जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व: सेरियम

सैरियम दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बड़े परिवार में निर्विवाद 'बड़ा भाई' है। सबसे पहले, भूपर्पटी में दुर्लभ पृथ्वी की कुल प्रचुरता 238पीपीएम है, जिसमें सेरियम 68पीपीएम है, जो कुल दुर्लभ पृथ्वी संरचना का 28% है और पहले स्थान पर है; दूसरे, सेरियम येट्रियम (1794) की खोज के नौ साल बाद खोजा गया दूसरा दुर्लभ पृथ्वी तत्व है। इसका अनुप्रयोग बहुत व्यापक है, और "सेरियम" अजेय है

सेरियम तत्व की खोज

कार्ल एउर वॉन वेल्सबैक

सेरियम की खोज और नामकरण 1803 में जर्मन क्लॉपर्स, स्वीडिश रसायनज्ञ जे ओ एन एस जैकब बर्ज़ेलियस और स्वीडिश खनिज विज्ञानी विल्हेम हिसिंगर द्वारा किया गया था। इसे सेरिया कहा जाता है, और इसके अयस्क को सेरीट कहा जाता है, सेरेस की याद में, 1801 में खोजा गया एक क्षुद्रग्रह। वास्तव में, इस प्रकार का सेरियम सिलिकेट एक हाइड्रेटेड नमक है जिसमें 66% से 70% सेरियम होता है, जबकि बाकी कैल्शियम के यौगिक होते हैं , लोहा, औरyttrium.

सेरियम का पहला उपयोग ऑस्ट्रियाई रसायनज्ञ कार्ल एउर वॉन वेल्सबैक द्वारा आविष्कार किया गया एक गैस फायरप्लेस था। 1885 में, उन्होंने मैग्नीशियम, लैंथेनम और येट्रियम ऑक्साइड के मिश्रण का प्रयास किया, लेकिन इन मिश्रणों ने सफलता के बिना हरे रंग की रोशनी उत्सर्जित की।

1891 में, उन्होंने पाया कि शुद्ध थोरियम ऑक्साइड बेहतर रोशनी पैदा करता है, हालांकि यह नीला था, और सेरियम (IV) ऑक्साइड के साथ मिश्रित होकर चमकदार सफेद रोशनी पैदा करता है। इसके अलावा, सेरियम (IV) ऑक्साइड का उपयोग थोरियम ऑक्साइड दहन के लिए उत्प्रेरक के रूप में भी किया जा सकता है

सैरियम धातु

★ सेरियम सक्रिय गुणों से युक्त एक लचीली एवं मुलायम सिल्वर सफेद धातु है। हवा के संपर्क में आने पर, यह ऑक्सीकृत हो जाएगा, जिससे जंग जैसी छीलने वाली ऑक्साइड परत बन जाएगी। गर्म करने पर यह जल जाता है और पानी के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है। एक सेंटीमीटर आकार का सेरियम धातु का नमूना लगभग एक वर्ष के भीतर पूरी तरह से नष्ट हो जाता है। हवा, मजबूत ऑक्सीडेंट, मजबूत एसिड और हैलोजन के संपर्क से बचें।

★ सेरियम मुख्य रूप से मोनाजाइट और बास्टनेसाइट के साथ-साथ यूरेनियम, थोरियम और प्लूटोनियम के विखंडन उत्पादों में मौजूद होता है। पर्यावरण के लिए हानिकारक जलस्रोतों के प्रदूषण पर विशेष ध्यान देना चाहिए।

★ सेरियम 26वां सबसे प्रचुर तत्व है, जो पृथ्वी की पपड़ी का 68 पीपीएम है, जो तांबे (68 पीपीएम) के बाद दूसरे स्थान पर है। सीरियम सामान्य धातुओं जैसे सीसा (13पीपीएम) और टिन (2.1पीपीएम) की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में होता है।

सेरियम इलेक्ट्रॉन विन्यास

इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f1 5d1
★ सेरियम लैंथेनम के बाद स्थित होता है और इसमें सेरियम से शुरू होने वाले 4f इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिससे रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेना आसान हो जाता है। हालाँकि, सेरियम का 5d कक्षक व्याप्त है, और यह प्रभाव सेरियम में पर्याप्त मजबूत नहीं है।

★ अधिकांश लैंथेनाइड केवल तीन इलेक्ट्रॉनों को वैलेंस इलेक्ट्रॉन के रूप में उपयोग कर सकते हैं, सेरियम के अपवाद के साथ, जिसमें एक परिवर्तनीय इलेक्ट्रॉनिक संरचना होती है। 4f इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा धातु अवस्था में विस्थापित बाहरी 5d और 6s इलेक्ट्रॉनों के लगभग समान है, और इन इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तरों के सापेक्ष व्यवसाय को बदलने के लिए केवल थोड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप दोहरी वैलेंस होती है +3 और+4. सामान्य अवस्था +3 संयोजकता है, जो अवायवीय जल में +4 संयोजकता दर्शाती है।
सेरियम का प्रयोग

★ मिश्र धातु योज्य के रूप में और सेरियम लवण आदि के उत्पादन के लिए उपयोग किया जा सकता है।

★ इसका उपयोग पराबैंगनी और अवरक्त किरणों को अवशोषित करने के लिए ग्लास एडिटिव के रूप में किया जा सकता है, और कार ग्लास में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

★ एक उत्कृष्ट पर्यावरण संरक्षण सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और वर्तमान में सबसे अधिक प्रतिनिधि ऑटोमोटिव निकास शुद्धि उत्प्रेरक है, जो प्रभावी रूप से बड़ी मात्रा में ऑटोमोटिव निकास गैस को हवा में छोड़ने से रोकता है।

★ प्रकाशदुर्लभ पृथ्वी तत्वमुख्य रूप से सेरियम से बना है क्योंकि पौधे के विकास नियामक फसल की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं, उपज बढ़ा सकते हैं और फसल तनाव प्रतिरोध को बढ़ा सकते हैं।

★ सेरियम सल्फाइड सीसा और कैडमियम जैसी धातुओं की जगह ले सकता है जो पर्यावरण और मनुष्यों के लिए हानिकारक हैं, प्लास्टिक को रंग सकते हैं, और कोटिंग और स्याही उद्योगों में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

★सेरियम (IV) ऑक्साइडइसका उपयोग पॉलिशिंग कंपाउंड के रूप में किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, केमिकल-मैकेनिकल पॉलिशिंग (सीएमपी) में।

★ सेरियम का उपयोग हाइड्रोजन भंडारण सामग्री, थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री, सेरियम टंगस्टन इलेक्ट्रोड, सिरेमिक कैपेसिटर, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, सेरियम सिलिकॉन कार्बाइड अपघर्षक, ईंधन सेल कच्चे माल, गैसोलीन उत्प्रेरक, स्थायी चुंबकीय सामग्री, चिकित्सा सामग्री, विभिन्न मिश्र धातु स्टील्स और गैर-के रूप में भी किया जा सकता है। लौह धातुएँ.