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Physikalisch-chemische Eigenschaften |
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Cer
ist ein silberweiß glänzendes, sehr weiches und gut dehnbares
Schwermetall, das an der Luft rasch oxidiert und grau anläuft. Cer
ist chemisch sehr reaktionsfähig und läuft an der Luft je nach
Feuchtigkeit gelb, braun oder grau an. Mit kaltem Wasser entwickelt es
langsam, mit warmem Wasser schnell und mit Säuren stürmisch Wasserstoff.
Mit Wasser bildet sich Cerhydroxid, mit den Säuren die entsprechenden
Salze. Beim Erwärmen auf 180°C entzündet es sich bereits
an der Luft und verbrennt mit blendend weißer Flamme. Mit reinem
Sauerstoff erfolgt eine explosionsartige Umsetzung,
die noch stärker ausfällt als beim Magnesium.
Pulverisiertes Cer ist stark pyrophor: Schon beim Reiben an rauhen Flächen
entzünden sich die Metallsplitter.
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Toxikologie |
| Das elementare Cer und auch die Ceroxide haben nur ein geringes toxisches Potential. Das Freisetzen und Einatmen von Stäuben ist aber zu vermeiden, sie reizen Augen und Schleimhäute, da sich mit der Feuchtigkeit das ätzend wirkende Cerhydroxid bildet. Da die Lanthanide meist nur in geringen Mengen inhaliert werden - beispielsweise über Rauch von Lichtbogenlampen - liegen für eine toxikologische Beurteilung zu wenig Daten vor. |
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Vorkommen |
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Cer
ist das häufigste Metall in der Reihe der Lanthanide
und steht mit einem Anteil von 0,0043% an 28. Stelle der Elementhäufigkeit.
Cer kommt stets zusammen mit den anderen Lanthaniden
vor. Zu den bedeutenden Erzen gehören die Mineralien der Monazit-Gruppe
oder der Bastnäsit-Gruppe.
Bedeutende Lagerstätten an Cer-Mineralien liegen in Kalifornien, in Skandinavien, in den GUS-Staaten, in Indien, in Südafrika und in Kongo. Die Mineralien der Cerit-Gruppe sind für die Cergewinnung nicht so bedeutend, da sie fast nur in Schweden gefunden werden.
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Geschichte |
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Das
Element wurde im Jahre 1803 von dem deutschen Chemiker Martin H. Klaproth
(1743-1817) in Berlin entdeckt, als er einen Cerit aus Bastnäs (siehe
Bild) chemisch analysierte. Er benannte die neue Erde Ochroiterde (griech.
ochros, "ocker"). Fast gleichzeitig und unabhängig voneinander
fanden auch die schwedischen Chemiker J.J. Berzelius (1749-1848) und Wilhelm
Hisinger (1766-1852) in Stockholm diese Erde. Sie benannten die Erden nach
dem gerade entdeckten Planetoiden Ceres. Das chemische Symbol Ce schlug
Berzelius im Jahre 1814 vor. Im Jahre
1825 gelang Carl Gustav Mosander (1797-1858) in Stockholm die erstmalige
Herstellung des Metalls Cer durch eine Reduktion von Cerchlorid mit Natrium.
Im Jahre 1839 wies Mosander nach, dass die von Klaproth entdeckte Ochroiterde
keine reines Ceroxid war, sondern eine Mischung mehrerer Erden darstellte.
Dabei gelang ihm auch die Entdeckung des Lanthans.
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Herstellung |
| Der
wichtigste Rohstoff zur Cerherstellung ist der Monazitsand. Aus einem Kilogramm
können ca. 220g Cer, 120g Lanthan, 100g Neodym, 30g Praseodym und
eine ganze Reihe weiterer Lanthanoide gewonnen werden. Das Erz wird zunächst
angereichert und mit konzentrierter Schwefelsäure
aufgeschlossen. Die erhaltenen Sulfate werden in Eiswasser mit Oxalsäure
als Oxalate ausgefällt und durch Glühen in die Oxide umgewandelt.
Die Abtrennung des Ceroxids erfolgt durch Ionenaustausch und Komplexbildung.
Mit steigender Ordnungszahl, vom Lanthan bis
zum Ytterbium, nimmt die Tendenz zur Komplexbildung
bei den Lanthanoiden ständig zu. Diese Eigenschaft kann bei der Abtrennung
ausgenutzt werden.
Durch eine Reaktion mit Chlorwasserstoff erhält man Cer(III)-chlorid, das durch eine Schmelzflusselektrolyse oder durch eine Reduktion mit Calcium oder Magnesium zu Cer umgewandelt wird. Dieses Verfahrensprinzip wird bei allen Seltenerdenmetallen angewandt (siehe beim Yttrium). |
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Verwendung |
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Das
Metall dient in Legierungen zur Erhöhung der Festigkeit und der Dehnbarkeit.
"Cer-Eisen" ezeugt als Zündmetall und Feuerstein in Feuerzeugen oder
Gasanzündern Funken durch Reibung. Es besteht aus einer Legierung
mit 50% Cer, 40% Lanthan, 7% Eisen
und 3% Metallen der Lanthanoide. Ferner dient Cer auch zur Färbung
von Glas.
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| Copyright: Thomas Seilnacht |
Gefahr
