Son Haberler

Seryum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

-
Eylül 18, 2022
Seryum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

Seryum, lantanit grubu elementler arasında değişik özellikleri ile ödünlü elementlerden bkocamandır. Yaygın bulunan “ender” elementlerdendir.

Seryum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

Seryum, ender toprak elementleri arasında ilk olarak keşfedilen metaldir. İsmini cüce gezegen “Ceres”deri alan seryum, grubundaki öteki lantanitlere göre değişik özellikler sergiler. Bu sebeple kullanım alanı da muhtelif ve yaygındır. Katıldığı alaşımlara sıcaklığa karşı direnç kazandırır. Yanık ilaçlarında kullanılabilen bir elementtir. Keşfedildikten sonra ilk olarak gaz lambası gömleklerinde kullanılmıştır. Çakmaktaşları yüzde 50 oranında seryum ihtiva eder. Öteki detaylara yazımızdan ulaşabilirsiniz.


Tarihçesi

Seryum, 1803 senesinde Jöns Jacob Berzelius ve Wilhelm Hisinger tarafından İsveç Bastnas’taki bir demir madeninde bulunan mineralde keşfedildi. Aynı sene içinde bağımsız olarak Almanya’da kimyacı Martin Heinrich Klaproth tarafından da keşfedilmiştir.

Berzelius ve Hisinger, ender toprak elementlerini bünyesinde btemizleten silikat minerali seritte keşfettikleri seryumun tuzlarını hazırlayarak kimyevi reaksiyonlarını inceledi. Saf metal seryumu izole etmeyi başaramasalar da seryumun iki oksidasyon hali olduğunu tespit etmeyi başardılar. Bunların bkocaman renksiz tuz, ötekiyi sarı kırmızı haldeydi. Berzelius ve Hisinger, tahlil neticelerini Klaproth’tan evvel yayınladı ve bilim dünyasına seryum kâşifi olarak isimlerini yazdırdılar.

Metal seryum ilk olarak 1839 senesinde Berzelius’un çalışma dostu İsveçli kimyacı Carl Gustaf Mosander tarafından izole edildi. İlk olarak ‘seria’ ismi verilen oksit formunda izole edildi. Seryumun ilk uygulaması, Avusturyalı kimyacı Carl Auer von Welsbach’ın buluş ettiği gaz lambası mantolarıdır gömlek. Welsbach, 1892 senesinde saf toryum oksidi mavi ışığına karşın seryum dioksitle karıştırarak parlak beyaz bir ışık elde etti. Seryum dioksit, toryum dioksidin yakılması için katalizör görevi gördü. Welsbach’ın buluşu ticari anlamda büyük bir talebe yol açtı. Toryuma olan arzla doğru orantılı olarak seryum talebi de arkasıydı. Welsbach ayrıca, ferroseryum ismi verilen ve çakmaktaşı olarak bilinen seryum kapsayan demir alaşımını da buluş etmiştir.

“Seryum” sözcüğü, Güneş sisteminin en büyük cüce gezegeni, 1801 senesinde keşfedilen Ceres asteroitinden esinlenilerek üretilmiştir. Ceres, aynı zamanda Roma mitolojisinde anne sevgisinin ve hububatlar gibi büyüyen bitkilerin tanrıçasının da ismidir. İngilizcesi “cerium” biçimindedir. Sembolünü de bu sözcükten almıştır.


Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Seryumun kimyevi sembolü “Ce”dir. Atom numarası 58, atom ağırlığı 140,11, yoğunluğu 6,77’dir. Erime noktası 799 derece, kaynama noktası 3443 derecedir. Periyodik element tablosunun 3-B grubunda yer alan lantanit serisinin ikinci elementidir. Ananesel olarak ender toprak elementlerinden kabul edilir. Kristal yapısı, 726 derecenin altında yüzey merkezli kübik kafes biçimindedir. 726 derecenin üzerinde beden merkezli kübik bir kristal yapıya geçer. Gümüş parlaklığında, gümüşî beyaz renkte, yumuşak, sünek bir metaldir. Bileşiklerinin bazıları sarı ve kırmızı renklidir. Saf seryum bıçak ile kesilebilir, kolayca işlenebilir. Elektropozitifliği yüksektir.

