MATERIAL ADVANCED CERIUM (58Ce)

Nama NIM Jurusan

: MUCHLIS DWI KURNIAWAN : 11250007 : Teknik Mesin

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DARMA PERSADA JAKARTA 2012[Type text]

Cerium (58Ce)Sejarah Cerium ditemukan di daerah Bastns, pada 1803, oleh dua kimiawan Swedia, Jns Jacob Berzelius and Wilhelm von Hisinger. Pada tahun yang sama, unsur ini juga ditemukan oleh Martin Heinrich Klaproth, kimiawan Jerman. Unsur ini diberi nama Cerium oelh Berzelius. Nama ini diambil dari nama sebuah asteroid, yaitu Ceres, yang ditemukan dua tahun sebelumnya. Pada awal isolasinya, Cerium terdapat dalam bentuk oksidanya, dan diberi nama ceria, istilah yang sampai saat ini pun masih digunakan. Logam ini terlalu elektropositif untuk diisolasi melalui teknologi peleburan menggunakan arus, sebagaimana karakteristik logam lantanida pada umumnya. Setelah perkembangan elektrokimia oleh by Humphry Davy lima tahun kemudian, dari tanah bisa dihasilkan logam-logam yang dikandungnya. Ceria, diisolasi pada tahun 1803, mengandung semua lantanida yang terdapat dalam bijih cerit dari Bastns, Swedia, dan hingga sekarang hanya mengandung sekitar 45% dari apa yang sekarang ini dikenal sebagai ceria murni. Hal itu tidak terjadi hingga Carl Gustaf Mosander berhasilFasa Densitas Densitas (cairan) Padat 6.770 gcm 6.55 gcm3

58Ce

Kenampakan Putih keperakan

Sifat-sifat Umum Nama, simbol, nomor atom Grup periode, blok Beratatom Konfigurasi elektron Sifat Fisika cerium, Ce, 58 Lantanida 6, ff 140,116 [Xe] 4f 6s2 2

menghilangkan lantana dan "didymia" pada akhir 1830-an, sehingga ceria diperoleh dalam keadaan murni. Wilhelm Hisinger merupakan seorang pemilik tambang yang kaya

3

raya dan ilmuwan yang masih amatir, serta menjadi sponsor[Type text]

dari Berzelius. Dia memiliki atau mengendalikan tambang tersebut di Bastns, dan selama lima tahun telah berusaha untuk menemukan komposisi dari jenis batuan berat yang

Titik Leleh

1068 K, 795 C 3716 K, 3443 C 5.46 kJmol 398 kJmol1

melimpah di tambangnya ("Tungstein of Bastns"), sekarang dikenal sebagai cerite. Mosander dan keluarganya tinggal selama beberapa tahun di rumah yang sama dengan Berzelius, diminta untuk menyelidiki lebih jauh tentang ceria. Ketika logam-logam tanah ditemukan,Kalor Penguapan Titik Didih

Kalor Pembentukan

1

Kapasitas Kalor Jenis

karena merupakan basa kuat yang reaktif dengan oksida dari kalsium dan magnesium, logam-logam tersebut dianggap dwivalensi. Dengan demikian, "ceric" cerium dianggap merupakan unsur trivalensi, dan rasio bilangan oksidasinya diperkirakan menjadi 1,5. Berzelius berusaha untuk mendapatkan rasio yang tepat, dan memperoleh angka 1,33. Setelah peristiwa itu dia menjadi salah satu kimiawan analitik terbaik di Eropa. Pada akhir 1950-an, Lindsay Chemical Division of American Potash and Chemical Corporation di Chicago Barat, Illinois, yang merupakan produsen terbesar dari logam tanah di dunia, menawarkan senyawa cerium dalam dua rentangEnergi Ionisasi Keelektronegatifan Sifat Atomik P/Pa 1 Tekanan Uap 10

(25 C) 26.94 1 1 Jmol K

100 1 k 10 k 100 k

pada 1992 2194 2442 2754 3159 3705 T/K

Bilangan Oksidasi

4, 3, 2

1.12 (skala Pauling) 1st: 534.4 1 kJmol 2nd: 1050 1 kJmol 3rd: 1949 1 kJmol

kemurnian, yaitu kategori "komersil" dengan kemurnian 94-97%, dan "murni", dengan tingkat kemurnian sebesar 99,9 %. Pada daftar harganya per 1 Oktober 1958, harga dari satu pon oksida cerium adalah $3,30 atau $8,10 berturut-turut untuk dua kemurnian tadi. Garam cerium lebih murah harganya, menunjukkan rendahnya berat bersih dari kandungan oksidanya.Jari-jari Atom Jari-jari Kovalen Lainnya

181.8 pm 2049 pm

Karakteristik Fisika Cerium adalah logam keperakan, termasuk ke dalam grup lantanida. Logam ini menyerupai besi dalam warna dan kilaunya, tetapi teksturnya halus, dan lunak serta mudah dibentuk. Cerium memiliki rentang wujud cair terpanjang pada beberapa unsur nonradioaktift: 2648 C (795 C [Type text]hingga 3443 C) atau 4766 F (1463 F hingga 6229 F).

