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Cer
Ce 58

Cer Cerium

Cer ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ce und der Ordnungszahl 58. Es ist ein silberweißes, weiches Metall der Seltenen Erden mit einem Schmelzpunkt von 799 °C. Cer ist das häufigste Seltene-Erden-Element in der Erdkruste (ca. 0,006%) und gleichzeitig das weltweit am meisten produzierte. Die wichtigste industrielle Anwendung liegt im Automobil-Abgaskatalysator – Ceroxid (CeO₂) weist eine außergewöhnlich hohe Fähigkeit zum Speichern und Abgeben von Sauerstoff auf (Ce⁴⁺ ↔ Ce³⁺-Umwandlung) und macht etwa 60% des globalen Cer-Verbrauchs aus. Zweitwichtigste Anwendung ist Ferro-Cer für Feuerzeuge.

Lanthanid (Seltenerde) USGS 2025 silbrig weiß
Ordnungszahl 58Z
Atommasse 140.116u
Valenzelektronen 2
Elektronenkonfiguration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1 4f1
Dichte
6.77g/cm³
Schmelzpunkt
795°C
Häufigkeit in der Erdkruste
60.0ppm
Jahresproduktion
24000tonnes REO
Recyclingrate
1%(Niedrige Recyclingrate; Rückgewinnung aus Katalysatoren und Selten-Erd-Magneten

Warum es verwendet wird

Cer ist die 2. häufigste Seltenerde (0,006 % der Erdkruste) und der dominierende Bestandteil des Bastnäsit-Erzes. Sein primärer industrieller Wert ergibt sich aus drei Eigenschaften: die Fähigkeit von Ceroxid, Sauerstoff zu speichern und freizusetzen (entscheidend für automobile Katalysatoren), die höchste Feuersteinhärte aller Lanthanide und die größte Nachfrage unter den Seltenerden.

Anwendungen

CatalystsGlass polishingFlint

Anwendungen im DetailVerwendung des Elements und seiner Verbindungen

Hauptverwendungen des Elements

Cer ist das häufigste und vergleichsweise günstigste der Lanthanoid-Seltenen Erden und eines der Selten-Erd-Elemente, das tatsächlich in den größten Industriemengen verwendet wird. Es hat eine seltene Gabe, die wenige andere Seltene Erden teilen – es schaltet flexibel zwischen dreiwertigem und vierwertigem Zustand – was es zu einem natürlichen Redox-Allrounder macht. In automobilischen Dreiwegekatalysatoren ist cerbasiertes Oxid ein unverzichtbarer Sauerstoffspeicher-Promotor: Während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors schwankt, speichert Ceroxid vorübergehend Sauerstoff oder gibt ihn ab und hält die Platin-, Palladium- und Rhodiumkatalysatoren in ihrem optimalen Fenster arbeitend, und ist ein Grundbestandteil der modernen Benzin-Dreiwegekatalysatorbeschichtung. Die Glasindustrie ist ein weiterer großer Absatzmarkt: Ceroxid-Polierpulver ist das dominierende chemisch-mechanische Poliermaterial für Optiklinsen, LCD-Glas und Quarzwafer, mit Polierwirkungsgrad und Oberflächengüte, die den traditionellen Eisenoxidpulvern weit überlegen sind. Gleichzeitig absorbiert der Zusatz von Ceriumdioxid zu Glas ultraviolettes Licht und den Grünstich von Eisen, was UV-blockierendes Sonnenbrillenglas und entfärbtes Glas erzeugt. Feuerstein (Cer-Eisen-Legierung) ist das Material, das in Feuerzeugen und Signalpistolen Funken schlägt; sein Hauptbestandteil ist ein Cer-Eisen-Misch-Selten-Erd, weil Cer unter Reibung leicht oxidiert und sich entzündet. In der Metallurgie wird Cer als Selten-Erd-Zusatz zu Stahl und Gusseisen hinzugefügt, um zu desulfurieren, zu desoxidieren und Graphit zu verkugeln, was saubereren Stahl und duktileres Sphäroguss erzeugt.

Wichtige Verbindungen und ihre Verwendung

Ceriumdioxid (CeO2, auch Ceroxid genannt) ist die wichtigste industrielle Verbindung von Cer, ein blassgelbes oder weißes Pulver. Wegen seiner Ce4+/Ce3+-Wertigkeitsänderung dient es sowohl als Sauerstoffspeicherkomponente von automobilischen Abgaskatalysatoren als auch als Polierpulver für Optikglas und LCD-Substrate, und wird zudem in UV-abschirmendem Glas, Keramikglasuren und Elektrolytdotierung in Festoxidbrennstoffzellen verwendet. Cersesquioxid (Ce2O3) ist das niedrigere Oxid von Cer, ein violettes oder bläulich-violettes Pulver, das hauptsächlich im Labor und in der Keramik- und Glasfärbung als reduzierende Cer-Quelle verwendet wird, sowie in bestimmten optischen Kristallen und elektronischen Keramiken. Cerfluorid (CeF3) ist ein weißer Kristall, der in Kohlebogenelektroden (zur Erhöhung der Lichtbogenhelligkeit und -stabilität), als Elektrolytkomponente in der Seltenerd-Elektrolyse und als Zusatz in bestimmten optischen Kristallen und Metallhalogenidlampen verwendet wird; es wird zudem als Polier- und Schmieradditiv verwendet.

Elementgeschichte

Entdeckt 1803 von Klaproth, Berzelius und Hisinger. Kommt natürlich nur gebunden vor, hauptsächlich als Bastnäsit und Monazit.

Verwandte Elemente

La · Lanthan Pr · Praseodym Nd · Neodym Pm · Promethium Sm · Samarium Eu · Europium Gd · Gadolinium Tb · Terbium

Häufige FragenLong-Tail-Fragen · datenbasiert

Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Cer?
795 °C
Wie hoch ist der Siedepunkt von Cer?
3443 °C
Wie hoch ist die Dichte von Cer?
6.77 g/cm³
Welche Ordnungszahl und Kategorie hat Cer?
58 · Lanthanid (Seltenerde)
Aus welchem Mineral wird Cer hauptsächlich gewonnen?
Monazit, Bastnäsit
Wie hoch sind die Weltreserven von Cer?
6000000 tonnes REO
Wie hoch ist die Jahresproduktion von Cer?
24000 tonnes REO
Wofür wird Cer hauptsächlich verwendet?
Cer ist die 2. häufigste Seltenerde (0,006 % der Erdkruste) und der dominierende Bestandteil des Bastnäsit-Erzes. Sein primärer industrieller Wert ergibt sich aus drei Eigenschaften: die Fähigkeit von Ceroxid, Sauerstoff
Wer hat Cer wann entdeckt?
Martin Heinrich Klaproth · 1803