सेरियम दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या मोठ्या कुटुंबात हा निर्विवाद 'मोठा भाऊ' आहे. प्रथम, पृथ्वीच्या कवचात दुर्मिळ पृथ्वीचे एकूण प्रमाण २३८ पीपीएम आहे, ज्यामध्ये सेरियम ६८ पीपीएम आहे, जे एकूण दुर्मिळ पृथ्वी रचनेच्या २८% आहे आणि पहिल्या क्रमांकावर आहे; दुसरे म्हणजे, यट्रियमच्या शोधानंतर (१७९४) नऊ वर्षांनी शोधलेला सेरियम हा दुसरा दुर्मिळ पृथ्वी घटक आहे. त्याचा वापर खूप व्यापक आहे आणि "सेरियम" थांबवता येत नाही.
सेरियम मूलद्रव्याचा शोध
कार्ल ऑअर फॉन वेल्सबाख
१८०३ मध्ये जर्मन क्लोपर्स, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ जेन्स जेकोब बर्झेलियस आणि स्वीडिश खनिजशास्त्रज्ञ विल्हेल्म हिसिंगर यांनी सेरियमचा शोध लावला आणि त्याचे नाव दिले. १८०१ मध्ये सापडलेल्या सेरेस या लघुग्रहाच्या स्मरणार्थ त्याला सेरिया म्हणतात आणि त्याच्या धातूला सेराइट म्हणतात. खरं तर, या प्रकारचे सेरियम सिलिकेट हे एक हायड्रेटेड मीठ आहे ज्यामध्ये ६६% ते ७०% सेरियम असते, तर उर्वरित कॅल्शियम, लोह आणियट्रियम.
सेरियमचा पहिला वापर ऑस्ट्रियन रसायनशास्त्रज्ञ कार्ल ऑअर फॉन वेल्सबाख यांनी शोधलेल्या गॅस फायरप्लेसमध्ये केला होता. १८८५ मध्ये, त्यांनी मॅग्नेशियम, लॅन्थॅनम आणि य्ट्रियम ऑक्साईड यांचे मिश्रण वापरून पाहिले, परंतु या मिश्रणांना यश आले नाही.
१८९१ मध्ये, त्यांना आढळले की शुद्ध थोरियम ऑक्साईड निळा असला तरी चांगला प्रकाश निर्माण करतो आणि सेरियम(IV) ऑक्साईडमध्ये मिसळून चमकदार पांढरा प्रकाश तयार करतो. याव्यतिरिक्त, सेरियम(IV) ऑक्साईडचा वापर थोरियम ऑक्साईड ज्वलनासाठी उत्प्रेरक म्हणून देखील केला जाऊ शकतो.
सेरियम धातू
★ सेरियम हा एक लवचिक आणि मऊ चांदीसारखा पांढरा धातू आहे ज्याचे सक्रिय गुणधर्म आहेत. हवेच्या संपर्कात आल्यावर ते ऑक्सिडाइझ होते, ज्यामुळे गंजाच्या सोलण्यासारखा ऑक्साइड थर तयार होतो. गरम केल्यावर ते जळते आणि पाण्याशी लवकर प्रतिक्रिया देते. सेंटीमीटर आकाराचा सेरियम धातूचा नमुना सुमारे एक वर्षाच्या आत पूर्णपणे गंजतो. हवा, मजबूत ऑक्सिडंट्स, मजबूत आम्ल आणि हॅलोजनशी संपर्क टाळा.
★ सेरियम प्रामुख्याने मोनाझाइट आणि बॅस्टनेसाइटमध्ये तसेच युरेनियम, थोरियम आणि प्लुटोनियमच्या विखंडन उत्पादनांमध्ये आढळते. पर्यावरणासाठी हानिकारक असल्याने, जलसंचयांच्या प्रदूषणाकडे विशेष लक्ष दिले पाहिजे.
★ सेरियम हा २६ वा सर्वात मुबलक घटक आहे, जो पृथ्वीच्या कवचात ६८ppm आहे, तांब्यानंतर (६८ppm) दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. शिसे (१३pm) आणि कथील (२.१ppm) सारख्या सामान्य धातूंपेक्षा सेरियम जास्त मुबलक आहे.
