CERIO OSDIDE (IV) Struttura, proprietà, usi

Lui Cerio ossido (IV) U l'ossido zagico è un solido inorganico bianco o giallo pallido che è prodotto dall'ossidazione del cerio (CE) dall'ossigeno alla sua Valencia 4+. La formula chimica dell'ossido zagico è CEO₂ Ed è l'ossido più stabile della collina.

Cerio (CE) è un elemento della serie Lanthanid, che è incluso nel gruppo dei terreni RAN. La fonte naturale di questo ossido è il minerale di bastastro. Nel concentrato commerciale di questo minerale il CEO₂ Può essere trovato in una proporzione approssimativa fino al 30% in peso.

Un campione di ossido di cerio (IV). Immagine scattata agosto 2005 dall'utente: Walkerma. Pd-se stesso Fonte: Wikipedia Commons

L'amministratore delegato₂ Può essere facilmente ottenuto riscaldando in aria o ossigeno da Hill (III), CE (OH)₃, o qualsiasi sale di collina (III), come ossalato, carbonato o nitrato.

L'amministratore delegato₂ lo stechiometrico può essere ottenuto mediante reazione ad alta temperatura dell'ossido di collina (III) con ossigeno elementare. L'ossigeno deve essere eccessivamente e abbastanza tempo per completare la conversione delle varie fasi non estochiometriche che si stanno formando deve essere lasciata abbastanza da completare.

Queste fasi comprendono prodotti CEO di formula multicolore_X (dove x varia tra 1,5 e 2,0). Sono anche chiamati CEO_2-x, dove x può avere un valore fino a 0,3. L'amministratore delegato₂ È la forma CE più utilizzata nel settore. Ha una classificazione a bassa tossicità, soprattutto a causa della sua scarsa solubilità in acqua.

Campione minerale di bastastro bastardo. Rob Lavinsky, Irocks.Com-CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons

[TOC]

Struttura

Cerio Ossido (IV) cristallizzato stechiometrico nella rete cubica di tipo fluorite (caffè₂), con 8 ioni o^2- In una struttura cubica coordinata con 4 ioni CE⁴⁺.

Struttura cristallina dell'ossido di collina (IV). Benjah-bmm27 [dominio pubblico] Fonte: Wikipedia Commons

Nomenclatura

- Cerio ossido (IV).

- Ossido zagico.

- Biossido di cerio.

- Ceria.

- Stoichiometric Hill: materiale formato completamente dal CEO₂.

- Ossido di cerio non eco-etico: materiale formato da ossidi misti dal CEO₂ al CEO_1.5

Proprietà

Stato fisico

Solido giallo pallido. Il colore è sensibile alla stechiometria e alla presenza di altri lantanidi. Gli ossidi non statichiometrici sono spesso blu.

Durezza MOHS

Circa 6-6.1.

Peso molecolare

172,12 g/mol.

Punto di fusione

2600 ºC approssimativamente.

Densità

7.132 g/cm³

Solubilità

Insolubile in acqua fredda e calda. Solubile in acido solforico concentrato concentrato. Insolubile in acidi diluiti.

Indice di rifrazione

2.2.

Altre proprietà

L'amministratore delegato₂ È una sostanza inerte, non viene attaccata da acidi forti o alcali. Tuttavia, può essere sciolto dagli acidi in presenza di agenti riducenti, come il perossido di idrogeno (H₂O₂) o stagno (ii), tra gli altri, generando soluzioni CERIO (iii).

Può servirti: sistema eterogeneo

Presenta un'elevata stabilità termica. Non subisce cambiamenti cristallografici durante i soliti intervalli di riscaldamento.

Il suo derivato idratato (CEO₂.NH₂O) è un precipitato giallo e gelatinoso ottenuto durante il trattamento di soluzioni CERIO (IV) con le basi.

L'amministratore delegato₂ È scarsamente assorbito dal tratto gastrointestinale, quindi non ha effetti tossici.

Applicazioni

- Nell'industria metallurgica

L'amministratore delegato₂ Viene utilizzato in elettrodi di alcune tecnologie di saldatura, come la saldatura dell'arco di tungsteno con gas inerte.

L'ossido è finemente disperso in tutta la matrice di tungsteno. A basse tensioni queste particelle di CEO₂ dare una maggiore affidabilità rispetto al solo tungsteno.

