Struktur Cerio Oxide (IV), Properti, Penggunaan

Dia Cerio oksida (iv) u zagis oksida adalah padatan anorganik putih atau kuning pucat yang diproduksi oleh oksidasi cerium (CE) oleh oksigen menjadi valencia 4 -nya+. Formula kimia oksida zagis adalah CEO₂ Dan itu adalah oksida bukit yang paling stabil.

Cerio (CE) adalah elemen dari seri Lanthanid, yang termasuk dalam kelompok land-ran. Sumber alami oksida ini adalah mineral bastnasite. Dalam konsentrat komersial mineral ini CEO₂ Dapat ditemukan dalam proporsi perkiraan hingga 30% berat.

Sampel Cerio Oksida (IV). Gambar diambil Agustus 2005 oleh pengguna: walkerma. PD-SELF Sumber: Wikipedia Commons

CEO₂ Dapat dengan mudah diperoleh dengan memanaskan udara atau oksigen dari bukit (iii), ce (oh)₃, atau garam bukit (III), seperti oksalat, karbonat atau nitrat.

CEO₂ Stoikiometrik dapat diperoleh dengan reaksi suhu tinggi dari bukit (III) oksida dengan oksigen dasar. Oksigen harus secara berlebihan dan waktu yang cukup untuk menyelesaikan konversi berbagai fase non-estochiometrik yang terbentuk harus cukup dibiarkan untuk diselesaikan.

Fase -fase ini terdiri dari produk CEO formula warna -warni_X (di mana x bervariasi antara 1,5 dan 2.0). Mereka juga disebut CEO_2-x, di mana x dapat memiliki nilai hingga 0,3. CEO₂ Ini adalah bentuk EC yang paling banyak digunakan dalam industri ini. Ini memiliki klasifikasi toksisitas yang rendah, terutama karena kelarutan airnya yang buruk.

Sampel mineral bastnasite. Rob Lavinsky, irocks.com-cc-by-sa-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] Sumber: Wikipedia Commons

[TOC]

Struktur

Cerio oksida (IV) stoikiometri mengkristal dalam jaringan kubik tipe fluorite (kopi₂), dengan 8 ion atau^2- Dalam struktur kubik yang dikoordinasikan dengan 4 ion CE⁴⁺.

Struktur kristal oksida bukit (IV). Benjah-BMM27 [Domain Publik] Sumber: Wikipedia Commons

Tata nama

- Cerio oksida (iv).

- Oksida zagis.

- Cerio dioksida.

- Ceria.

- Bukit Stoikiometrik: Bahan yang dibentuk sepenuhnya oleh CEO₂.

- Cerio oksida non-etik: bahan yang dibentuk oleh oksida campuran dari CEO₂ kepada CEO_1.5

Properti

Keadaan fisik

Padatan kuning pucat. Warna sensitif terhadap stoikiometri dan keberadaan lanthanides lainnya. Oksida non -stoikiometrik sering berwarna biru.

Kekerasan Mohs

Sekitar 6-6.1.

Berat molekul

172.12 g/mol.

Titik lebur

2600 ºC kira -kira.

Kepadatan

7.132 g/cm³

Kelarutan

Tidak larut dalam air dingin dan panas. Larut dalam asam sulfat pekat terkonsentrasi. Tidak larut dalam asam encer.

Indeks bias

2.2.

Properti lainnya

CEO₂ Ini adalah zat inert, tidak diserang oleh asam yang kuat atau alkali. Namun, dapat dilarutkan dengan asam dengan adanya agen pereduksi, seperti hidrogen peroksida (h₂SALAH SATU₂) atau timah (ii), antara lain, menghasilkan solusi cerio (iii).

Dapat melayani Anda: sistem heterogen

Menyajikan stabilitas termal yang tinggi. Tidak mengalami perubahan kristalografi selama interval pemanasan biasa.

Turunannya yang terhidrasi (CEO₂.NH₂O) adalah endapan kuning dan gelatin yang diperoleh saat mengobati larutan Cerio (IV) dengan basa.

CEO₂ Itu kurang diserap oleh saluran pencernaan sehingga tidak memiliki efek toksik.

Aplikasi

- Di industri metalurgi

CEO₂ Ini digunakan dalam elektroda teknologi pengelasan tertentu, seperti pengelasan busur tungsten dengan gas inert.

Oksida tersebar halus di seluruh matriks tungsten. Untuk tegangan rendah partikel CEO ini₂ Berikan keandalan yang lebih besar dari tungsten saja.

