જાદુઈ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ: સેરિયમ

સેરિયમ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના વિશાળ પરિવારમાં નિર્વિવાદ 'મોટા ભાઈ' છે. સૌપ્રથમ, પોપડામાં દુર્લભ પૃથ્વીની કુલ વિપુલતા 238ppm છે, જેમાં સેરિયમ 68ppm છે, જે કુલ દુર્લભ પૃથ્વીની રચનાના 28% હિસ્સો ધરાવે છે અને પ્રથમ ક્રમે છે; બીજું, સિરિયમ એ યટ્રીયમ (1794) ની શોધના નવ વર્ષ પછી શોધાયેલું બીજું દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ છે. તેની એપ્લિકેશન ખૂબ વ્યાપક છે, અને "સેરિયમ" અણનમ છે

સીરીયમ તત્વની શોધ

કાર્લ Auer વોન Welsbach

1803 માં જર્મન ક્લોપર્સ, સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી જેઓએનએસ જેકોબ બર્ઝેલિયસ અને સ્વીડિશ ખનિજશાસ્ત્રી વિલ્હેમ હિસિંગર દ્વારા સેરિયમની શોધ અને નામ આપવામાં આવ્યું હતું. તેને સેરિયા કહેવામાં આવે છે, અને તેના અયસ્કને સેરીટ કહેવામાં આવે છે, સેરેસની યાદમાં, 1801 માં શોધાયેલ એસ્ટરોઇડ. હકીકતમાં, આ પ્રકારનું સેરિયમ સિલિકેટ એ હાઇડ્રેટેડ મીઠું છે જેમાં 66% થી 70% સેરિયમ હોય છે, જ્યારે બાકીના કેલ્શિયમના સંયોજનો હોય છે. , આયર્ન અનેયટ્રીયમ.

સીરિયમનો પ્રથમ ઉપયોગ ઓસ્ટ્રિયન રસાયણશાસ્ત્રી કાર્લ ઓર વોન વેલ્સબેક દ્વારા શોધાયેલ ગેસ ફાયરપ્લેસ હતો. 1885 માં, તેણે મેગ્નેશિયમ, લેન્થેનમ અને યટ્રીયમ ઓક્સાઇડના મિશ્રણનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ આ મિશ્રણોમાંથી સફળતા વિના લીલો પ્રકાશ બહાર આવ્યો.

1891 માં, તેમણે જોયું કે શુદ્ધ થોરિયમ ઓક્સાઇડ વધુ સારી રીતે પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે, જો કે તે વાદળી હતો, અને તેજસ્વી સફેદ પ્રકાશ પેદા કરવા માટે Cerium(IV) ઓક્સાઇડ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવ્યો હતો. વધુમાં, Cerium(IV) ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ થોરિયમ ઓક્સાઇડના કમ્બશન માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે પણ થઈ શકે છે.

સીરિયમ મેટલ

★ Cerium સક્રિય ગુણધર્મો સાથે નરમ અને નરમ ચાંદીની સફેદ ધાતુ છે. જ્યારે હવાના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તે ઓક્સિડાઇઝ્ડ થઈ જાય છે, જે ઓક્સાઈડના સ્તરને છાલવા જેવું રસ્ટ બનાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે બળી જાય છે અને પાણી સાથે ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે. સેન્ટીમીટર કદના સેરિયમ મેટલ સેમ્પલ લગભગ એક વર્ષની અંદર સંપૂર્ણપણે કોરોડ થઈ જાય છે. હવા, મજબૂત ઓક્સિડન્ટ્સ, મજબૂત એસિડ અને હેલોજન સાથે સંપર્ક ટાળો.

★ સીરીયમ મુખ્યત્વે મોનાઝાઈટ અને બેસ્ટનેસાઈટ તેમજ યુરેનિયમ, થોરિયમ અને પ્લુટોનિયમના વિચ્છેદન ઉત્પાદનોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. પર્યાવરણ માટે હાનિકારક, જળાશયોના પ્રદૂષણ પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ.