- Nell'industria del vetro

Lucidatura del vetro

CERIO L'ossido è l'agente di lucidatura più efficiente per la maggior parte delle composizioni di vetro commerciali. L'amministratore delegato₂ ha quasi completamente sostituito altri ossidi di lucidatura, come la fede₂O₃, Silice e zro₂, A causa della sua maggiore velocità di lucidatura e pulizia, aumentando aumentando il grado di purezza dell'ossido.

Pulimentos commerciali per vetro in base alle polveri di ossido di cerio hanno definito le dimensioni delle particelle e la dispersione controllata nei sistemi acquosi.

Il processo di lucidatura del vetro richiede acqua e ciò che viene rimosso o riforma è uno strato superficiale idratato più morbido. L'agente di lucidatura deve avere una durezza MOHS di circa 6,5, vicino alla durezza della maggior parte del vetro.

L'ossido di cerio in acqua contiene la coppia CE (IV) / EC (III) che con le loro reazioni di riduzione dell'ossido può fornire assistenza chimica durante la rottura della rete di silicato di vetro.

L'amministratore delegato₂ Con un alto grado di purezza viene utilizzato per trattare specchi, elettrodomestici, lenti oftalmiche e materiale ottico di precisione.

Scolorimento del vetro

L'amministratore delegato₂ può scolorire il vetro di soda-callo per bottiglie, brocche e simili. Il CE (iv) ossida le impurità della fede (ii), che forniscono colore blu verde, alla fede (iii) che conferisce un colore giallo 10 volte più debole.

Vetro resistente alle radiazioni

L'aggiunta dell'1% di CEO₂ Al vetro sopprime lo scolorimento o l'oscuramento del vetro causato dal bombardamento di elettroni ad alta energia nel vetro TV. Lo stesso accade nelle finestre usate nelle cellule calde dell'industria nucleare, poiché sopprime la decolorazione indotta dai raggi gamma.

Si ritiene che il meccanismo di soppressione dipenda dalla presenza di ioni CE⁴⁺ e ce³⁺ Nella rete di vetro.

Può servirti: chimica nucleare: storia, campo di studio, aree, applicazioni

Vetro fotosensibile

Alcune formulazioni di vetro possono sviluppare immagini latenti che possono quindi essere convertite in una struttura o un colore permanenti.

Questo tipo di vetro contiene CEO₂ che assorbe le radiazioni UV e rilascia elettroni nella matrice di vetro.

Attraverso il trattamento successivo viene generata la crescita di cristalli di altri composti nel vetro, creando motivi dettagliati per usi elettronici o decorativi.

- In smalti

Per il suo CEO di indice di rifrazione elevato₂ È un agente di opacità nelle composizioni di smalto utilizzate come rivestimenti protettivi sui metalli.

La sua elevata stabilità termica e la sua unica forma cristallografica durante l'intero intervallo di temperatura ottenuto durante il processo dello smalto, lo rendono adeguato per l'uso negli smalti per la porcellana.

In questa applicazione il CEO₂ fornisce la copertura bianca desiderata durante lo smalto bruciato. È l'ingrediente che fornisce opacità.

- In ceramica di Circonio

La ceramica di cirrium è un isolante termico e viene utilizzata in applicazioni ad alta temperatura. Richiede un additivo per avere elevata resistenza e tenacia. Aggiunta di CEO₂ Un materiale di ossido di cirrium Un materiale con tenacia eccezionale e una buona resistenza si verifica.

Ossido di zirch con CEO₂ È usato nei rivestimenti per fungere da barriera termica sulle superfici metalliche.

Ad esempio, nelle parti dei motori dell'aeromobile questi rivestimenti proteggono dalle alte temperature a cui sarebbero esposti i metalli.

Motore a reazione. Jeff Dahl, traduzione spagnola di Xavigivax [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)] Fonte: Wikipedia Commons

- Nei catalizzatori per il controllo delle emissioni del veicolo

L'amministratore delegato₂ È un componente attivo nella rimozione degli inquinanti dalle emissioni del veicolo. Ciò è in gran parte dovuto alla sua capacità di immagazzinare o rilasciare ossigeno a seconda delle condizioni che lo circondano.

Il convertitore catalitico dei veicoli automobilistici si trova tra il motore e l'uscita dei gas di scarico. Ha un catalizzatore che deve ossidare gli idrocarburi non di non frequenza, convertire co -a co co₂, e ridurre gli ossidi di azoto, no_X, UN₂ IO₂.

Convertitore catalitico dei gas di scarico dal motore a combustione interna di un veicolo auto. Ahanix1989 presso l'inglese Wikipedia [dominio pubblico] Fonte: Wikipedia Commons

Oltre al platino e ad altri metalli catalitici, il principale componente attivo di questi sistemi multifunzionali è CEO₂.

