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Dieser Artikel behandelt das Element Cer zu weiteren Bedeutungen siehe CER Cer IPA t seːɐ 10 11 anhoren auch Zer bzw Cerium genannt ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ce und der Ordnungszahl 58 Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Lanthanoide und zahlt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden Eigenschaften Xe 4f1 5d1 6s2 58 Ce PeriodensystemAllgemeinName Symbol Ordnungszahl Cer Ce 58Elementkategorie LanthanoideGruppe Periode Block La 6 fAussehen silbrig weissCAS Nummer 7440 45 1EG Nummer 231 154 9ECHA InfoCard 100 028 322Massenanteil an der Erdhulle 43 ppm 28 Rang 1 Atomar 2 Atommasse 140 116 1 3 uAtomradius 185 pmKovalenter Radius 204 pmElektronenkonfiguration Xe 4f1 5d1 6s21 Ionisierungsenergie 5 5386 4 eV 4 534 39 kJ mol 5 2 Ionisierungsenergie 10 956 20 eV 4 1 057 09 kJ mol 5 3 Ionisierungsenergie 20 1974 25 eV 4 1 948 75 kJ mol 5 4 Ionisierungsenergie 36 906 9 eV 4 3 560 9 kJ mol 5 5 Ionisierungsenergie 65 55 25 eV 4 6 320 kJ mol 5 Physikalisch 2 Aggregatzustand festKristallstruktur kubisch flachenzentriertDichte 6 773 g cm3 25 C 6 Mohsharte 2 5Magnetismus paramagnetisch xm 1 4 10 3 7 Schmelzpunkt 1068 K 795 C Siedepunkt 3743 K 8 3470 C Molares Volumen 20 69 10 6 m3 mol 1Verdampfungsenthalpie 398 kJ mol 8 Schmelzenthalpie 5 5 kJ mol 1Schallgeschwindigkeit 2100 m s 1 bei 293 15 KElektrische Leitfahigkeit 1 35 106 S m 1Warmeleitfahigkeit 11 W m 1 K 1Chemisch 2 Oxidationszustande 3 4Normalpotential 2 34 V Ce3 3 e Ce Elektronegativitat 1 12 Pauling Skala IsotopeIsotop NH t1 2 ZA ZE MeV ZP134Ce syn 3 16 d e 0 500 134La135Ce syn 17 7 h e 2 026 135La136Ce 0 19 Stabil137Ce syn 9 0 h e 1 222 137La138Ce 0 25 Stabil139Ce syn 137 64 d e 0 581 139La140Ce 88 48 Stabil141Ce syn 32 501 d b 0 581 141Pr142Ce 11 08 5 1016 a b b 4 505 142Nd143Ce syn 33 039 h b 1 462 143Pr144Ce syn 284 893 d b 0 319 144PrWeitere Isotope siehe Liste der IsotopeSicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnung 9 GefahrH und P Satze H 228P 231 232 233 280 370 378 402 404 501 9 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Vorkommen 3 Gewinnung und Herstellung 4 Eigenschaften 4 1 Physikalische Eigenschaften 4 2 Chemische Eigenschaften 5 Verwendung 6 Biologische Bedeutung 7 Sicherheitshinweise 8 Verbindungen 8 1 Oxide 8 2 Halogenide 8 3 Sonstige Verbindungen 9 Weblinks 10 EinzelnachweiseGeschichte Bearbeiten nbsp metallisches CerCer wurde 1803 von Jons Jakob Berzelius und Wilhelm von Hisinger und gleichzeitig von Martin Heinrich Klaproth entdeckt Es wurde nach dem Zwergplaneten Ceres benannt Die Herstellung des Elements gelang Carl Gustav Mosander 1825 durch Reduktion des Chlorids mit Natrium Vorkommen BearbeitenIn der Natur kommt Cer vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden in sogenannten Ceriterden vor wie zum Beispiel im Allanit Ca Ce La Y 2 Al Fe 3 SiO4 3 OH im Monazit Ce La Th Nd Y PO4 sowie im Bastnasit Ce La Y CO3F Cer ist das haufigste Element der Lanthanoide und steht in der Elementhaufigkeit auf Platz 28 In der Erdkruste bis in eine Tiefe von 16 km gerechnet ist es mit 68 g t vertreten und kommt damit haufiger als Zinn oder Blei vor Wichtige Lagerstatten befinden sich in Skandinavien USA Kongo Sudafrika und Indien Die weltweit bekannten Cer Reserven werden auf 40 Mio Tonnen geschatzt Cer gehort zu den sogenannten leichten Seltenen Erden die 2014 von der BGR als unkritisch bezuglich der Versorgungslage eingeschatzt wurden 12 Elementares gediegenes Cer kommt auf der Erde wegen seiner hohen Reaktivitat nicht vor Es wurde jedoch in mikroskopischen Partikeln in Mondgestein gefunden Wahrscheinlich entsteht es auf dem Mond durch Impaktereignisse 13 Gewinnung und Herstellung BearbeitenNach einer aufwendigen Abtrennung der Cer Begleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Cerfluorid umgesetzt Anschliessend wird es mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Cer reduziert Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusatzlichen Umschmelzung im Vakuum Die