Úvod
Cer (chemická značka Ce) je stříbřitě bílý, měkký a kujný kov. S protonovým číslem 58 se řadí mezi lanthanoidy a je nejhojnějším prvkem ze skupiny kovů vzácných zemin. Na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí svůj lesk. Je také pyroforický, což znamená, že jeho jemné piliny se mohou na vzduchu samovolně vznítit. V přírodě se nenachází v čisté formě, ale získává se hlavně z minerálů monazitu a bastnäsitu. Využívá se například v katalyzátorech, lešticích prostředcích nebo jako součást slitiny pro kamínky do zapalovačů.
Vlastnosti
Cer (Ce), s protonovým číslem 58, je stříbřitě bílý, měkký, kujný a tažný kov, který patří mezi lanthanoidy. Na vzduchu je nestálý, rychle oxiduje a ztrácí svůj kovový lesk. Je vysoce reaktivní a projevuje pyroforické vlastnosti, což znamená, že může při poškrábání nebo zahřátí samovolně vzplanout. S vodou reaguje za uvolňování vodíku. Vyznačuje se dvěma stabilními oxidačními stavy: +3 (ceritý) a unikátním +4 (ceričitý), díky němuž jsou jeho sloučeniny silnými oxidačními činidly. Je nejrozšířenějším prvkem vzácných zemin v zemské kůře.
Vznik názvu
Název prvku je odvozen od trpasličí planety Ceres, která byla objevena pouhé dva roky před samotným prvkem, v roce 1801. Tato planeta nese jméno po římské bohyni úrody a zemědělství Cerery. Objevitelé prvku, Berzelius a Hisinger, se tak inspirovali touto významnou astronomickou událostí své doby.
Objev
Objev ceru se datuje do roku 1803, kdy byl nezávisle identifikován švédskými vědci Jönsem Jacobem Berzeliem a Wilhelmem Hisingerem a německým chemikem Martinem Heinrichem Klaprothem. Objevili jej v minerálu cerit, pocházejícím z dolu Bastnäs ve Švédsku. Nový prvek byl pojmenován podle trpasličí planety Ceres, která byla spatřena jen o dva roky dříve. Původně však izolovali pouze jeho oxid, zvaný ceria. Teprve později Carl Gustaf Mosander zjistil, že ceria obsahuje i další prvky, a položil základy jejich separace. Čistý kovový cer byl připraven až o mnoho let později.
Výskyt v přírodě
Cer je nejhojnějším prvkem vzácných zemin, v zemské kůře je zastoupen více než olovo či cín. Nikdy se nevyskytuje v elementární formě, vždy je vázán v minerálech spolu s dalšími lanthanoidy. Jeho hlavními průmyslovými zdroji jsou monazitové a bastnäsitové písky, které se těží především v Číně, USA a Austrálii. Proces získávání začíná drcením rudy a loužením. Klíčovým a náročným krokem je separace jednotlivých lanthanoidů od sebe. U ceru se využívá jeho schopnosti oxidovat na oxidační stupeň +4, což umožňuje jeho selektivní vysrážení z roztoku.
Využití
Cer, nejhojnější prvek vzácných zemin, nachází široké uplatnění v moderních technologiích. Jeho slitina, známá jako mischmetal, je klíčovou součástí kamínků do zapalovačů díky své pyroforické vlastnosti. Oxid ceričitý slouží jako vysoce účinné leštidlo pro precizní optiku a sklo, a je nepostradatelný v automobilových katalyzátorech, kde pomáhá snižovat emise škodlivých plynů. Přidává se také do speciálních skel pro absorpci UV záření. V přírodě se cer nevyskytuje v čisté formě, ale je součástí minerálů jako monazit a bastnäsit, které tvoří jeho hlavní komerční zdroje.
Sloučeniny
Nejvýznamnější uměle vyráběnou sloučeninou je oxid ceričitý (CeO₂), žlutobílý prášek s klíčovou rolí v katalýze a jako abrazivo. Dalšími syntetickými sloučeninami jsou například chlorid ceritý, používaný v organické chemii, a síran ceričitý, silné oxidační činidlo v analytické chemii. V přírodě cer netvoří jednoduché sloučeniny, ale je součástí komplexních minerálních struktur. Jeho primárními zdroji jsou minerály monazit, což je v podstatě fosforečnan lanthanoidů, a bastnäsit, což je fluorouhličitan lanthanoidů. V těchto minerálech je cer vždy přítomen ve směsi s dalšími prvky vzácných zemin.
Zajímavosti
Cer je fascinující svou pyroforickou povahou; jemné piliny jeho slitiny se na vzduchu samovolně vznítí, což je princip fungování kamínků v zapalovačích. Přestože je klasifikován jako prvek vzácných zemin, je paradoxně hojnější v zemské kůře než běžné kovy jako olovo či měď. Chemicky je unikátní mezi lanthanoidy díky své schopnosti existovat ve dvou stabilních oxidačních stavech, +3 a +4. Tato vlastnost mu propůjčuje významné katalytické a oxidační schopnosti, které jsou klíčové pro jeho průmyslové využití. Jeho oxid se také využívá v samočistících troubách jako katalyzátor rozkladu zbytků jídla.
