સેરિયમ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના મોટા પરિવારમાં નિર્વિવાદ 'મોટો ભાઈ' છે. પ્રથમ, પોપડામાં દુર્લભ પૃથ્વીની કુલ વિપુલતા 238ppm છે, જેમાં સેરિયમ 68ppm છે, જે કુલ દુર્લભ પૃથ્વી રચનાના 28% હિસ્સો ધરાવે છે અને પ્રથમ ક્રમે છે; બીજું, સેરિયમ એ યટ્રીયમ (1794) ની શોધના નવ વર્ષ પછી શોધાયેલ બીજું દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ છે. તેનો ઉપયોગ ખૂબ જ વ્યાપક છે, અને "સેરિયમ" રોકી શકાતું નથી.
સીરિયમ તત્વની શોધ
કાર્લ ઔર વોન વેલ્સબેક
૧૮૦૩માં જર્મન ક્લોપર્સ, સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી જેન્સ જેકોબ બર્ઝેલિઅસ અને સ્વીડિશ ખનિજશાસ્ત્રી વિલ્હેમ હિસિંગર દ્વારા સેરિયમની શોધ અને નામકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. ૧૮૦૧માં શોધાયેલા સેરેસ નામના એસ્ટરોઇડની યાદમાં તેને સેરિયા કહેવામાં આવે છે, અને તેના ઓરને સેરાઇટ કહેવામાં આવે છે. હકીકતમાં, આ પ્રકારનું સેરિયમ સિલિકેટ એક હાઇડ્રેટેડ મીઠું છે જેમાં ૬૬% થી ૭૦% સેરિયમ હોય છે, જ્યારે બાકીના કેલ્શિયમ, આયર્ન અનેયટ્રીયમ.
સેરિયમનો સૌપ્રથમ ઉપયોગ ઓસ્ટ્રિયન રસાયણશાસ્ત્રી કાર્લ ઔર વોન વેલ્સબેક દ્વારા શોધાયેલ ગેસ ફાયરપ્લેસ હતો. ૧૮૮૫માં, તેમણે મેગ્નેશિયમ, લેન્થેનમ અને યટ્રીયમ ઓક્સાઇડના મિશ્રણનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ આ મિશ્રણોએ સફળતા વિના લીલી ઝંડી આપી.
૧૮૯૧ માં, તેમણે જોયું કે શુદ્ધ થોરિયમ ઓક્સાઇડ વધુ સારો પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે, જોકે તે વાદળી હતો, અને સેરિયમ(IV) ઓક્સાઇડ સાથે મિશ્ર કરીને તેજસ્વી સફેદ પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે. વધુમાં, સેરિયમ(IV) ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ થોરિયમ ઓક્સાઇડ દહન માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે પણ થઈ શકે છે.
સીરિયમ ધાતુ
★ સેરિયમ એક નરમ અને નરમ ચાંદી જેવી સફેદ ધાતુ છે જે સક્રિય ગુણધર્મો ધરાવે છે. હવાના સંપર્કમાં આવવાથી તે ઓક્સિડાઇઝ થશે, જેનાથી કાટ જેવું ઓક્સાઇડ સ્તર બનશે. ગરમ થવા પર, તે બળી જશે અને પાણી સાથે ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપશે. સેન્ટીમીટર કદના સેરિયમ ધાતુના નમૂના લગભગ એક વર્ષમાં સંપૂર્ણપણે કાટ લાગશે. હવા, મજબૂત ઓક્સિડન્ટ્સ, મજબૂત એસિડ અને હેલોજનના સંપર્કને ટાળો.
★ સેરિયમ મુખ્યત્વે મોનાઝાઇટ અને બેસ્ટનેસાઇટમાં તેમજ યુરેનિયમ, થોરિયમ અને પ્લુટોનિયમના વિભાજન ઉત્પાદનોમાં જોવા મળે છે. પર્યાવરણ માટે હાનિકારક, જળ સંસ્થાઓના પ્રદૂષણ પર ખાસ ધ્યાન આપવું જોઈએ.