Struktur Kristal

Kubus pusat muka paramagneti k

Sifat Kemagnetan

Konduktivitas Termal

(300 K) 1 11.3 Wm 1 K

Isotop Paling Stabil Isotop Kelimpahan134

Waktu Paruh 3.16 days

Ce Ce Ce Ce Ce Ce Ce Ce

syn 0.185% 0.251% syn 88.450% syn 11.114% syn

136

138

139

137.640 days

140

141

Cerium merupakan logam yang kenampakannya menarik karena struktur elektroniknya yang bervariasi. Energi di dalam orbital 4f-nya hampir sama dengan di luarnya atau elektron valensinya, dan hanya sedikit energi142 144

32.501 days > 510 years 284.893 days16

yang dibutuhkan untuk mengganti kepemilikan relatif dari level elektronik ini. Hal ini menimbulkan dua tingkat valensi. Sebagai contoh, perubahan volume sekitar 10% terjadi ketika cerium diberi tekanan tinggi atau temperatur rendah. Ini menunjukkan bahwa perubahan valensi dari 3 ke 4 terjadi ketika logam itu didinginkan atau diberi tekanan tinggi. Kelakuan atau sifat cerium pada temperatur rendah sangatlah kompleks. Pada tekanan atmosfer, densitas cerium cair lebih tinggi daripada dalam wujud padat pada titik lelehnya.

Karakteristik Kimia

Logam cerium dengan lambat memudar di udara dan terbakar dengan cepat pada 150 C membentuk cerium(IV) oksida: Ce + O2 CeO2 Cerium cukup elektropositif dan bereaksi lambat dengan air dingin dan cukup cepat dengna air panas membentuk cerium hidroksida: 2 Ce (s) + 6 H2O (l) 2 Ce(OH)3 (aq) + 3 H2 (g) Logam cerium bereaksi dengan semua halogen: 2 Ce (s) + 3 F2 (g) 2 CeF3 (s) [putih][Type text]

2 Ce (s) + 3 Cl2 (g) 2 CeCl3 (s) [putih] 2 Ce (s) + 3 Br2 (g) 2 CeBr3 (s) [putih] 2 Ce (s) + 3 I2 (g) 2 CeI3 (s) [kuning] Cerium larut dalam asam sulfat membentuk larutan yang mengandung ion-ion Ce(III) yang tak berwarna, yang terdapat dalam bentuk kompleks [Ce(OH2)9]3+. 2 Ce (s) + 3 H2SO4 (aq) 2 Ce3+ (aq) + 3 SO24 (aq) + 3 H2 (g)

Struktur Kristal

Interaktif Persenyawaan

atau

non-interaktif

Garam cerium(IV) (ceric) berwarna jingga atau kuning, sedangkan garam cerium(III) (cerous) salts biasanya berwarna putih atau tidak berwarna. Keduanya menyerap sinar UV dengan kuat. Cerium(III) dapat digunakan untuk membuat kacamata yang tak berwarna, dan masih bisa menyerap sinar UV dengan sempurna.

Cerium dapat dideteksi dalam campuran logamCerium(IV) sulfat

tanah melalui tes kualitatif yang sangat teliti. Penambahan

ammonia dan hidrogen peroksida ke dalam larutan lantanida menghasilkan warna coklat tua jika cerium ada di dalamnya. Cerium menunjukkan tiga bilangan oksidasi, yaitu +2, +3 and +4. Nilai +2 termasuk jarang dan ditemukan dalam CeH2, CeI2 and CeS. Senyawa yang paling umum dari cerium adalah cerium(IV) oksida (CeO2), yang digunakan sebagai pemerah pipi, serta digunakan pada dinding[Type text]

dinding oven tertentu. Dua oksidator yang biasa digunakan dalam titrasi adalah ammonium cerium(IV) sulfat (ceric ammonium sulfat, (NH4)2Ce(SO4)3) dan ammonium cerium(IV) nitrat (ceric ammonium nitrat atau CAN, (NH4)2Ce(NO3)6). Cerium juga membentuk sebuah klorida, CeCl3 atau cerium(III) klorida, digunakan untuk memfasilitasi reaksi-reaksi pada gugus karbonil dalam kimia organik. Senyawa-senyawa lainnya meliputi cerium(III) karbonat (Ce2(CO3)3), cerium(III) fluorida (CeF3), cerium(III) oksida (Ce2O3), cerium(IV) sulfat (ceric sulfat, Ce(SO4)2), dan cerium(III) triflat (Ce(OSO2CF3)3). Cerium(IV) merupakan oksidator kuat di bawah kondisi asam, tetapi stabil di bawah kondisi basa, ketika itu cerium(III) yang menjadi reduktor kuat dimana dengan mudah teroksidasi oleh oksigen dari atmosfer (O2). Oksidasi udara dari basa cerium(III) adalah cara paling ekonomis untuk memperoleh cerium(IV), yang kemudian bisa ditangani di dalam larutan asam.