- Di industri kaca

Pemolesan kaca

Cerio oksida adalah agen pemolesan paling efisien untuk sebagian besar komposisi kaca komersial. CEO₂ hampir sepenuhnya menggantikan oksida pemoles lainnya, seperti iman₂SALAH SATU₃, Silika, dan zro₂, Karena kecepatan dan kebersihan pemolesan yang lebih tinggi, yang meningkat dengan meningkatkan tingkat kemurnian oksida.

Pulimentos komersial untuk kaca berdasarkan bubuk cerium oksida telah menentukan ukuran partikel dan dispersi terkontrol dalam sistem air.

Proses pemolesan kaca membutuhkan air dan apa yang dihilangkan atau reformasi adalah lapisan permukaan yang terhidrasi lebih lembut. Agen pemolesan harus memiliki kekerasan mohs sekitar 6,5, dekat dengan kekerasan sebagian besar kaca.

Cerio oksida dalam air mengandung pasangan CE (IV) / EC (III) yang dengan reaksi reduksi oksida dapat memberikan bantuan kimia selama pecahnya jaringan silikat kaca.

CEO₂ Dengan tingkat kemurnian yang tinggi digunakan untuk mengobati cermin, peralatan televisi, lensa mata dan bahan optik presisi.

Perubahan warna kaca

CEO₂ dapat mengubah warna kaca soda untuk botol, kendi dan sejenisnya. Ce (iv) mengoksidasi pengotor iman (ii), yang memberikan warna hijau-biro, untuk iman (iii) yang memberikan warna kuning 10 kali lebih lemah.

Kaca tahan radiasi

Penambahan 1% CEO₂ Ke kaca menekan perubahan warna atau penggelapan kaca yang disebabkan oleh pemboman elektron energi tinggi di kaca TV. Hal yang sama terjadi di jendela bekas dalam sel panas industri nuklir, karena menekan dekolasi yang disebabkan oleh sinar gamma.

Dipercayai bahwa mekanisme penindasan tergantung pada keberadaan ion Ce⁴⁺ dan ce³⁺ Di jaringan kaca.

Ini dapat melayani Anda: Kimia Nuklir: Sejarah, Bidang Studi, Bidang, Aplikasi

Kaca fotosensitif

Beberapa formulasi kaca dapat mengembangkan gambar laten yang kemudian dapat dikonversi menjadi struktur atau warna permanen.

Jenis kaca ini berisi CEO₂ yang menyerap radiasi UV dan melepaskan elektron dalam matriks kaca.

Melalui perlakuan selanjutnya, pertumbuhan kristal senyawa lain dalam kaca dihasilkan, menciptakan pola terperinci untuk penggunaan elektronik atau dekoratif.

- Dalam enamel

Untuk CEO indeks bias yang tinggi₂ Ini adalah agen opacity dalam komposisi enamel yang digunakan sebagai pelapis pelindung pada logam.

Stabilitas termal yang tinggi dan bentuk kristalografi yang unik di seluruh interval suhu yang dicapai selama proses enamel, membuatnya cukup untuk digunakan dalam enamel untuk porselen.

Dalam aplikasi ini CEO₂ memberikan penutup putih yang diinginkan selama enamel yang dibakar. Itu adalah bahan yang memberikan opacity.

- Di Circonio Ceramics

Circonium Ceramics adalah isolator termal dan digunakan dalam aplikasi suhu tinggi. Membutuhkan aditif untuk memiliki resistensi dan keuletan yang tinggi. Menambahkan CEO₂ Sirkonium oksida material dengan keuletan yang luar biasa dan resistensi yang baik terjadi.

CEO -Doped zirch oxide₂ Ini digunakan dalam pelapis untuk bertindak sebagai penghalang termal pada permukaan logam.

Misalnya, di bagian mesin pesawat yang dilindungi pelapis ini dari suhu tinggi yang akan diekspos logam.

Motor jet. Jeff Dahl, Terjemahan Spanyol oleh Xavigivax [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)] Sumber: Wikipedia Commons

- Dalam katalis untuk kontrol emisi kendaraan

CEO₂ Ini adalah komponen aktif dalam penghapusan polutan dari emisi kendaraan. Ini sebagian besar karena kemampuannya untuk menyimpan atau melepaskan oksigen tergantung pada kondisi yang mengelilinginya.

Konverter katalitik kendaraan otomotif terletak di antara mesin dan outlet gas buang. Ini memiliki katalis yang harus mengoksidasi hidrokarbon non -Quemados, mengonversi co -ke₂, dan mengurangi nitrogen oksida, tidak_X, sebuah₂ SAYA₂.

Konverter katalitik gas buang dari mesin pembakaran internal kendaraan mobil. Ahanix1989 di Bahasa Inggris Wikipedia [domain publik] Sumber: Wikipedia Commons

Selain platinum dan logam katalitik lainnya, komponen aktif utama dari sistem multifungsi ini adalah CEO₂.