jahrliche Weltproduktion liegt bei ca 24 000 t 14 Eigenschaften Bearbeiten nbsp Phasendiagramm von CerPhysikalische Eigenschaften Bearbeiten Von Cer sind vier Modifikationen bekannt 15 a C e r 196 C b C e r 24 C g C e r 726 C d C e r displaystyle mathrm alpha Cer overrightarrow 196 circ mathrm C beta Cer overrightarrow 24 circ mathrm C gamma Cer overrightarrow 726 circ mathrm C delta Cer nbsp Das silbrigweiss glanzende Metall ist hinter Europium das zweitreaktivste Element der Lanthanoide Oberhalb von 150 C verbrennt es unter heftigem Gluhen zum Cerdioxid Mit Wasser reagiert es zum Cer III hydroxid Chemische Eigenschaften Bearbeiten Cer kommt in Verbindungen als dreiwertiges farbloses oder vierwertiges gelbes bis orangefarbiges Kation vor Unter Warmeeinfluss wird es durch Ethanol und Wasser sehr stark angegriffen Auch in Laugen wird es unter Bildung von Cer Hydroxiden stark angegriffen In Sauren wird es zu Salzen gelost Verwendung BearbeitenDa sich die chemischen Eigenschaften der Seltenen Erden ahneln wird metallisches Cer selten in Reinform eingesetzt sondern in der Mischung in der es bei der Herstellung aus den Seltenerd Mineralien anfallt dem sogenannten Mischmetall In der Metallurgie dient Mischmetall als Zusatz fur Aluminiumlegierungen und hochtemperaturbestandige Eisenbasislegierungen Es unterstutzt im Schmelzprozess die Abtrennung von Schwefel und Sauerstoff Die Eisen Mischmetall Legierung Cereisen dient als Ausgangsstoff fur Zundsteine fur die Verwendung in Feuerzeugen und zur Erzeugung von Funkenregen auf Achterbahnen und in Filmszenen Unfallszenen 16 Geringe Beimengungen von mehr oder weniger reinen Cer Verbindungen verleihen anderen Materialien bestimmte Eigenschaften Cerdioxid CeO2 wird zur Stabilisierung des keramischen Katalysatortragers aus Aluminiumoxid fur Autoabgaskatalysatoren verwendet Bestandteil einiger Spezialglaser zum Beispiel UV Filter und Windschutzscheiben und Enttrubungsmittel in der Glasherstellung Zur Farbung von Emaille Cerdioxid findet Verwendung als Poliermittel in der Glasbearbeitung Cer dotierte Fluoreszenz Farbstoffe Leuchtstoffe in Bildrohren und weissen Leuchtdioden als Dotierung in Gluhstrumpfen Selbstreinigende Backofen enthalten eine cerhaltige Beschichtung Cer IV sulfat als Oxidationsmittel in der Quantitativen Analyse Cerimetrie als Kontrastmittel bei Kernspinresonanz als Leuchtstoff in Gasentladungsrohren zur Regeneration von Russpartikelfiltern im Kraftstoff gelost beigemischt Es wird als Oxidkathode testweise als CerHexaBorid angeboten 17 als Teil von nichtedelmetallhaltigen Aufbrennlegierungen in der Zahntechnik Keramik als Oxidationsmittel fur organische Synthesen mit Ceriumammoniumnitrat NH4 2Ce NO3 6 als Katalysator Komponente zur Spaltung von CO2 Ein Forscherteam um Dr Dorna Esrafilzadeh der RMIT Universitat in Melbourne verwendet Cer als eine Komponente in einem Flussigmetall Katalysator um das Treibhausgas CO2 bei Raumtemperatur in Kohlenstoff und Sauerstoff zu spalten Die katalytisch eingesetzte Flussigmetall Legierung aus Gallium Indium Zinn und Cer dient dabei als Stromleiter und Elektrolyt In dem chemischen Prozess wird das dreiwertige Kation Cer3 zum metallischen Cer reduziert 18 19 20 Biologische Bedeutung Bearbeiten2013 wurde erstmals ein Enzym in Bakterien entdeckt das Cer Ionen fur seine Funktion benotigt Die Bakterien der Art Methylacidiphilum fumariolicum wurden aus vulkanischen Schlammtumpeln in Italien isoliert Sie benotigen Cer zum Aufbau der Methanol Dehydrogenase eines Enzyms im Methan Stoffwechsel Das Ion hat dabei die Rolle die in ahnlichen Enzymen in anderen Bakterien von Calciumionen ubernommen wird 21 Sicherheitshinweise BearbeitenCer ist wie alle Lanthanoide leicht giftig Metallisches Cer kann sich schon ab 65 C entzunden Als fein verteiltes Metall kann es sich an der Luft ohne Energiezufuhr erhitzen und schliesslich entzunden Die Zundbereitschaft hangt u a sehr stark von der Korngrosse und dem Verteilungsgrad ab Cerbrande durfen nicht mit Wasser geloscht werden da sich gasformiger Wasserstoff entwickelt