★ સેરિયમ એ 26મું સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં તત્વ છે, જે પૃથ્વીના પોપડાના 68ppm માટે જવાબદાર છે, જે તાંબુ (68ppm) પછી બીજા ક્રમે છે. સીસું (13pm) અને ટીન (2.1ppm) જેવી સામાન્ય ધાતુઓ કરતાં સેરિયમ વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં છે.
સીરિયમ ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન
ઇલેક્ટ્રોનિક વ્યવસ્થા:
૧એસ૨ ૨એસ૨ ૨પી૬ ૩એસ૨ ૩પી૬ ૪એસ૨ ૩ડી૧૦ ૪પી૬ ૫એસ૨ ૪ડી૧૦ ૫પી૬૬એસ૨ ૪એફ૧ ૫ડી૧
★ સેરિયમ લેન્થેનમ પછી સ્થિત છે અને તેમાં સેરિયમથી શરૂ થતા 4f ઇલેક્ટ્રોન છે, જેના કારણે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેવાનું સરળ બને છે. જોકે, સેરિયમનું 5d ભ્રમણકક્ષા કબજે કરેલું છે, અને આ અસર સેરિયમમાં પૂરતી મજબૂત નથી.
★ મોટાભાગના લેન્થેનાઇડ્સ ફક્ત ત્રણ ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન તરીકે કરી શકે છે, સિવાય કે સેરિયમ, જે એક પરિવર્તનશીલ ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું ધરાવે છે. 4f ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા લગભગ ધાતુની સ્થિતિમાં ડિલોકલાઇઝ્ડ બાહ્ય 5d અને 6s ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા જેટલી જ હોય છે, અને આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઊર્જા સ્તરોના સંબંધિત કબજાને બદલવા માટે માત્ર થોડી માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે, જેના પરિણામે +3 અને +4 ની ડબલ વેલેન્સ થાય છે. સામાન્ય સ્થિતિ +3 વેલેન્સ છે, જે એનારોબિક પાણીમાં +4 વેલેન્સ દર્શાવે છે.
સેરિયમનો ઉપયોગ
★ એલોય એડિટિવ તરીકે અને સેરિયમ ક્ષાર વગેરેના ઉત્પાદન માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
★ તેનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષવા માટે કાચના ઉમેરણ તરીકે થઈ શકે છે, અને કારના કાચમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
★ એક ઉત્તમ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને હાલમાં સૌથી વધુ પ્રતિનિધિત્વ ઓટોમોટિવ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરક છે, જે અસરકારક રીતે મોટી માત્રામાં ઓટોમોટિવ એક્ઝોસ્ટ ગેસને હવામાં છોડતા અટકાવે છે.
★ પ્રકાશદુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમુખ્યત્વે સેરિયમથી બનેલું, છોડના વિકાસ નિયમનકારો તરીકે, પાકની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે, ઉપજમાં વધારો કરી શકે છે અને પાકના તાણ પ્રતિકારને વધારી શકે છે.
★ સીરિયમ સલ્ફાઇડ પર્યાવરણ અને માનવજાત માટે હાનિકારક સીસા અને કેડમિયમ જેવી ધાતુઓને રંગદ્રવ્યોમાં બદલી શકે છે, પ્લાસ્ટિકને રંગી શકે છે, અને કોટિંગ અને શાહી ઉદ્યોગોમાં પણ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
★સીરિયમ(IV) ઓક્સાઇડપોલિશિંગ કમ્પાઉન્ડ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, કેમિકલ-મિકેનિકલ પોલિશિંગ (CMP) માં.
★ સેરિયમનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ મટિરિયલ્સ, થર્મોઇલેક્ટ્રિક મટિરિયલ્સ, સેરિયમ ટંગસ્ટન ઇલેક્ટ્રોડ્સ, સિરામિક કેપેસિટર, પીઝોઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ, સેરિયમ સિલિકોન કાર્બાઇડ એબ્રેસિવ્સ, ફ્યુઅલ સેલ કાચો માલ, ગેસોલિન ઉત્પ્રેરક, કાયમી ચુંબકીય સામગ્રી, તબીબી સામગ્રી, વિવિધ એલોય સ્ટીલ્સ અને નોન-ફેરસ ધાતુઓ તરીકે પણ થઈ શકે છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૦૩-૨૦૨૩