Seryum, havadan etkilenir, matlaşır, demirin paslanması gibi yüzeyinde eskiyen bir oksit tabakası oluşturur. Yüzeyi bir sene içinde tamamen korozyona uğrar. Suyla tepkine girer. Soğuk suda yavaş olan tepkin sıcaklık çoğaldıkça süratlenir. Bu tepkinden seryum hidroksit ve hidrojen gazı üretir. Metal formu, trihalid vermek üzere tüm halojenlerle tepkine girer. Seryum oksidi oluşturmak için 150 derecede kolaylıkla yanar. Seryum okside ‘seria’ ismi de verilir; florit yapısına sahiptir; beyaza yakın soluk sarı renktedir, sülfat asidinde çözünür. Öğütülürken ve çizildiğinde ortaya çıkan talaşlar kendiliğinden yanar. Başka Bir Deyişle piroforiktir. Oksidinin florit yapısı, praseodimyum ve terbiyum dioksitlere benzer. Fluor ile tepkininde stabil beyaz tetraflorür üretir. Demir ile alaşımı oldukça reaktiftir.

Tabiatta ender değildir, saf olarak bulunmaz. Ender toprak elementleri arasında anılsa bile yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasına 26. sıradadır. Yerkabuğunun ağırlıkça takribî yüzde 0,0046’sını seryum oluşturur. Lantanitler arasında en yaygın ender toprak elementidir. Mermi ve kalay gibi metallerden daha yaygın bulunur. Yaygınlık bakımından seryumdan sonraki elementler neodimyum, lantan ve praseodimdir. Deniz suyu, trilyonda 1,5 parça seryum kapsar.

Tabiatta genellikle serit, monazit, bastnatsit ve allanit minerallerinde bulunur. Bu mineraller aynı zamanda en ehemmiyetli ticari kaynaktır. Bu minerallerdeki lantanit metallerin hemen hemen yarısını seryum oluşturur. Öteki ender toprak elementleri ile birlikte bulunur. Komşu elementlere ve serisindeki öteki elementlere oranla minerallerinden kolay ayrıştırılır. Bunun sebebi, öteki lantanit elementlerinde olmayan özelliği, +4 bedellikli hale yükseltgenebilmesidir. Seryum oksit, bastnatsit madeninin ısıtılması ve hidroklorik asit ile muamele edilmesi yoluyla üretilir. Metalik seryum, seryum flüorürün kalsiyum ile ısıtılması veya erimiş seryum oksidin elektrolizi usulü ile elde edilir. Seryum; uranyum, plütonyum ve toryumun fisyon mahsulleri arasında da yer alır.

Seryum, tabiatta dört izotopun karışımından oluşur. Bu izotoplar; Ce-136 % 0,19, Ce-138 % 0,25, Ce-140 88,4, Ce-142 % 11,1 biçimindedir. En kararlı izotopu Ce-140’dır. Öteki izotopları suni ve radyoaktiftir. Çoğu kararlı izotoplarından Ce-144’nam yarılanma ömrü 285 gündür. Öteki bazı izotoplarının yarılanma ömürleri şöyledir; Ce-139 137,6 gün, Ce-143 33 gün, Ce-141 32,5 gün. Bazı radyoaktif izotoplarının yarılanma ömürleri takribî 4 gündür. Bazıları da 10 dakikadan az yarılanma ömrüne sahiptir. Nükleer izomerleri hariç, atom kütle numaraları 119 ila 157 arasında değişen 38 adet radyoaktif suni izotopu karakterize edilmiştir. Seryum, değişken bir elektron yapısına sahiptir. Genellikle serisinin +3 oksidasyon gidişatını sergiler. Suyunu oksitlemeyen kararlı +4 bir oksidasyon gidişatına da sahiptir.

Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır?

