जादुई दुर्मिळ पृथ्वी घटक: सिरियम

सेरिअम दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या मोठ्या कुटुंबातील निर्विवाद 'मोठा भाऊ' आहे.प्रथम, कवचातील दुर्मिळ पृथ्वीची एकूण विपुलता 238ppm आहे, 68ppm वर सेरिअम आहे, जे एकूण दुर्मिळ पृथ्वीच्या संरचनेच्या 28% आहे आणि प्रथम क्रमांकावर आहे;दुसरे म्हणजे, यट्रिअम (1794) च्या शोधानंतर नऊ वर्षांनी सापडलेला सिरियम हा दुसरा दुर्मिळ पृथ्वी घटक आहे.त्याचा अनुप्रयोग खूप विस्तृत आहे आणि "सेरियम" थांबवता येत नाही

सिरियम घटकाचा शोध

कार्ल ऑर फॉन वेल्सबॅक

1803 मध्ये जर्मन क्लॉपर्स, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ Jöns जेकोब बर्झेलियस आणि स्वीडिश खनिजशास्त्रज्ञ विल्हेल्म हिसिंगर यांनी Cerium चा शोध लावला आणि त्याचे नाव दिले.1801 मध्ये सापडलेल्या सेरेस या लघुग्रहाच्या स्मरणार्थ याला सेरिया म्हणतात आणि त्याच्या धातूला सेराइट म्हणतात. खरेतर, या प्रकारचे सिरियम सिलिकेट हे हायड्रेटेड मीठ असते ज्यामध्ये 66% ते 70% सेरिअम असते, तर बाकीचे कॅल्शियमचे संयुगे असतात. , लोह, आणियट्रियम.

ऑस्ट्रियन केमिस्ट कार्ल ऑर वॉन वेल्स्बॅक यांनी शोधून काढलेल्या गॅस फायरप्लेसचा सिरियमचा पहिला वापर होता.1885 मध्ये, त्याने मॅग्नेशियम, लॅन्थॅनम आणि यट्रिअम ऑक्साईड यांचे मिश्रण करण्याचा प्रयत्न केला, परंतु या मिश्रणाने हिरवा दिवा सोडला नाही.

1891 मध्ये, त्याला आढळले की शुद्ध थोरियम ऑक्साईड अधिक चांगला प्रकाश तयार करतो, जरी तो निळा होता, आणि एक चमकदार पांढरा प्रकाश तयार करण्यासाठी Cerium(IV) ऑक्साईडमध्ये मिसळला.याव्यतिरिक्त, थोरियम ऑक्साईड ज्वलनासाठी Cerium(IV) ऑक्साईडचा वापर उत्प्रेरक म्हणूनही केला जाऊ शकतो.

सिरियम धातू

★ Cerium सक्रिय गुणधर्मांसह एक लवचिक आणि मऊ चांदीचा पांढरा धातू आहे.हवेच्या संपर्कात आल्यावर, ते ऑक्सिडायझेशन केले जाईल, ऑक्साईडच्या सोलण्यासारखा गंज तयार होईल.गरम केल्यावर ते जळते आणि पाण्यावर त्वरीत प्रतिक्रिया देते.सेंटीमीटर आकाराचा सिरियम धातूचा नमुना सुमारे वर्षभरात पूर्णपणे खराब होतो.हवा, मजबूत ऑक्सिडंट, मजबूत ऍसिड आणि हॅलोजन यांच्याशी संपर्क टाळा.

★ सेरिअम प्रामुख्याने मोनाझाईट आणि बास्टनेसाइटमध्ये तसेच युरेनियम, थोरियम आणि प्लुटोनियमच्या विखंडन उत्पादनांमध्ये अस्तित्वात आहे.पर्यावरणास हानीकारक, जलस्रोतांच्या प्रदूषणाकडे विशेष लक्ष दिले पाहिजे.

★ Cerium हा 26 वा सर्वात मुबलक घटक आहे, जो पृथ्वीच्या कवचाचा 68ppm भाग आहे, तांबे (68ppm) नंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहे.सिरिअम हे शिसे (१३ पीएम) आणि कथील (२.१ पीपीएम) यांसारख्या सामान्य धातूंपेक्षा जास्त प्रमाणात असते.

