Estrutura de óxido Cerio (IV), propriedades, usos

Ele Óxido Cerio (IV) O óxido zagical u é um sólido inorgânico branco pálido ou amarelo que é produzido pela oxidação do cério (CE) por oxigênio em sua Valencia 4+. A fórmula química do óxido zagical é CEO₂ E é o óxido mais estável da colina.

CERIO (CE) é um elemento da série Lanthanid, incluída no grupo de Lands-Ran. A fonte natural deste óxido é o mineral bastnasita. No concentrado comercial deste mineral, o CEO₂ Pode ser encontrado em uma proporção aproximada de até 30% em peso.

Uma amostra de óxido de cerio (IV). Foto tirada em agosto de 2005 pelo usuário: Walkingerma. Pd-sed Fonte: Wikipedia Commons

O CEO₂ Pode ser facilmente obtido por aquecimento no ar ou oxigênio de Hill (III), CE (OH)₃, ou qualquer sal da colina (iii), como oxalato, carbonato ou nitrato.

O CEO₂ A estequiométrica pode ser obtida por reação de alta temperatura do óxido da colina (III) com oxigênio elementar. O oxigênio deve ser excessivamente e tempo suficiente para concluir a conversão das várias fases não estociométricas que estão se formando devem ser deixadas o suficiente para concluir.

Essas fases compreendem produtos de CEO de fórmula multicoloridos_x (onde x varia entre 1,5 e 2,0). Eles também são chamados de CEO_2-x, onde x pode ter um valor de até 0,3. O CEO₂ É a forma CE mais usada na indústria. Tem uma classificação de baixa toxicidade, especialmente por causa de sua baixa solubilidade em água.

Amostra mineral bastnasita. Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons

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Estrutura

O óxido de cerio (iv) estequiométrico cristaliza na rede cúbica do tipo fluorito (café₂), com 8 íons ou^2- Em uma estrutura cúbica coordenada com 4 CE de íons⁴⁺.

Estrutura cristalina do óxido da colina (IV). Benjah-BMM27 [Domínio Público] Fonte: Wikipedia Commons

Nomenclatura

- Óxido Cerio (IV).

- Óxido zagical.

- Dióxido de cerio.

- CERIA.

- Colina estequiométrica: material formado completamente pelo CEO₂.

- Óxido de cerio não eto-etical: material formado por óxidos mistos do CEO₂ para o CEO_1.5

Propriedades

Estado físico

Sólido amarelo pálido. A cor é sensível à estequiometria e à presença de outros lantanídeos. Óxidos não -estoquiométricos são frequentemente azuis.

Dureza mohs

Aproximadamente 6-6.1.

Peso molecular

172,12 g/mol.

Ponto de fusão

2600 ºC aproximadamente.

Densidade

7.132 g/cm³

Solubilidade

Insolúvel em água fria e quente. Solúvel em ácido sulfúrico concentrado concentrado. Insolúvel em ácidos diluídos.

Índice de refração

2.2.

Outras propriedades

O CEO₂ É uma substância inerte, não é atacada por ácidos fortes ou álcalis. No entanto, pode ser dissolvido por ácidos na presença de agentes redutores, como peróxido de hidrogênio (H₂QUALQUER₂) ou estanho (ii), entre outros, gerando soluções Cerio (iii).

Pode atendê -lo: sistema heterogêneo

Apresenta alta estabilidade térmica. Não sofre mudanças cristalográficas durante intervalos de aquecimento usuais.

Seu derivado hidratado (CEO₂.NH₂O) é um precipitado amarelo e gelatinoso que é obtido ao tratar soluções CERIO (IV) com bases.

O CEO₂ É mal absorvido pelo trato gastrointestinal, por isso não tem efeitos tóxicos.

Formulários

- Na indústria metalúrgica

O CEO₂ É usado em eletrodos de certas tecnologias de soldagem, como soldagem de arco de tungstênio com gás inerte.

O óxido é finamente disperso por toda a matriz de tungstênio. Para baixas tensões, essas partículas de CEO₂ Dê maior confiabilidade do que apenas o tungstênio.

- Na indústria de vidro

Polimento de vidro

O óxido de cerio é o agente de polimento mais eficiente para a maioria das composições comerciais de vidro. O CEO₂ quase substituiu completamente outros óxidos de polimento, como a fé₂QUALQUER₃, Sílica e zro₂, Devido à sua maior velocidade e limpeza de polimento, o que aumenta aumentando o grau de pureza do óxido.

Pulimentos comerciais para vidro baseados em pós de óxido de cério definiram tamanhos de partículas e dispersabilidade controlada em sistemas aquosos.

O processo de polimento de vidro requer água e o que é removido ou reforma é uma camada superficial hidratada mais macia. O agente de polimento deve ter uma dureza MOHS de aproximadamente 6,5, perto da dureza da maioria dos vidro.

O óxido de cerio na água contém o casal CE (IV) / CE (III) que, com suas reações de redução de óxido, pode fornecer assistência química durante a ruptura da rede de silicato de vidro.

O CEO₂ Com um alto grau de pureza, é usado para tratar espelhos, eletrodomésticos, lentes oftálmicas e material óptico de precisão.

Descoloração de vidro

O CEO₂ pode descolorir vidro de soda-cal para garrafas, jarros e similares. O CE (IV) oxida as impurezas da fé (II), que fornecem cor verde-azulada, à fé (iii) que confere uma cor amarela 10 vezes mais fraca.

