cerio

Elemento chimico del gruppo delle terre rare, scoperto nel 1803 contemporaneamente e indipendentemente da M.H. Klaproth e J.J. Berzelius; simbolo Ce, numero atomico 58, peso atomico 140,13; isotopi più abbondanti ¹⁴⁰₅₈Ce e ¹⁴²₅₈Ce; l’isotopo radioattivo ¹⁴⁴₅₈Ce, meno abbondante, è impiegato come tracciante. È l’elemento più abbondante e uno dei più reattivi tra quelli delle terre rare. Metallo tenero, di colore grigio, duttile, malleabile, che fonde a 795 °C; all’aria si ossida ricoprendosi di uno strato giallo bruno; ridotto in fili s’infiamma con un lampo più vivo di quello del magnesio. Il c. metallico presenta il fenomeno dell’allotropia: esso può infatti esistere nelle forme α, β, γ. Quest’ultima, a simmetria cubica, è la forma normale a temperatura ordinaria. Le altre due si ottengono per raffreddamento; la β, esagonale, è favorita dalla presenza di calcio e magnesio; la α, cubica, si può anche ottenere per aumento della pressione. Con l’acqua reagisce formando l’idrossido e sviluppando idrogeno; gli acidi diluiti lo attaccano facilmente. Il metallo puro si incendia facilmente all’aria. È contenuto in molti minerali (cerite, monazite, ortite), dai quali viene estratto e separato sotto forma di cloruro, che è poi sottoposto all’elettrolisi. Viene impiegato in lega con il ferro e altri metalli per la preparazione di leghe piroforiche (accenditori automatici), di proiettili traccianti e di leghe disossidanti; aggiunto in piccole quantità al magnesio e all’alluminio ne migliora notevolmente le proprietà fisiche e tecnologiche.

Nei suoi composti il c. si comporta da trivalente (composti cerosi) e da tetravalente (composti cerici); i primi sono incolori, poco idrolizzati in soluzione e si ossidano facilmente a sali cerici; i secondi, colorati dal giallo all’arancio, sono abbastanza idrolizzati in soluzione e si riducono facilmente a sali cerosi. La stabilità di composti dove il metallo è presente allo stato di ossidazione +4 contraddistingue il c. dagli altri elementi delle terre rare. I sali di c. (IV) formano facilmente complessi più stabili dei corrispondenti del c. (III). Gli usi più importanti dei sali si hanno nella preparazione di decoloranti nell’industria vetraria, come opacizzanti degli smalti ceramici, come reagenti analitici. L’impiego di ossidi di c. come catalizzatori e come promotori strutturali ed elettronici in varie reazioni catalitiche eterogenee è andato acquisendo crescente importanza, sia in vari processi dell’industria chimica (per es., monossidazione del propilene ad acrilonitrile) sia, soprattutto, per applicazioni ambientali (marmitte catalitiche; desolforazione di gas industriali; ossidazione in fase umida di reflui contenenti sostanze organiche tossiche o biorecalcitranti).