Nama : Imas Walijah

NIM : 0800012

Pendidikan Kimia A

Cerium (58Ce)

58Ce

Kenampakan

Putih keperakan

Sifat-sifat Umum

Nama, simbol, nomor atom

cerium, Ce, 58

Grup Lantanida

periode, blok 6, ff

Beratatom 140,116

Konfigurasi elektron [Xe] 4f2 6s2

Sifat Fisika

Fasa Padat

Densitas 6.770 g·cm−3

Densitas (cairan) 6.55 g·cm−3

Titik Leleh1068 K, 795 °C

Cerium 1

Sejarah

Cerium ditemukan di daerah Bastnäs, pada 1803,

oleh dua kimiawan Swedia, Jöns 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 Bastnäs, 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 berhasil

menghilangkan lantana dan "didymia" pada akhir 1830-an,

sehingga ceria diperoleh dalam keadaan murni. Wilhelm

Hisinger merupakan seorang pemilik tambang yang kaya

raya dan ilmuwan yang masih amatir, serta menjadi sponsor

dari Berzelius. Dia memiliki atau mengendalikan tambang

tersebut di Bastnäs, dan selama lima tahun telah berusaha

untuk menemukan komposisi dari jenis batuan berat yang

Titik Didih3716 K, 3443 °C

Kalor Pembentukan 5.46 kJ·mol−1

Kalor Penguapan 398 kJ·mol−1

Kapasitas Kalor Jenis(25 °C) 26.94 J·mol−1·K−1

Tekanan Uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k

pada T/K

1992 2194 2442 2754 3159 3705

Sifat Atomik

Bilangan Oksidasi4, 3, 2

Keelektronegatifan 1.12 (skala Pauling)

Energi Ionisasi 1st: 534.4 kJ·mol−1

2nd: 1050 kJ·mol−1

3rd: 1949 kJ·mol−1

Jari-jari Atom 181.8 pm

Jari-jari Kovalen 204±9 pm

Lainnya

Struktur Kristal Kubus pusat muka

Sifat Kemagnetan paramagnetik

Konduktivitas Termal(300 K) 11.3 W·m−1·K−1

Cerium 2

melimpah di tambangnya ("Tungstein of Bastnäs"),

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,

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 rentang

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.

Karakteristik FisikaCerium 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 hingga 3443 °C) atau 4766 F° (1463 °F hingga

6229 °F).

Isotop Paling Stabil

Isotop Kelimpahan Waktu Paruh

134Ce syn 3.16 days

136Ce 0.185%

138Ce 0.251%

139Ce syn 137.640 days

140Ce 88.450%

141Ce syn 32.501 days

142Ce 11.114% > 5×1016 years

144Ce syn 284.893 days

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]

2 Ce (s) + 3 Cl2 (g) → 2 CeCl3 (s) [putih]

2 Ce (s) + 3 Br2 (g) → 2 CeBr3 (s) [putih]

Cerium 3

Diagram fasa dari cerium

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 energi

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 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

Struktur Kristal

Interaktif atau non-interaktif

Persenyawaan

Cerium(IV) sulfat

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-

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,

Cerium 4

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 logam

tanah melalui tes kualitatif yang sangat teliti. Penambahan

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; 136Ce, 138Ce, 140Ce, dan 142Ce dengan 140Ce

sebagai isotop yang paling melimpah. Kelimpahan isotop-isotop tersebut adalah:

136Ce = 0,185%

138Ce = 0,251%

140Ce = 88,450%

142Ce = 11,114%

Adapun radioisotop dari cerium meliputi:

Isotop Massa Waktu Paruh134 Ce 133.9090 3,16 hari135 Ce 134,90915 17,7 jam137 Ce 136,90788 9,0 jam139 Ce 138,90665 137,6 hari141 Ce 140.908272 32,50 hari143 Ce 142.912382 1,38 hari144 Ce 143.913643 284,6 hari

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.

Cerium 5

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 oksida-

oksida melalui proses pemijaran dan pendinginan. Oksida-oksida itu dilarutkan dalam asam nitrat

sampai mengeluarkan salah satu dari komponen-komponen utamanya, cerium, yang garam-

garamnya 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.

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.

Cerium 6