Verbindungen BearbeitenOxide Bearbeiten Cer III oxid Ce2O3 goldglanzender keramischer Feststoff Cer IV oxid CeO2 Cer III IV oxid Ce3O5 blauer keramischer FeststoffHalogenide Bearbeiten Cer III fluorid CeF3 Cer IV fluorid CeF4 Cer III chlorid CeCl3 7 H2O weisse stark hygroskopische Substanz Cer III bromid CeBr3 Cer III iodid CeI3Sonstige Verbindungen Bearbeiten Cer III sulfat Ce2 SO4 3 8 H2O farblose Substanz Cer IV sulfat Ce SO4 2 gelbe Substanz Cer III nitrat Ce NO3 3 6 H2O Cer III oxalat Ce2 C2O4 3 10 H2O Ammoniumcer IV nitrat CAN NH4 2Ce NO3 6 orangerot Ammoniumcer IV sulfat NH4 4Ce SO4 4 H2O Cer IV perchlorat Ce ClO4 4 Cerwolframat Ce2 WO4 3 nbsp Cer III chlorid nbsp Cer IV sulfat nbsp Ammoniumcer IV nitratWeblinks Bearbeiten nbsp Commons Cer Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wiktionary Cer Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Eintrag zu Cer In Rompp Online Georg Thieme VerlagEinzelnachweise Bearbeiten Harry H Binder Lexikon der chemischen Elemente S Hirzel Verlag Stuttgart 1999 ISBN 3 7776 0736 3 Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften Infobox sind soweit nicht anders angegeben aus webelements com Cer entnommen CIAAW Standard Atomic Weights Revised 2013 a b c d e Eintrag zu cerium in Kramida A Ralchenko Yu Reader J und NIST ASD Team 2019 NIST Atomic Spectra Database ver 5 7 1 Hrsg NIST Gaithersburg MD doi 10 18434 T4W30F physics nist gov asd Abgerufen am 11 Juni 2020 a b c d e Eintrag zu cerium bei WebElements www webelements com abgerufen am 11 Juni 2020 N N Greenwood A Earnshaw Chemie der Elemente 1 Auflage VCH Weinheim 1988 ISBN 3 527 26169 9 S 1579 Robert C Weast Hrsg CRC Handbook of Chemistry and Physics CRC Chemical Rubber Publishing Company Boca Raton 1990 ISBN 0 8493 0470 9 S E 129 bis E 145 Werte dort sind auf g mol bezogen und in cgs Einheiten angegeben Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete masseinheitslose SI Wert a b Yiming Zhang Julian R G Evans Shoufeng Yang Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks In Journal of Chemical amp Engineering Data 56 2011 S 328 337 doi 10 1021 je1011086 a b Eintrag zu Cer Spane in der GESTIS Stoffdatenbank des IFA abgerufen am 2 April 2018 JavaScript erforderlich Dr Stefan Kleiner Dr Ralf Knobl Prof Dr Max Mangold et al in Zusammenarbeit mit der Dudenredaktion Duden Ausspracheworterbuch 7 Auflage Band 6 Dudenverlag Berlin 2015 ISBN 978 3 411 04067 4 S 268 angepasst von Eva Maria Krech Eberhard Stock Ursula Hirschfeld Lutz Christian Anders et al Deutsches Ausspracheworterbuch 1 Auflage Walter de Gruyter Berlin New York 2009 ISBN 978 3 11 018202 6 S 406 Bundesanstalt fur Geowissenschaften und Rohstoffe Aktuelle BGR Recherche Anteil Chinas an weltweiter Seltene Erden Produktion sinkt nur langsam 12 Marz 2014 Bogatikov et al New Finds of Native Metals in a Lunar Regolith from the Crises Sea 2001 rruff info PDF MMTA Minor Metals in the Periodic Table Ce Harry H Binder Lexikon der chemischen Elemente S Hirzel Verlag Stuttgart 1999 ISBN 3 7776 0736 3 S 145 Zundsteine aus Auermetall abgerufen am 5 Dezember 2022 LaB6 Keramik und Kathoden Lanthanhexaborid Abgerufen am 1 November 2021 Arne Gravemeyer CO2 wird zu Kohle bei Raumtemperatur heise online 8 Marz 2019 Robert F Service New way to turn carbon dioxide into coal could rewind the emissions clock In Science 27 Februar 2019 doi 10 1126 science aax1527 Esrafilzadeh et al Room temperature CO2 reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfaces In Nature Communications 10 865 2019 Arjan Pol Thomas R M Barends u a Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots In Environmental Microbiology 2013 S n a n a doi 10 1111 1462 2920 12249 Periodensystem der Elemente H HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts OgAlkalimetalle Erdalkalimetalle Lanthanoide Actinoide Ubergangsmetalle Metalle Halbmetalle Nichtmetalle Halogene Edelgase Chemie unbekannt Normdaten Sachbegriff GND 4147480 6 lobid OGND AKS LCCN sh85022138 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Cer amp oldid 232250510