Энциклопедический словарь (Х-Я)

Церий

Церий (хим.; Cerium, нем. Сеr; Се = 140, если O = 16) – в виде нечистой окиси был впервые (1803) открыт Клапротом в минерале из Riddarhyttan (Швеция), принимавшемся раньше за волчец. Новая окись была выделена кроме того и почти одновременно еще Берцелиусом с Гизингером, которые назвали металл ее Ц. – от Ceres, имя планеты, – а сам минерал – церитом. В ст. Гадолинитовые металлы "упоминаются и другие минералы, содержащие Ц., в ст. «Церитовые металлы» приведен состав более важных силикатов этого рода, разложение которых удается посредством сплавления с гидросульфатом калия, или при нагревании с крепкой серной кислотой, или даже и с соляной. Чтобы добыть окись Ц. из церита, нагревают его с серной кислотой, избыток кислоты выпаривают и остаток извлекают холодной водой (при 0°); прозрачный раствор насыщают сероводородом, фильтруют и из фильтрата, по прибавлении соляной кислоты, осаждают щавелевой кислотой оксалаты Ц., лантана и дидимия, которые при прокаливании превращаются в окиси. Окись Ц. осаждается затем, при кипячении водного раствора сульфатов этих окисей, в виде основного сульфата. В других случаях для выделения окиси Ц. из среды прочих редких окисей прибегают к превращению их, посредством сульфата калия, в двойные соли такого состава M2(SO4)3.3K2SO4, так как металлы церитовой группы (а именно Ц. лаyтан, дидимий, самарий, дециний, гадолиний) характеризуются почти полной нерастворимостью в крепком растворе K2SO4 таких двойных сульфатов, в отличие от металлов гадолинитовых или, лучше, иттриевых (Y, Yb, Er, Ho, Tm, Tr, Sc). Для Ц. известны полуторная окись Се2O3 и двуокись СеO2. 0ни обладают основными свойствами и дают с кислотами соответствующие два ряда солей. Се2О3 в форме красновато-зеленого порошка, получается при нагревании его оксалата или карбоната в струе водорода. Белый объемистый осадок гидрата Се2О3 осаждается едким натром из соляных растворов; он поглощает на воздухе угольный ангидрид и кислород, приобретая желтоватый цвет. СеO2, белый или соломенно-желтый порошок, остается при осторожном прокаливании солей Ц. и летучих кислородных кислот на воздухе. Желтоватый порошок гидрата СеО2.3Н2О получается при действии едкого кали на раствор кислого сульфата этого окисла, как и при действии хлора на разболтанный в воде гидрат полуторной окиси. Если действуют аммиаком на раствор соли двуокиси, то осадок, ярко-желтый после высушивания при 385°, имеет состав СеO2.2Н2O и начинает терять в весе только при 600°. Гидраты СеO2 растворяются с темно-желтым цветом в соляной кислоте и в крепкой серной; при нагревании первого раствора происходит образование СеСl3, сопровождаемое выделением хлора; сернокислый же раствор обладает сильными окисляющими свойствами и легко выделяет кислород, частью озонированный. Перекись водорода, однако, никогда не была получена посредством СеO2, как не случалось этого и для двуокисей свинца или марганца. Из солей Ц. ранее стали известны и более обыкновенны те, которые содержать трехвалентный металл. 0ни часто легко растворимы, имеют вяжущий и вкус и бесцветны или с красноватым оттенком; окрашивают лакмус в красный цвет. Треххлористый Ц., СеСl3, получается в виде желтоватого возгона при нагревании металла или тесной смеси его окиси с углем в струе хлора. Раствор полуторной окиси в соляной кислоте выделяет, если испарять его при низких температ., гидраты СеСl3.15Н2О и СеСl3.7H2O; при нагревании же происходит выделение основных солей. Известны CeBr3.11/2 H2O и CeJ3.9H2O. Сульфат Ц. Ce2(SO4)3 растворим в 1,7 ч. холодной и только в почти 60 ч. горячей воды. При невысокой темпер, кристаллизуется гидрат Ce2(SO4)3.6H2O. Упомянутая двойная соль с сульфатом калия, Ce2(SO4)3.3K2SO4, растворяется при 20° в 50-60 ч. чистой воды и легко растворима в подкисленной воде. Из кислых растворов при осторожном испарении выделяется другая двойная соль Се2(SO4).2К2SО4.3Н2O, а в присутствии меньших количеств K2SO4 кристаллизуется еще и такая