Vidro resistente à radiação

A adição de 1% CEO₂ Ao vidro suprime a descoloração ou escurecimento do vidro causado pelo bombardeio de elétrons de alta energia em vidro de TV. O mesmo acontece nas janelas usadas em células quentes da indústria nuclear, pois suprime a descoloração induzida pelos raios gama.

Acredita -se que o mecanismo de supressão dependa da presença de íons CE⁴⁺ e CE³⁺ Na rede de vidro.

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Vidro fotossensível

Algumas formulações de vidro podem desenvolver imagens latentes que podem ser convertidas em uma estrutura ou cor permanente.

Este tipo de vidro contém CEO₂ que absorve a radiação UV e libera elétrons na matriz de vidro.

Através do tratamento subsequente, o crescimento de cristais de outros compostos no vidro é gerado, criando padrões detalhados para usos eletrônicos ou decorativos.

- Em esmaltes

Por seu alto índice de refração CEO₂ É um agente de opacidade nas composições de esmalte usadas como revestimentos de proteção em metais.

Sua alta estabilidade térmica e sua forma cristalográfica exclusiva durante todo o intervalo de temperatura que são alcançados durante o processo de esmalte, tornam -o adequado para uso em esmaltes para porcelana.

Neste aplicativo, o CEO₂ fornece a cobertura branca desejada durante o esmalte queimado. É o ingrediente que fornece opacidade.

- Em Circonio Ceramics

A cerâmica de Circonium é um isolador térmico e é usado em aplicações de alta temperatura. Requer um aditivo para ter alta resistência e tenacidade. Adicionando CEO₂ Um material de óxido de circôni com tenacidade excepcional e boa resistência ocorre.

Óxido Zirch dopado com CEO₂ É usado em revestimentos para atuar como barreira térmica em superfícies metálicas.

Por exemplo, nas partes dos motores de aeronaves, esses revestimentos protegem das altas temperaturas às quais os metais seriam expostos.

Motor de jato. Jeff Dahl, tradução em espanhol por Xavigivax [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)] Fonte: Wikipedia Commons

- Em catalisadores para controle de emissão de veículos

O CEO₂ É um componente ativo na remoção de poluentes das emissões de veículos. Isso se deve em grande parte à sua capacidade de armazenar ou liberar oxigênio, dependendo das condições que o cercam.

O conversor catalítico de veículos automotivos está localizado entre o motor e a saída dos gases de escape. Possui um catalisador que deve oxidar hidrocarbonetos não -semados, converter co -para co₂, e reduzir óxidos de nitrogênio, não_x, um₂ EU₂.

Conversor catalítico de gases de escape do motor de combustão interna de um veículo de carro. Ahanix1989 na Wikipedia inglesa [domínio público] Fonte: Wikipedia Commons

Além de platina e outros metais catalíticos, o principal componente ativo desses sistemas multifuncionais é o CEO₂.

Cada conversor catalítico contém 50-100 g de CEO₂ finamente dividido, que cumpre várias funções. Os mais importantes são:

Atua como um estabilizador de alumina de alta área superficial

Alumina de alta área de superfície tende a Sinterar, perdendo sua alta área superficial durante a operação em altas temperaturas. Isso é adiado pela presença de CEO₂.

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Ele se comporta como um biblioteador de armazenamento de oxigênio

Por sua capacidade de formar CEO perquiométrico não leste_2-x, O óxido de cério (iv) fornece oxigênio elementar de sua própria estrutura durante o período do ciclo de oxigênio ruim/rico em combustível.

Assim, a oxidação de hidrocarbonetos não queimados que vem do motor e a conversão de CO podem continuar₂, mesmo quando o oxigênio a gás é insuficiente.

Então, no período do ciclo rico em oxigênio, ele pega oxigênio e oxidado novamente, recuperando seu CEO estequiométrico de forma₂.

Outros

Funciona como um impróprio da capacidade catalítica do Rode na redução de óxidos de nitrogênio não_x Nitrogênio e oxigênio.

- Em reações químicas

Nos processos de rachaduras catalíticas de refinarias, o CEO₂ Atua como um oxidante catalítico que ajuda na conversão de SO₂ Para então₃ e promove a formação de sulfato em armadilhas específicas de processo.

O CEO₂ Melhora a atividade do catalisador baseado em óxido de ferro que é usado na obtenção do alongamento a partir de etilbenzeno. Isso se deve possivelmente à interação positiva entre os casais de redução de óxido (II) - Fe (III) e CE (III) - CE (IV).

- Em aplicações biológicas e biomédicas

Verificou -se que as nanopartículas do CEO₂ Eles agem eliminando radicais livres, como superóxido, hidrogênio, hidroxila e óxido nítrico radical.

Eles podem proteger os tecidos biológicos contra danos induzidos por radiação, danos na retina induzidos por laser, aumentar a faixa de vida das células fotorreceptoras, reduzir as lesões da coluna vertebral, reduzir a inflamação crônica e promover a angiogênese ou a formação de vasos sanguíneos.

Além disso, certas nanofibras que contêm nanopartículas de CEO₂ Eles provaram tóxicos contra cepas bacterianas, sendo candidatos promissores para aplicações bactericidas.

- Outros usos

O CEO₂ É um material isolante elétrico devido à sua excelente estabilidade química, alta permissão relativa (tem uma alta tendência a polarizar antes da aplicação de um campo elétrico) e rede cristalina semelhante ao silício.

Encontrou aplicação em condensador e camadas de amortecimento de materiais supercondutores.

Também é usado em sensores de gás, materiais para eletrodos de células a combustível de óxido sólido, bombas de oxigênio e monitores de oxigênio.

Referências

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