|
Mặc dù xeri thuộc về nhóm các nguyên tố gọi chung là [[kim loại đất hiếm]], nhưng trên thực tế nó còn phổ biến hơn [[chì]]. Xeri có sẵn ở lượng tương đối lớn (68 ppm trong lớp vỏ Trái Đất). Nó được sử dụng trong một số hợp kim của kim loại đất hiếm.
Trong số các nguyên tố đất hiếm chỉ có [[europi]] là hoạt động hóa học mạnh hơn. Nó nhanh chóng bị xỉn màu trong không khí. Các dung dịch kiềm cũng như axít đặc và loãng nhanh chóng ăn mòn kim loại này. Xeri bị ôxi hóa chậm trong nước lạnh nhưng nhanh hơn trong nước nóng. Kim loại nguyên chất có thể bốc cháy khi cào xước.
Các muối của xeri (IV) (xeric) có màu đỏ cam hay ánh vàng, trong khi các muối xeri (III) (xerơ) thông thường màu trắng hay không màu. Cả hai trạng thái ôxi hóa đều hấp thụ mạnh ánh sáng cực tím. Xeri (III) có thể sử dụng để làm thủy tinh không màu và hấp thụ tia cực tím gần như hoàn toàn. Xeri có thể dễ dàng phát hiện trong các hỗn hợp đất hiếm bằng thử nghiệm định tính rất nhạy: bổ sung [[amoniac]] và [[hiđrô perôxít|hydro peoxit]] vào dung dịch các hỗn hợp nhóm lantan sẽ sinh ra màu nâu sẫm đặc trưng nếu có mặt xeri.
Xeri có thể dễ dàng phát hiện trong các hỗn hợp đất hiếm bằng thử nghiệm định tính rất nhạy: bổ sung [[amoniac|ammoniac]] và [[hiđrô perôxít|perôxít hiđrô]] vào dung dịch các hỗn hợp nhóm lantan sẽ sinh ra màu nâu sẫm đặc trưng nếu có mặt xeri.
[[Tập tin:Cerium phase diagram.jpg|Biểu đồ pha của xeri|300px|trái|nhỏ]]
== Hợp chất ==
[[Tập tin:Cer(IV)-sulfat.JPG|200px|phải|nhỏ|Sulfat xeri Xeri(IV) sunfat]]
XeriX eri có hai trạng thái ôxi hóa phổ biến là +3 và +4. Hợp chất phổ biến nhất của nó là [[ôxít xeri (IV) oxit]] (CeO<sub>2</sub>), được dùng như là "phấn sáp của thợ kim hoàn" cũng như trong thành tường của một số lò tự làm sạch. Hai tác nhân ôxi hóa được sử dụng phổ biến trong [[chuẩn độ]] là [[sulfat xeriamoni trisunfatocerat(IV) amoni]] ((NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>Ce(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>) và [[nitrat xeriamoni hexanitratocerat(IV) amoni]] (hay CAN, (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>Ce(NO<sub>3</sub>)<sub>6</sub>). Xeri cũng tạo ra các [[clorua]] như CeCl<sub>3</sub> tức [[xeri(III) clorua]], được sử dụng để tạo thuận lợi cho các phản ứng ở các [[nhóm cacbonyl]] trong [[hóa hữu cơ]]. Các hợp chất khác còn bao gồm [[xeri(III) cacbonat]] (Ce<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>), [[xeri(III) florua]] (CeF<sub>3</sub>), [[xeri(III) oxit]] (Ce<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), cũng như [[xeri(IV) sunfat]] (xeric sunfat, Ce(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>) và [[xeri(III) triflat]] (Ce(OSO<sub>2</sub>CF<sub>3</sub>)<sub>3</sub>).
