiques contre les souches bactériennes, étant des candidats prometteurs à des applications bactéricides.

- Autres utilisations

Le PDG₂ Il s'agit d'un matériau isolant électrique en raison de son excellente stabilité chimique, de son allocation relative élevée (il a une forte tendance à polariser avant l'application d'un champ électrique) et un réseau cristallin similaire au silicium.

A trouvé une application dans le condenseur et les couches d'amorti des matériaux de supraconducteur.

Il est également utilisé dans les capteurs de gaz, les matériaux pour les électrodes de pile à combustible à oxyde solide, les pompes à oxygène et les moniteurs d'oxygène.

Les références

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