Ogni convertitore catalitico contiene 50-100 g di CEO₂ finemente diviso, che svolge diverse funzioni. I più importanti sono:

Agisce come stabilizzatore di allumina di superficie alta

Alumina di superficie alta tende a sinterare, perdendo la sua superficie alta durante il funzionamento ad alte temperature. Questo è ritardato dalla presenza del CEO₂.

Può servirti: dimetilanilina: struttura, proprietà, sintesi, usi

Si comporta come un librador di stoccaggio di ossigeno

Per la sua capacità di formare CEO non est perchiometrico_2-x, L'ossido di cerio (IV) fornisce ossigeno elementare dalla propria struttura durante il periodo del scarso ciclo di ossigeno/ricco di carburante.

Pertanto, l'ossidazione di idrocarburi non bruciati che provengono dal motore e la conversione di CO può continuare₂, anche quando l'ossigeno a gas è insufficiente.

Quindi, nel periodo del ciclo ricco di ossigeno, occupa di nuovo ossigeno e ossidato, recuperando la sua forma stechiometrica del CEO₂.

Altri

Funziona come un improprio della capacità catalitica della cavalcata nella riduzione degli ossidi di azoto non lo fa_X Azoto e ossigeno.

- Sulle reazioni chimiche

Nei processi di cracking catalitico delle raffinerie il CEO₂ Agisce come un ossidante catalitico che aiuta nella conversione di così₂ Per così₃ e promuove la formazione di solfato in trappole di processo specifiche.

L'amministratore delegato₂ Migliora l'attività del catalizzatore in base all'ossido di ferro utilizzato per ottenere il tratto a partire dall'etilbenzene. Ciò è probabilmente dovuto all'interazione positiva tra coppie di ossido -riduzione (II) - Fe (III) e CE (III) - CE (IV).

- In applicazioni biologiche e biomediche

È stato scoperto che le nanoparticelle del CEO₂ Agiscono eliminando i radicali liberi, come superossido, idrogeno, idrossile e ossido nitrico radicale.

Possono proteggere i tessuti biologici da danni indotti dalle radiazioni, danni alla retina indotti dal laser, aumentare la fascia di vita delle cellule dei fotorecettori, ridurre le lesioni spinali, ridurre l'infiammazione cronica e promuovere l'angiogenesi o la formazione dei vasi sanguigni.

Inoltre, alcune nanofibre contenenti nanoparticelle CEO₂ Si sono dimostrati tossici contro i ceppi batterici, essendo candidati promettenti per applicazioni battericide.

- Altri usi

L'amministratore delegato₂ È un materiale isolante elettrico grazie alla sua eccellente stabilità chimica, ad alta quota relativa (ha un'alta tendenza a polarizzarsi prima dell'applicazione di un campo elettrico) e una rete cristallina simile al silicio.

Ha trovato l'applicazione nel condensatore e strati di ammortizzazione di materiali superconduttori.

Viene anche utilizzato in sensori di gas, materiali per elettrodi a celle a combustibile a ossido solido, pompe di ossigeno e monitor di ossigeno.

Riferimenti

1. Cotone, f. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimica inorganica avanzata. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
2. Dance, j.C.; Emeléus, h.J.; Sir Ronald Nyholm e Trotman-Deckenson, a.F. (1973). Chimica inorganica completa. Volume 4. Pergamon Press.
3. Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia della tecnologia chimica. Volume 5. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
4. L'enciclopedia di chimica industriale di Ullmann. (1990). Quinta edizione. Volume A6. VCH Verlagsgellschaft MBH.
5. Casals, Eudald et al. (2012). Analisi e rischio di nanomateriali in campioni ambientali e alimentari. Nella comprensione della chimica analitica. Recuperato da ScienceDirect.com.
6. MailAdil t. Sebastian. (2008). Aluminia, Titania, Ceria, silicato, Tungstate e altri materiali. In materiali dielettrici per la comunicazione wireless. Recuperato da ScienceDirect.com.
7. Afeesh Rajan Unnithan, et al. (2015). Impalcature con proprietà antibatteriche. In nanotecnologie applicazioni per l'ingegneria dei tessuti. Recuperato da ScienceDirect.com.
8. Gottardi V., et al. (1979). Lucidare la superficie di un bicchiere studiata con una tecnica nucleare. Bollettino della Ceramica spagnola e della Glass Society, Vol. 18, n. 3. Recuperato dai bollettini.Secv.È.