Xeri cũng tạo ra các [[clorua]] như CeCl<sub>3</sub> tức [[clorua xeri (III)]], được sử dụng để tạo thuận lợi cho các phản ứng ở các [[nhóm cacbonyl]] trong [[hóa hữu cơ]]. Các hợp chất khác còn bao gồm [[cacbonat xeri (III)]] (Ce<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>), [[florua xeri (III)]] (CeF<sub>3</sub>), [[ôxít xeri (III)]] (Ce<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), cũng như [[sulfat xeri (IV)]] (sulfat xeric, Ce(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>) và triflat xeri (III) (Ce(OSO<sub>2</sub>CF<sub>3</sub>)<sub>3</sub>).
Hai trạng thái ôxi hóa của xeri khác nhau khá nhiều về độ bazơ: xeri (III) là một bazơ mạnh khi so sánh với các trạng thái hóa trị ba của các nguyên tố khác cũng thuộc nhóm Lantan, nhưng xeri (IV) lại là bazơ yếu. Khác biệt này là cơ sở cho phép dễ dàng tách và tinh chế xeri nhất trong số các nguyên tố nhóm Lantan, một nhóm các nguyên tố nổi tiếng vì sự khó khăn trong việc tách rời chúng khỏi nhau. Một loạt các biện pháp đã được đề ra theo thời gian để khai thác sự khác biệt này. Trong số các biện pháp tốt nhất có:
# Trộn các hiđrôxít hỗn hợp với [[axit nitric|axít nitric]] loãng: các nguyên tố nhóm Lantan hóa trị 3 sẽ hòa tan trong môi trường không có xeri còn xeri hóa trị 4 còn lại trong cặn không hòa tan để sau đó dùng các biện pháp khác tinh chế. Một biến thái khác là dùng [[axit clohydric|axítaxit clohiđric]] và các ôxít thu được từ bastnasit đã nung khô, nhưng sự chia tách theo kiểu này ít hoàn hảo hơn.
# Kết tủa xeri từ dung dịch nitrat hay clorua bằng cách dùng [[permanganatkali kalipemanganat]] và [[natri cacbonat|cacbonat natri]] theo tỷ lệ mol là 1:4.
# Đun sôi dung dịch nitrat của các kim loại đất hiếm với [[bromat kali bromat]] và mạt đá hoa (cẩm thạch).
Sử dụng các phương pháp cổ điển trong chia tách đất hiếm có một số ưu thế đáng kể trong chiến lược loại bỏ xeri từ hỗn hợp ngay từ lúc bắt đầu. Xeri thông thường chiếm 45% trong các loại đất hiếm xerit hay monazit và việc loại bỏ nó ra sớm sẽ làm giảm đáng kể những gì cần xử lý tiếp (hay giá thành của các tác nhân gắn liền với các công đoạn đó). Tuy nhiên, không phải mọi phương pháp tinh chế xeri đều dựa trên độ bazơ. Sự kết tinh nitrat amoni xeric [hexanitratoxerat (IV) amoni] từ axítaxit nitric là một phương pháp tinh chế. Nitrat xeri[[Axit hexanitratoxeric(IV) (axít hexanitratoxeric)]] có thể dễ dàng tách ra hơn trong một số dung môi nhất định (ví dụ tri-n-butyl phốtphatphotphat) so với các nguyên tố nhóm Lantan hóa trị +3. Tuy nhiên, thực tế hiện tại ở Trung Quốc dường như người ta tinh chế xeri bằng phương pháp chiết dung môi ngược dòng, ở dạng hóa trị +3 của nó, tương tự như các nguyên tố khác trong nhóm Lantan.
Xeri (IV) là chất ôxi hóa mạnh trong các điều kiện axítaxit nhưng ổn định trong các điều kiện kiềm. Nhưng điều kiện kiềm lại là điều kiện mà xeri (III) trở thành chất khử mạnh, dễ dàng bị ôxi hóa bởi [[ôxy]] có trong không khí. Điều kiện kiềm làm dễ dàng cho sự ôxi hóa này dẫn tới sự chia tách địa hóa học đôi khi xảy ra đối với xeri trong hỗn hợp với các nguyên tố hóa trị +3 của nhóm Lantan trong một số điều kiện phong hóa nhất định, dẫn tới "bất thường xeri âm tính" hay tới sự hình thành của khoáng vật xerianit. Ôxi hóa bằng không khí cho xeri (III) trong môi trường kiềm là cách thức kinh tế nhất để nhận được xeri (IV) để sau đó có thể xử lý tiếp bằng dung dịch axít.
