El documento resume las propiedades y aplicaciones del cerio. El cerio es un metal gris que se oxida a un color marrón-rojizo cuando está expuesto al aire. Fue descubierto en 1803 y se encuentra en minerales como cerita, monacita y blastnasita. Se usa en mecheros debido a su buena conductividad térmica y eléctrica, y sus óxidos se usan como catalizadores y en pulido de vidrio. El cerio puede ser tóxico si se inhala su humo o polvo.

1. Cerio

2. Situación del cerio en la tabla periódica. (Pág. 3) Introducción y estado natural. (Pág. 4) Historia y descubridores. (Pág. 5) Propiedades químicas. (Pág. 6) Propiedades físicas. (Pág. 7) Isótopos. (Pág. 8) Compuestos. (Pág. 9) Aplicaciones del cerio. (Pág. 10) Precauciones. (Pág. 11) Curiosidades. (Pág. 12) Opinión personal. (Pág. 13)

3. Los elementos

4. El cerio es uno de los 14 elementos químicos que siguen al lantano en la tabla periódica, denominados por ello lantánidos. El cerio debe su nombre al asteroide Ceres, encontrado dos años antes. Tiene un color gris metálico similar al hierro, pero cuando se expone al aire cambia a un color pardo rojizo, es un elemento muy escaso en la corteza terrestre (33 ppm). Este se puede encontrar mezclado con otras tierras raras en muchos minerales, en particular en cerita, monacita y blastnasita y también se halla entre los productos de la fisión de uranio, torio y plutonio. Aunque es escaso es el elemento metálico más abundante del grupo de las tierras raras: 6,65x10 -3 % en peso de la corteza. El cerio metálico se encuentra principalmente en una aleación de hierro que se utiliza en las piedras de los encendedores, ya que es un buen conductor del calor y la electricidad. El cerio no realiza ninguna función biológica conocida.

5. Fue descubierto en 1803 . Un siglo antes se conocía un mineral muy denso que se extraía de las minas de Bastnäs en Suecia, conocido como Tungsteno de Bastnäs. Cuando tenía 15 años, Hisinger , hijo de los propietarios de las minas, envió a Scheele una pequeña cantidad de dicho mineral al objeto de que lo analizara. Sin embargo éste lo abandonó, porque basándose en las características externas, lo asimiló a los minerales de tungsteno. Pocos años después Hisinger fue a estudiar con Berzelius convenciéndolo para volver a analizarlo, hecho que realizará junto con Klaproth . Así, en 1803, descubren una nueva tierra cuyas sales también presentan colores variados, sin embargo la denomina a propuesta de Hisinger El elemento metálico puro fue aislado en 1.875 por Muthmann . Jöns Jacob Berzelius Wilhelm Hisinger Martin Heinrich Klaproth Descubridores

6. Número atómico, valencia, estado de oxidación, etc. Nº atómico: 58 Masa atómica (g/mol) : 140,12 Valencia: 3,4 Estado de oxidación: +3,+4 Electronegatividad: 1,1 Configuración electrónica: [Xe]4f 1 5d 1 6s 2

7. Estado ordinario, punto de fusión, etc. Estado ordinario: Sólido Densidad (g/ml) : 6,67 Volumen atómico (cm 3 /mol) : 20,69 Punto de fusión: 1071 K Punto de ebullición: 3699 K Estructura cristalina: Cúbica

8. En la naturaleza, el cerio tiene tres isótopos estables y uno radiactivo: 136 Ce (0,19%) 138 Ce (0,25%) 140 Ce (88,48%) 142 Ce (11,08%) El 140 Ce es el más abundante de ellos (un 88,48%). En total se conocen 27 radioisótopos, siendo el 142 Ce radiactivo con 5×10 16 años el de mayor vida media. También existen 35 isótopos inestables, cuyo período de semidesintegración oscila entre 1,02 segundos ( 151 Ce ) y 284,893 días ( 144 Ce ) Compuestos

9. ÓXIDO DE CERIO (III) Es un óxido metálico derivado del cerio, obtenido mediante la reducción del óxido de cerio (IV) con hidrógeno a 1.400 ºC. Los óxidos de cerio son usados como catalizadores para reducir las emisiones de gas de los automóviles. El ciclo óxido de cerio (III)-óxido de cerio (IV) es un ciclo termoquímico de dos pasos que permite la descomposición del agua para la obtención de hidrógeno. El óxido cerio (III) junto al óxido de estaño (SnO), es usado para la iluminación con luz ultravioleta. ÓXIDO DE CERIO (IV) Compuesto químico formado por el calcinado del oxalato de cerio o el hidróxido de cerio. Este, pulverizado, es ligeramente higroscópico, por lo que se emplea en cerámicas para sensibilizar un cristal fotosensible y pulirlo como alternativa al óxido de hierro (III). También se le conoce como el óptico rojo . A causa de su absorción de la radiación ultravioleta, así como por su baja acción catalizadora, podría convertirse en un suplente del óxido de zinc(ZnO) y el dióxido de titanio (TiO) en las cremas solares.