Seryum, ticari kullanımı yaygın olan elementlerdendir. Özellikle seryum oksit seria, ticari anlamda yaygın olarak kullanılan bir bileşiktir. Seria, yüksek nitelikli optik yüzeylerde kullanılan öteki metal oksitlerin yerini almıştır. Alaşımlar başta olmak üzere aydınlatma sistemlerinde aranan bileşenlerden bkocamandır. Demir alaşımlarında ehemmiyetli bir maddedir. Süper alaşımların yüksek sıcaklık oksidasyon mukavemetini artırmak için yaygın olarak kullanılır. Endüstriyel ölçekli elektrosentez uygulamalarında geri dönüşümlü bir oksidan olarak metansülfonik asit çözeltilerine seryum katılır. Bazı bileşikleri organik kimyada, elektronik bileşenlerde oksitleyici olarak, kantitatif incelemelerde birincil standart olarak kullanılır.

Televizyon ekranlarında ve floresan lambalarda kullanılan fosforlar için ehemmiyetli bir bileşen olan seryum, güneş ışığına maruz kalmış pigmentlerde polimer yaradılışını önler. Yüzde 50 oranında seryum ihtiva eden Misch metali çakmaktaşı, muhtelif alaşımlarda yükseltgenmeyi önleyici, vakum tüplerinde oksijen giderici olarak kullanılır. +4 bedellikli bileşikleri, iyi bir oksitleyici casusudur. Seryum tuzları, resimcilikte ve dokuma sanayisinde kullanılır. Seryum oksidin nanopartikülleri, dizel yakıtı için daha fazla yanmaya ve egzoz emisyonlarını eksiltmeye dayanakçı olması için ideal bir katkı maddesidir. Seryum oksit katkısı, motordaki müesseseleri yok ederek motor performansını artırır. Seryum oksit ayrıca, sırça yüzeyleri cilalamak için kullanılır. Seryum sülfür, zengin kırmızı renkte toksik olmayan bir bileşiktir ve pigment olarak kullanılır. Bu pigmentler oyuncaklarda, mutfak kaplarında kullanılabilir.

Seryum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı alanlar ve mahsuller şunlardır; sırça cila, katalitik konvertörler, pigmentler, televizyon sırça plakaları, jet motorları alaşımları, karbon ark lambaları, porselen kaplamalar, enerji tasarruflu ampuller, projektörler, mıknatıslar, paslanmaz çelik, akkor lambalar, manyetik optik kompakt diskler, krom kaplamalar, gözlükler, kendi kendini arınan fırınların yüzeyleri…

Bunları Biliyor Musunuz?

Seryum, lantanitler arasında ilk olarak keşfedilen elementtir.
Misch metal karmaşık metal, ender toprak elementlerinden oluşan bir alaşımdır. “Seryum mischmetal” olarak da bilinir. Yüzde 50 seryum, yüzde 25 lantan ve yüzde 25 oranında da neodimyum ve praseodimyum kapsar. Ateşleme makinelerinde çakmaktaşı olarak kullanılır. Darbe aldığında kıvılcım verir. Daha iyi kıvılcım vermesi için demir oksit ve magnezyum oksit karıştırılır. Bu karışımla “ferroseryum” veya “ferroeryum” ismi verilen daha sert bir madde elde edilir.
Seryum, insan sıhhati için biyolojik bir role sahip değildir. Orta seviyede toksik özellikler gösterir. Fosfat minerallerinden besin zincirine katılarak kemiklerde minik ölçülerde birikebilir. Bu ölçü riskli olarak değerlendirilmiyor.
Seryum, havada 65 ila 80 derece aralığındaki sıcaklıklarda kendiliğinden tutuşabilir. Seryum dumanları zehirleyici özellikler taşır.
Seryum nitrat bileşeni yanık enfeksiyonları rehabilitasyonunda kullanılan ilaçların içeriğinde bulunur. Ayrıca, immünosüpresyon bağışıklık baskılayıcı yaradılışını azaltır.
Seryumun senelik yapımı 20 ila 30 bin ton arasında değişir.
En yaygın seryum minerali yaradılışları Hindistan, Brezilya ve Güney Kaliforniya’da görülür.