Xem thêm ''[[:Thể loại:Hợp chất xeri|Hợp chất xeri]]''
** Xeri là thành phần chính của [[ferrocerium]], còn gọi là "[[Bật lửa#Đá lửa|đá lửa]]". Mặc dù các hợp kim hiện nay của kiểu này nói chung sử dụng [[Mischmetal]] chứ không phải xeri tinh khiết, nhưng nó vẫn là thành phần hợp thành phổ biến nhất.
** Xeri được sử dụng trong [[đèn hồ quang cacbon|chiếu sáng hồ quang cacbon]], đặc biệt trong công nghiệp điện ảnh.
* [[OxalatXeri(III) xerioxalat]] là thuốc chống gây nôn.
* [[Ôxít xeri Xeri(IV) oxit]]
** Ôxít được dùng trong các măng sông nóng sáng, chẳng hạn trong [[măng sông|măng sông Welsbach]], trong đó nó kết hợp với các ôxít của [[thori]], [[lantan]], [[magiê]] hay [[yttri]].
** Làm [[chất xúc tác]] cho hydrocacbon trong các [[lò tự làm sạch]] trong tường thành lò.
** Ôxít xeri Xeri(IV) oxit đã thay thế phần lớn cho [[o xít sắt (III)|phấn kim hoàn]] trong công nghiệp thủy tinh/kính như là chất đánh bóng.
** Ôxít xeri Xeri(IV) oxit dùng làm chất xúc tác trong cracking dầu mỏ.
** Các phụ gia xeri (IV) vào nhiên liệu diesel làm cho chúng cháy hoàn toàn hơn, giảm gây ô nhiễm môi trường.
** Trong thủy tinh, ôxít xeri (IV) oxit cho phép hấp thụ có tính chọn lựa các [[tử ngoại|tia cực tím]].
* [[Sulfat xeri Xeri(IV) sunfat]] được sử dụng rộng rãi trong phân tích định lượng như là một tác nhân ôxi hóa.
* Nitrat amoni xeric là một chất ôxi hóa một electron hữu ích trong hóa hữu cơ, được dùng để khắc axít có tính ôxi hóa cho các bộ phận cấu thành trong công nghiệp điện tử cũng như là tiêu chuẩn cơ bản trong phân tích định lượng.
* Các hợp chất xeri được sử dụng trong thủy tinh như là một thành phần hay như là chất khử màu.
* Xeri kết hợp với titan tạo ra màu vàng kim đẹp cho thủy tinh.
* Các hợp chất xeri được dùng để tạo màu cho men gốm sứ.
* Các hợp chất xeri (III) và xeri (IV) như [[clorua xeri (III) clorua]] được sử dụng làm chất xúc tác trong [[tổng hợp hữu cơ]].
== Phòng ngừa ==
Xeri, tương tự như các kim loại đất hiếm khác, có độc tính từ thấp tới vừa phải. Xeri là tác nhân khử mạnh và bắt cháy ngay lập tức trong không khí ở 65-80 °C (150-175 °F). Hơi từ lửa cháy chứa xeri là độc hại. Không được dùng nước để dập cháy xeri, do nó phản ứng mạnh với nước để sinh ra khí [[hiđrô]]. Những người bị phơi nhiễm xeri có thể bị ngứa, mẫn cảm với nhiệt, thương tổn da. Động vật bị têm một lượng lớn xeri sẽ chết do trụy tim mạch.
Ôxít xeri Xeri(IV) oxit là tác nhân ôxi hóa mạnh ở nhiệt độ cao và phản ứng với các vật liệu hữu cơ dễ cháy. Trong khi xeri tự nhiên không có tính phóng xạ nhưng các cấp độ thương mại không tinh khiết có thể chứa [[thori]] là chất phóng xạ.
== Tham khảo ==
| 