Setiap konverter katalitik berisi 50-100 g CEO₂ terpecah halus, yang memenuhi beberapa fungsi. Yang paling penting adalah:

Itu bertindak sebagai penstabil alumina luas permukaan tinggi

Alumina area permukaan tinggi cenderung ke sinterar, kehilangan luas permukaannya yang tinggi selama operasi pada suhu tinggi. Ini ditunda oleh kehadiran CEO₂.

Dapat melayani Anda: dimethlanylin: struktur, sifat, sintesis, penggunaan

Itu berperilaku sebagai librador penyimpanan oksigen

Karena kemampuannya untuk membentuk CEO Perchiometrik Non-East_2-x, Cerium oksida (IV) memberikan oksigen dasar dari strukturnya sendiri selama periode siklus oksigen yang buruk/kaya bahan bakar.

Dengan demikian, oksidasi hidrokarbon yang tidak dibakar yang berasal dari mesin dan konversi CO dapat dilanjutkan₂, Bahkan saat oksigen gas tidak cukup.

Kemudian, dalam periode siklus kaya oksigen, ia mengambil oksigen dan teroksidasi lagi, memulihkan bentuk stoikiometrik CEO -nya₂.

Yang lain

Ini berfungsi sebagai tidak tepat kapasitas katalitik pengangkatan dalam pengurangan nitrogen oksida tidak_X Nitrogen dan oksigen.

- Tentang reaksi kimia

Dalam proses retak katalitik kilang CEO₂ Itu bertindak sebagai oksidan katalitik yang membantu dalam konversi SO₂ Untuk itu₃ dan mempromosikan pembentukan sulfat dalam perangkap proses tertentu.

CEO₂ Meningkatkan aktivitas katalis berdasarkan besi oksida yang digunakan dalam memperoleh peregangan mulai dari etilbenzena. Ini mungkin karena interaksi positif antara pasangan oksida -reduksi (II) - Fe (III) dan CE (III) - CE (IV).

- Dalam aplikasi biologis dan biomedis

Telah ditemukan bahwa nanopartikel CEO₂ Mereka bertindak dengan menghilangkan radikal bebas, seperti superoksida, hidrogen, hidroksil dan radikal oksida nitrat radikal.

Mereka dapat melindungi jaringan biologis dari kerusakan yang diinduksi radiasi, kerusakan retina yang diinduksi laser, meningkatkan jangkauan umur sel fotoreseptor, mengurangi lesi tulang belakang, mengurangi peradangan kronis dan meningkatkan angiogenesis atau pembentukan pembuluh darah darah atau darah darah.

Selain itu, nanofiber tertentu yang mengandung nanopartikel CEO₂ Mereka terbukti beracun terhadap strain bakteri, menjadi kandidat yang menjanjikan untuk aplikasi bakterisida.

- Penggunaan lainnya

CEO₂ Ini adalah bahan isolasi listrik karena stabilitas kimianya yang sangat baik, tunjangan relatif tinggi (memiliki kecenderungan tinggi untuk mempolarisasi sebelum penerapan medan listrik) dan jaringan kristal yang mirip dengan silikon.

Telah menemukan aplikasi dalam kondensor dan lapisan bantalan bahan superkonduktor.

Ini juga digunakan dalam sensor gas, bahan untuk elektroda sel bahan bakar oksida padat, pompa oksigen dan monitor oksigen.

Referensi

1. Kapas, f. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia anorganik canggih. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
2. Dance, J.C.; Emeléus, h.J.; Sir Ronald Nyholm dan Trotman-Deckenson,.F. (1973). Kimia anorganik yang komprehensif. Volume 4. Pergamon Press.
3. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volume 5. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
4. Ensiklopedia Kimia Industri Ullmann. (1990). Edisi Kelima. Volume A6. Vch verlagsgellschaft mbh.
5. Casals, Eudald et al. (2012). Analisis dan Risiko Nanomaterial dalam Sampel Lingkungan dan Makanan. Dalam memahami kimia analitik. Pulih dari scientedirect.com.
6. Mailadil t. Sebastian. (2008). Aluminia, Titania, ceria, silikat, tungstate dan bahan lainnya. Dalam bahan dielektrik untuk komunikasi nirkabel. Pulih dari scientedirect.com.
7. Afeesh Rajan Unnithan, dkk. (2015). Perancah dengan sifat antibakteri. Dalam aplikasi nanoteknologi untuk rekayasa jaringan. Pulih dari scientedirect.com.
8. Gottardi v., et al. (1979). Pemolesan permukaan kaca yang diselidiki dengan teknik nuklir. Buletin Keramik dan Masyarakat Kaca Spanyol, Vol. 18, no. 3. Pulih dari buletin.Secv.adalah.