★ સેરિયમ એ 26મું સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ છે, જે પૃથ્વીના પોપડાના 68ppm માટે જવાબદાર છે, જે તાંબા (68ppm) પછી બીજા ક્રમે છે. સીરિયમ સામાન્ય ધાતુઓ જેમ કે લીડ (13pm) અને ટીન (2.1ppm) કરતાં વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં છે.

Cerium ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન

ઇલેક્ટ્રોનિક વ્યવસ્થા:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ સેરિયમ લેન્થેનમ પછી સ્થિત છે અને તેમાં સેરિયમથી શરૂ થતા 4f ઈલેક્ટ્રોન છે, જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેવાનું સરળ બનાવે છે. જો કે, સેરિયમનું 5d ઓર્બિટલ કબજે કરવામાં આવ્યું છે, અને આ અસર સેરિયમમાં પૂરતી મજબૂત નથી.

★ મોટા ભાગના લેન્થેનાઈડ માત્ર ત્રણ ઈલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ વેલેન્સ ઈલેક્ટ્રોન તરીકે કરી શકે છે, સીરીયમના અપવાદ સિવાય, જે ચલ ઈલેક્ટ્રોનિક માળખું ધરાવે છે. 4f ઈલેક્ટ્રોનની ઉર્જા લગભગ ધાતુની સ્થિતિમાં બહારના 5d અને 6s ઈલેક્ટ્રોન્સ જેવી જ છે, અને આ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉર્જા સ્તરોના સંબંધિત વ્યવસાયને બદલવા માટે માત્ર થોડી જ ઉર્જા જરૂરી છે, જેના પરિણામે બેવડી સંયોજકતા થાય છે. +3 અને+4. સામાન્ય સ્થિતિ +3 સંયોજકતા છે, જે એનારોબિક પાણીમાં +4 સંયોજકતા દર્શાવે છે.
સેરિયમની અરજી

★ એલોય એડિટિવ તરીકે અને સેરિયમ ક્ષાર વગેરેના ઉત્પાદન માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે.

★ તેનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષવા માટે ગ્લાસ એડિટિવ તરીકે કરી શકાય છે અને કાર ગ્લાસમાં તેનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

★ એક ઉત્તમ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને હાલમાં સૌથી વધુ પ્રતિનિધિ ઓટોમોટિવ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરક છે, જે અસરકારક રીતે મોટી માત્રામાં ઓટોમોટિવ એક્ઝોસ્ટ ગેસને હવામાં છોડવામાં આવતા અટકાવે છે.

★ પ્રકાશદુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમુખ્યત્વે સીરિયમનું બનેલું છે કારણ કે છોડના વિકાસના નિયમનકારો પાકની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે, ઉપજમાં વધારો કરી શકે છે અને પાકના તાણ પ્રતિકારને વધારી શકે છે.

★ સીરીયમ સલ્ફાઇડ લીડ અને કેડમિયમ જેવી ધાતુઓને બદલી શકે છે જે પર્યાવરણ અને માનવ માટે નુકસાનકારક હોય છે, જે પ્લાસ્ટિકને રંગ આપી શકે છે અને કોટિંગ અને શાહી ઉદ્યોગોમાં પણ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

★Cerium(IV) ઓક્સાઇડપોલિશિંગ સંયોજન તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, કેમિકલ-મિકેનિકલ પોલિશિંગ (CMP).

★ સેરિયમનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન સંગ્રહ સામગ્રી, થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી, સેરિયમ ટંગસ્ટન ઇલેક્ટ્રોડ્સ, સિરામિક કેપેસિટર, પીઝોઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ, સેરિયમ સિલિકોન કાર્બાઇડ એબ્રેસિવ્સ, ઇંધણ સેલ કાચો માલ, ગેસોલિન ઉત્પ્રેરક, કાયમી ચુંબકીય સામગ્રી, તબીબી સામગ્રી અને વિવિધ એલોય તરીકે પણ થઈ શકે છે. ફેરસ ધાતુઓ.