सेरियम इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन
इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था:
१एस२ २एस२ २पी६ ३एस२ ३पी६ ४एस२ ३डी१० ४पी६ ५एस२ ४डी१० ५पी६६एस२ ४एफ१ ५डी१
★ सेरियम हे लॅन्थॅनम नंतर स्थित आहे आणि त्यात सेरियमपासून सुरू होणारे 4f इलेक्ट्रॉन आहेत, ज्यामुळे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेणे सोपे होते. तथापि, सेरियमचे 5d ऑर्बिटल व्यापलेले असते आणि सेरियममध्ये हा परिणाम पुरेसा मजबूत नसतो.
★ बहुतेक लॅन्थानाइड केवळ तीन इलेक्ट्रॉन व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन म्हणून वापरू शकतात, सेरियम वगळता, ज्याची इलेक्ट्रॉनिक रचना परिवर्तनशील असते. 4f इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा जवळजवळ धातूच्या अवस्थेत विभाजित केलेल्या बाह्य 5d आणि 6s इलेक्ट्रॉनइतकीच असते आणि या इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा पातळींचा सापेक्ष व्याप बदलण्यासाठी फक्त थोड्या प्रमाणात ऊर्जा आवश्यक असते, ज्यामुळे +3 आणि +4 ची दुहेरी व्हॅलेन्स होते. सामान्य स्थिती +3 व्हॅलेन्स असते, जी अॅनारोबिक पाण्यात +4 व्हॅलेन्स दर्शवते.
सेरियमचा वापर
★ मिश्रधातू म्हणून आणि सेरियम क्षार इत्यादींच्या उत्पादनासाठी वापरता येते.
★ हे अल्ट्राव्हायोलेट आणि इन्फ्रारेड किरणे शोषण्यासाठी काचेच्या अॅडिटीव्ह म्हणून वापरले जाऊ शकते आणि कारच्या काचेमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.
★ एक उत्कृष्ट पर्यावरण संरक्षण सामग्री म्हणून वापरता येते आणि सध्या सर्वात जास्त प्रतिनिधित्व करणारा ऑटोमोटिव्ह एक्झॉस्ट शुद्धीकरण उत्प्रेरक आहे, जो मोठ्या प्रमाणात ऑटोमोटिव्ह एक्झॉस्ट गॅस हवेत सोडण्यापासून प्रभावीपणे प्रतिबंधित करतो.
★ हलकादुर्मिळ पृथ्वी घटकप्रामुख्याने सेरियमपासून बनलेले, वनस्पतींच्या वाढीचे नियामक म्हणून, पिकाची गुणवत्ता सुधारू शकतात, उत्पादन वाढवू शकतात आणि पिकांचा ताण प्रतिकार वाढवू शकतात.
★ सिरियम सल्फाइड हे रंगद्रव्यांमध्ये पर्यावरण आणि मानवांसाठी हानिकारक असलेल्या शिसे आणि कॅडमियम सारख्या धातूंची जागा घेऊ शकते, प्लास्टिक रंगवू शकते आणि कोटिंग्ज आणि शाई उद्योगांमध्ये देखील वापरले जाऊ शकते.
★सेरियम(IV) ऑक्साईडपॉलिशिंग कंपाऊंड म्हणून वापरले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, केमिकल-मेकॅनिकल पॉलिशिंग (CMP) मध्ये.
★ सेरियमचा वापर हायड्रोजन साठवण साहित्य, थर्मोइलेक्ट्रिक साहित्य, सेरियम टंगस्टन इलेक्ट्रोड, सिरॅमिक कॅपेसिटर, पायझोइलेक्ट्रिक सिरॅमिक्स, सेरियम सिलिकॉन कार्बाइड अ‍ॅब्रेसिव्ह, इंधन पेशी कच्चा माल, पेट्रोल उत्प्रेरक, कायमस्वरूपी चुंबकीय साहित्य, वैद्यकीय साहित्य, विविध मिश्र धातु स्टील्स आणि नॉन-फेरस धातू म्हणून देखील केला जाऊ शकतो.
पोस्ट वेळ: जुलै-०३-२०२३