10. Usos en la vida cotidiana, etc. Algunos de sus derivados se usan en pirotecnia y como materiales cerámicos. En la aleación hierro de las piedras de mechero. El óxido de cerio se usa para el pulido de lentes. En las aleaciones de los imanes permanentes. Se emplea en medicina. Flash. Balas trazadoras. Iluminación en proyectores y cámaras cinematográficas. Aleaciones resistentes al calor. Catalizador en el refinado del petróleo. Aplicaciones metalúrgicas y nucleares. Cristal azul y cristales fluorescentes.

11. EFECTOS DEL CERIO SOBRE SOBRE LA SALUD Como todos los metales tierras raras, tiene un moderado nivel de toxicidad . El cerio es un fuerte agente reductor y arde espontáneamente al contacto con el aire a temperaturas entre 65 y 80 °C. El humo desprendido es tóxico . No debe utilizarse agua para detener las llamas de cerio, dado que este reacciona con el agua produciendo gas hidrógeno . Es peligroso en el ambiente de trabajo , inhalar estos gases puede causar embolias pulmonares , especialmente durante exposiciones a largo plazo. Trabajadores expuestos a cerio han experimentado picores, sensibilidad ante el calor y lesiones de la piel. Animales en los que se han inyectado grandes dosis de cerio han muerto debido a paro cardiovascular. Aunque el cerio no es radiactivo, puede aparecer en compuestos junto a trazas de torio, que sí lo es. EFECTOS AMBIENTALES DEL CERIO El cerio es vertido al medio ambiente en muchos lugares diferentes , principalmente por industrias productoras de petróleo. También puede entrar en el medio ambiente cuando se tiran los equipos domésticos. El cerio se acumulará gradualmente en los suelos y en el agua de los suelos y esto llevará finalmente a incrementar la concentración en humanos, animales y partículas del suelo. En los animales acuáticos provoca daños a las membranas celulares, lo que tiene varias influencias negativas en la reproducción y en las funciones del sistema nervioso.

12. El cerio metálico se obtiene por reducción metalotérmica del fluoruro de cerio (III) con calcio o magnesio en atmósfera inerte. Este cerio es de alta pureza. También por electrólisis del cloruro de cerio (III) fundido u otros procesos. El cerio es interesante debido a su estructura electrónica variable. La energía de los electrones del subnivel 4f es casi la misma que la de los electrones de la capa de valencia y pequeños cambios de energía cambian la ocupación relativa de ambos subniveles. Esto conduce a dos estados de valencia. Se produce un cambio de un 10% en el volumen cuando se somete al cerio a altas presiones o bajas temperaturas; al mismo tiempo la valencia del mismo cambia de 3 a 4. La conducta del cerio a baja temperatura es compleja. Es el más reactivo de los lantánidos (excepto europio) y arde muy fácilmente . Reacciona lentamente con agua fría y rápidamente con caliente. También reacciona con el alcohol, álcalis y ácidos. Las sales céricas (IV) son rojo-anaranjadas o amarillas y las cerosas (III) son blancas, generalmente. Presenta cuatro modificaciones: α -Ce que pasa a β -Ce a -196ºC; éste a su vez pasa a γ -Ce a -23ºC, que pasa a δ -Ce a 726ºC. El óxido es un constituyente importante de los manguitos incandescentes por gas y se emplea como catalizador de hidrocarburos en los hornos autolimpiables , incorporándolo a las paredes de los mismos. También se emplea en el pulido de vidrio.

13. La verdad es que no tenía ni idea de nada, no sabía completamente nada sobre este elemento. Es mas, nunca había escuchado su nombre y no sabía nada de su existencia. Por eso me ha sorprendido mucho que un elemento del grupo de los lantánidos y de esos que yo siempre he considerado “raros”, ya que estaban abajo del todo en la tabla periódica, estuviera tan presente en la vida cotidiana. He encontrado varias dificultades, debido que el cerio como he dicho es un elemento algo extraño, por eso hay pocas páginas web en las que venga mucha información, y las que hay son difíciles de encontrar.

14. Ander Goig 4ºB