Isotop Secara alami, cerium terdiri atas empat isotop stabil;140 136

Ce,

138

Ce,

140

Ce, dan

142

Ce dengan

Ce sebagai isotop yang paling melimpah. Kelimpahan isotop-isotop tersebut adalah: 136 138 140 142

Ce = 0,185% Ce = 0,251% Ce = 88,450% Ce = 11,114%

Adapun radioisotop dari cerium meliputi: Isotop134 135 137 139 141 143 144

Massa 133.9090 134,90915 136,90788 138,90665 140.908272 142.912382 143.913643

Waktu Paruh 3,16 hari 17,7 jam 9,0 jam 137,6 hari 32,50 hari 1,38 hari 284,6 hari

Ce Ce Ce Ce Ce Ce Ce

[Type text]

Produksi Campuran mineral dihancurkan, digerinda, dan ditempa dengan asam sulfat pasan konsentrat untuk menghasilkan sulfat yang larut dalam ari dari logam-logam tanah tersebut. Filtrat yang bersifat asam secara parsial dinetralkan dengan natrium hidroksida hingga pH 3-4. Endapan torium keluar dari larutan sebagai hidroksida dan selanjutnya dihilangkan/dipisahkan. Setelah larutan itu ditempa dengan ammonium oksalat untuk mngubah logam tanah jarang menjadi oksalatnya yang tidak larut dalam air. Oksalatnya itu kemudian diubah menjadi oksidaoksida melalui proses pemijaran dan pendinginan. Oksida-oksida itu dilarutkan dalam asam nitrat sampai mengeluarkan salah satu dari komponen-komponen utamanya, cerium, yang garamgaramnya tidak dapat larut dalam HNO3. Logam cerium diisolasi melalui teknik reduksi metalotermik, seperti melalui reduksi cerium fluorida atau klorida dengan kalsium, atau melalui elektrolisis lelehan cerium klorida atau cerium halida lainnya.teknik metalotermik ini digunakan untuk memproduksi cerium dengan tingkat kemurnian yang tinggi.

Aplikasi Apliaksi utama secara teknologi untuk cerium(III) oksida adalah sebagai konverter katalitis untuk reduksi emisi CO dalam gas dari kendaraan bermotor. Secara khusus, cerium oksida ditambahkan ke dalam bahan bakat diesel. Kegunaan penting lainnya dari cerium oksida adalah sebagai katalis hidrokarbon dalam self cleaning ovens, disatukan dengan dinding-dinding oven dan sebagai katalis perengkahan (cracking) pada pemurnian di industri perminyakan Cerium(IV) oxida dianggap sebagai salah satu dari bahan paling efisien untuk ketelitian pengasahan komponen-komponen optikal. Senyawa-senyawa cerium juga digunakan dalam pembuatan kacamata, sebagai komponen juga pewarna. Sebagai contoh, cerium(IV) oksida dalam kombinasinya dengan titanium(IV) oksida memberikan warna kuning emas pada kacamata; juga memberikan selektivitas penyerapan sinar UV pada kacamata. Cerium oksida memiliki indek bias yang tinggi dan ditambahkan pada lapisan email untuk membuatnya lebih buram. Fotostabilitas dari pigmen dapat ditingkatkan melalui penambahan cerium. Cerium ini menyediakan pigmen-pigmen dengan kecepatan cahaya dan mencegah polimer yang bersih dari penggelapan/penghitaman karena sinar matahati. Cerium juga merupakan komponen penting dari fosfor yang digunakan dalam layar televisi dan lampu pijar.

[Type text]

Paduan logam cerium digunakan dalam magnet-magnet permanen dan elektroda tungsten (wolfram) untuk busur cahaya gas tungsten. Cerium digunakan dalam busur cahaya karbon, terutama dalam industri gambar-hidup seperti perbiokopan. Cerium oksalat adalah obat antimuntah. Cerium(IV) sulfat digunakan secara luas sebagai oksidator volumetri dalam analisis kuantitatif. Ceric ammonium nitrat adalah oksidant unielektron yang sangat berguna dalam kimia organik, sebagai standar primer untuk analisis kuantitatif.

[Type text]