सिरियम इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन

इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ सेरियम हे लॅन्थॅनम नंतर स्थित आहे आणि त्यात सिरियमपासून सुरू होणारे 4f इलेक्ट्रॉन आहेत, ज्यामुळे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेणे सोपे होते.तथापि, सेरिअमचे 5d ऑर्बिटल व्यापलेले आहे आणि हा प्रभाव सेरिअममध्ये पुरेसा मजबूत नाही.

★ बहुतेक लॅन्थॅनाइड व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन म्हणून फक्त तीन इलेक्ट्रॉन वापरू शकतात, सेरिअमचा अपवाद वगळता, ज्यामध्ये एक परिवर्तनीय इलेक्ट्रॉनिक संरचना आहे.4f इलेक्ट्रॉनची उर्जा ही धातूच्या अवस्थेतील बाह्य 5d आणि 6s इलेक्ट्रॉन्स सारखीच असते आणि या इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जेच्या पातळींचा सापेक्ष व्यवसाय बदलण्यासाठी फक्त थोड्या प्रमाणात उर्जेची आवश्यकता असते, परिणामी दुहेरी व्हॅलेन्स होते. +3 आणि+4.सामान्य स्थिती +3 व्हॅलेन्स असते, जी ॲनारोबिक पाण्यात +4 व्हॅलेन्स दर्शवते.
सेरिअमचा अर्ज

★ मिश्रधातूचे मिश्रण म्हणून आणि सेरिअम क्षारांच्या उत्पादनासाठी वापरले जाऊ शकते.

★ अल्ट्राव्हायोलेट आणि इन्फ्रारेड किरणांना शोषून घेण्यासाठी ते काचेच्या मिश्रित म्हणून वापरले जाऊ शकते आणि कारच्या काचेमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

★ एक उत्कृष्ट पर्यावरण संरक्षण सामग्री म्हणून वापरली जाऊ शकते आणि सध्या सर्वात प्रतिनिधी ऑटोमोटिव्ह एक्झॉस्ट शुद्धीकरण उत्प्रेरक आहे, जे मोठ्या प्रमाणात ऑटोमोटिव्ह एक्झॉस्ट गॅसला हवेत सोडण्यापासून प्रभावीपणे प्रतिबंधित करते.

★ प्रकाशदुर्मिळ पृथ्वी घटकमुख्यत्वे सेरिअम बनलेले आहे कारण वनस्पती वाढीचे नियामक पीक गुणवत्ता सुधारू शकतात, उत्पादन वाढवू शकतात आणि पीक तणाव प्रतिरोध वाढवू शकतात.

★ सिरीयम सल्फाइड हे शिसे आणि कॅडमियम सारख्या धातूंची जागा घेऊ शकते जे पर्यावरणाला आणि मानवाला हानिकारक असतात, रंगद्रव्यांमध्ये प्लास्टिकला रंग देऊ शकतात आणि कोटिंग्ज आणि शाई उद्योगांमध्ये देखील वापरले जाऊ शकतात.

★सिरियम (IV) ऑक्साईडपॉलिशिंग कंपाऊंड म्हणून वापरले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, केमिकल-मेकॅनिकल पॉलिशिंग (सीएमपी) मध्ये.

★ सेरिअमचा वापर हायड्रोजन स्टोरेज मटेरियल, थर्मोइलेक्ट्रिक मटेरियल, सेरिअम टंगस्टन इलेक्ट्रोड, सिरॅमिक कॅपेसिटर, पिझोइलेक्ट्रिक सिरॅमिक्स, सिरियम सिलिकॉन कार्बाइड ॲब्रेसिव्ह, इंधन सेल कच्चा माल, गॅसोलीन उत्प्रेरक, कायम चुंबकीय साहित्य, वैद्यकीय साहित्य आणि विविध धातू नसलेले स्टील म्हणून देखील केले जाऊ शकते. फेरस धातू.