¿Qué es el Cerio?
El cerio, símbolo Ce y número atómico 58, pertenece al grupo 3 de la tabla periódica y es un elemento de las tierras raras.
Es el más abundante de los elementos de tierras raras en la corteza terrestre, constituyendo aproximadamente el 0,046% de su masa. Se encuentra mayormente en minerales como la monacita y la bastnezita.
El cerio puede tener valencias de +2, +3 y +4, siendo la valencia +3 la más común. Además, también se pueden encontrar compuestos como CeI2, CeH2 y CeS en forma de valencias +2. Las sales de cerio con valencia +4 presentan un color rojo anaranjado o amarillo, mientras que las de valencia +3 tienden a ser blancas o incoloras. Ambas valencias tienen una buena capacidad de absorción de radiación ultravioleta.
Usos del Cerio
El cerio se utiliza comercialmente en muchas aplicaciones. El cerio absorbe la radiación UV, por lo que puede utilizarse en parabrisas de automóviles y gafas de sol con filtro UV.
Los óxidos de cerio reaccionan químicamente con el dióxido de silicio, uno de los principales componentes del vidrio, por lo que se utilizan como abrillantadores de vidrio. Las aleaciones con hierro se utilizan en encendedores y otros productos como aleación de ignición.
El cerio también es conocido como un fósforo que emite fluorescencia azul y puede utilizarse en LED y tubos de rayos catódicos.
Propiedades del Cerio
El cerio es un metal de color blanco plateado que muestra una notable facilidad para oxidarse en presencia de aire, convirtiéndose gradualmente en óxido de cerio (IV) (CeO2). Su punto de fusión es de 795°C y su punto de ebullición es de 3.443°C, siendo su punto de inflamación 160°C.
En relación a su solubilidad, el cerio es ligeramente soluble en agua, y cuando reacciona con agua caliente, se forma hidróxido de cerio (III). Además, es soluble en ácidos y amoníaco. Cuando se agrega ácido perhalogénico y amoníaco a soluciones acuosas de lantánidos, el cerio adquiere un característico color marrón oscuro, lo que facilita su detección en mezclas de tierras raras.
El cerio también presenta reacciones con todos los halógenos y se disuelve con facilidad en ácido sulfúrico diluido, formando una solución incolora de iones Ce(III), que existen en forma de complejos como [Ce(OH2)9]3+.
Estructura del Cerio
La estructura cristalina estable del cerio a temperatura y presión ambiente es una estructura cúbica centrada en la cara: por encima de 730°C adopta una estructura cúbica centrada en el cuerpo, a temperaturas más bajas una estructura hexagonal compacta y por debajo de -150°C adopta de nuevo una estructura cúbica centrada en la cara.
La densidad del cerio a temperatura ambiente es de 6,770 g/cm3 y la densidad líquida en el punto de fusión es de 6,55 g/cm3. La configuración electrónica es [Xe] 4f1 5d1 6s2.
Más Información sobre el Cerio
1. Producción de Cerio
Los principales minerales son (Ce,La)(CO3)F (Bastnäsite) y (Ce, La, Nd, Th)PO4 (Monazita), cada uno de los cuales contiene algo menos de la mitad de óxido de cerio. Alrededor del 90% de la producción se refina a partir del mineral complejo de subproductos de magnetita del interior de China.
2. Producción de Cerio
La bastnesita de EE.UU. se oxida, se tritura y se clasifica granulométricamente para su uso en abrasivos de uso general. El hidróxido se extrae mediante ácido clorhídrico para producir compuestos como el óxido de cerio.
El cerio metálico puede producirse por reducción del calcio metálico o por electrólisis de fusión. El ferrocerio (E: Ferrocerium) se produce principalmente en EE.UU. y se importa como aditivo para el acero.
3. Isótopos del Cerio
El cerio tiene cuatro isótopos estables, 136Ce, 138Ce, 140Ce y 142Ce, e isótopos radiactivos con números másicos comprendidos entre 119 y 157. De ellos, el 140Ce, con un número másico entre 119 y 157, es el isótopo más estable. Se especula que el 142Ce sufre dos desintegraciones beta y tiene una vida media de más de 5 x 1016 años, pero nunca se ha observado.
Se han identificado 27 isótopos radiactivos, siendo el 144Ce el más estable con una semivida de 284,893 días; el 139Ce tiene una semivida de 137,640 días y el 141Ce tiene una semivida de 32,501 días. Todos los demás radioisótopos tienen periodos de semidesintegración inferiores a 4 días, la mayoría en menos de 10 minutos. también existen dos isómeros nucleares.