Ce2(SO4).K2SO4 Кристаллический нитрат Ce(NO3)3.3H2O хорошо растворим в воде, в спирте, и дает двойные соли с друг. нитратами. Фосфат СеРО4 составляет, вместе с фосфатами лантана и дидимия, минерал монацит, который часто содержит еще торий олово, марганец и кальций и вместе с церитом и торитом употребляется для выделки тех ярко светящих сеток, которые находятся в ауэровских горелках (предложил Auer v. Wеlsbach) и состоят главным образом из окисей тория (98-99%) и Ц. (2-1%) с примесью окисей др. металлов редких земель и циркония. Сеточки эти готовятся путем напитывания тонкой тюлевой ткани раствором азотнокислых солей упомянутых металлов, сушения и прокаливания. Карбонат, Се2(СО3)3.5Н2O – маленькие шелковистые иглы, осаждается из раствора сульфата карбонатом аммония. Оксалат Ce2(С2O4)3, белый осадок, получается при действии оксалата аммония на растворы солей трехвалентного Ц. Так как оксалат трудно растворим в разведенных кислотах, то его можно осаждать и щавелевой кислотой, даже из кислых растворов, как об этом уже упомянуто. Из солей двуокиси Ц. с галоидоводородными кислотами известен только четырехфтористый Ц. CeF4.H2O; получается он путем растворения гидрата СеO2 в плавиковой кислоте и при нагревании выделяет воду вместе с фтористым водородом и свободным фтором (Браунер). Если СeO2 растворить в избытке концентрированной серной кислоты и, по разбавлении водой, полученный раствор испарять, то выкристаллизовывается двойной сульфат Ce2(SO4)3.2Ce(SO4)2.24H2O красного цвета, а из маточного раствора получается сульфат Се(SO4)2.4Н2O желтого цвета. Для получения только последней соли должно растворять СеO2 в разведенной серной кислоте; она способна образовать и другие двойные соли, напр., K2SO4.Ce(SO4)2.2H2O, а водой, взятой в избытке, разлагается, осаждая основный соли, тем более бедные серной кислотой, чем больше взято воды, которая вымывает из них кислоту. Нитрат получается при растворении гидрата СеО2 в азотной кислоте; он также постепенно разлагается водой и дает кристаллические двойные соли, например 2KNO3.2Ce(NO3)4.3H2O – блестящие желтые призмы. Если к раствору сульфата Ц. прибавить перекиси водорода и затем аммиаку, то осаждается (Lecoq de Boisbaudran, Cleve) бурый, похожий на гидрат окиси железа, осадок; это перекись Ц. СеO3, более подробно – O:Се:O2. Металлический Ц., в виде порошка, был приготовлен Мозандером при нагревании СеСl3 с натрием, а затем, в сплавленном состоянии, Вёлером и, в более значительном количестве и в чистом виде – путем электролиза расплавленной смеси СеСl3 и поваренной соли – Гилдебрандом и Нортоном. Кл. Винклер получил его, нагревая СеО2 с порошком магния. Ц. обладает цветом и блеском железа и довольно постоянен в сухом воздухе, но во влажном окисляется, приобретая желтый, синий и, наконец, зеленый цвет; по твердости близок к известковому шпату, ковок, поддается прокатке и в нагретом состоянии тянется в проволоку. Удельный вес электролитического металла 6,628, а после сплавления под поваренной солью – 6,728. Теплоемкость 0,04479. Плавится Ц. легче серебра и труднее сурьмы. Очень легко воспламеняется – достаточно проволоку скрести ножом, чтобы отлетающие кусочки металла загорались – и горит более ярко, чем магний. Легко соединяется с галоидами – в хлоре горит; растворяется в разведенных кислотах при выделении водорода, а действию концентрированной азотной кислоты на холоду не поддается. В электрической печи СеO2 восстановляется и углем, но получается (Муассан, 1896) карбид Ц. СеС2 – красновато-желтое, просвечивающее, кристаллическое вещество, которое разлагается водой, причем 75% углерода превращается в ацетилен, 3,5% в этилен и 21,5% в метан, если вода в избытке и при обыкновенной температуре; при О0 получаются иные относительные количества тех же газов. Искровой спектр Ц. содержит многие яркие линии, главнейшие в зеленой и синей части спектра. Новейшее определение атомного веса (1895) сделано Браунером по анализу упомянутого выше оксалата.

С.С. Колотов