XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Церий  это химический элемент из группы лантаноидов, является металлом серебряного цвета.

В настоящее время данный металл применяется во многих направлениях.

Способы применения церия:

1) Является одним из компонентов порошка для полировки зеркального и оптического стекла.

2) Используется как катализатор в нефтяной промышленности.

3) Входит в состав стекол атомной техники. Стекла с церием не тускнеют под воздействием радиации и защищают персонал.

4) Применяется в магнитных термометрах.

5) Используется для придания материалам огнеупорности.

6) Добавление церия к различным сплавам повышает их ковкость и прочность, придает коррозийную устойчивость. Обычно церием модифицируют сплавы из железа, магния, алюминия 1, 2.

В данной работе будет рассмотрен последний способ применения церия, а именно  добавление его в сплавы металлов. Малые добавки церия очищают сталь от вредных неметаллических включений, прежде всего серы и газов, большие же  образуют самостоятельные окисные включения, которые полезны далеко не всегда.

Существует несколько способов определения содержания церия в сплавах:

1) Способ отсеивания цветных металлов-примесей (Sb, Pb, Sn, Bi, Zn и Cd) от основы (обычно Fe) в легированных сталях. Этот способ экстракционного выделения определяемых элементов, основанный на их извлечении из иодидного раствора метилизобутилкетоном, при этом железо и все легирующие добавки остаются в водном растворе.

Однако этот способ достаточно трудоемкий и он не позволяет извлечь церий, а только лишь узнать о его содержании.

2) Способ, где церий выделяется из состава основных компонентов осаждением в виде фторидов или оксалатов, из осадков: переводится в 4-х валентное состояние и титруется раствором гидрохинона с индикатором ферроином.

Данный способ все еще остается достаточно длительным и трудоемким. Количество определяемого церия относительно небольшие (0,005%-0,5%).

3) Способ отделения церия, основанный на растворении основы с последующим осаждением и экстракцией. Недостатком этого способа является извлечение церия в органический экстракт, который непосредственно для измерений современными высокоэффективными методами применять нельзя. Поэтому необходимо органическую фазу перевести в водно-кислотную форму, чтобы при измерении в приборе плазма не затухала и в ней не образовывались ионы (помехи), накладывающиеся на массы определяемых элементов, в данном случае-церия.

4) Также существует способ отделения церия из стали и сплавов, основанный на растворении навески анализируемого сплава (стали) с последующим осаждением и экстракцией, отличающийся тем, что отделяют церий от основы сплава и макропримесей осаждением с диэтилдитиокарбаматом натрия, после чего осуществляют доочистку экстракцией с дитизоном в хлороформе.

Предлагаемый способ позволяет определять церий при массовой доле в стали и сплавах 0.001% и ниже при 75000-кратном и более (если это основа) соотношении [макрокомпоненты]: [церий], где макрокомпоненты - железо, марганец, никель, медь и хром. Способ также позволяет проводить определение церия при микролегировании сталей элементами группы РЗЭ 3.

5) Cуществует редокс-потенциометрический метод определения ионов Ce (IV) на основе реакции 2Се(IV) + 3I^–⇄2Се(III) + I₃^–в водно-этанольных растворах. Определения проводили следующим образом, погружали в исследуемый раствор индикаторный платиновый точечный электрод и электрод сравнения (хлоридсеребряный электрод), измеряли установившееся значение потенциала индикаторного электрода, вводили в ячейку добавку стандартного раствора и повторно измеряли установившееся значение потенциала индикаторного электрода. Расчет содержания Се(IV) в растворе проводили по методу добавки стандарта 4-6.

Список литературы

1. Церий, как химический элемент https://naturalmuseum.ru/chemistry/%D1%86%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B9

2. Металлический церий: свойства, применение, способы получения. https://fb.ru/article/371401/metallicheskiy-tseriy-svoystva-primenenie-tehnologiya-polucheniya

3. Способы количественного определения церия в стали и сплавах https://findpatent.ru/patent/249/2491361.html

4. Малука, Л.М. Косвенное редокс-потенциометрическое определение церия (IV) / Л.М. Малука, Т.В. Гузик // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. – 2010. – Т. 53. – №11. – С. 32–35.

5. Гузик, Т.В. Химические и физико-химические методы определения содержания церия / Т.В. Гузик // Стратегии развития современной науки: сборник научных статей. – М.: Издательство “Перо”, 2019. – Ч. II. – С. 196-198.

6. Малука, Л.М. Потенциометрический иодометрический метод определения ионов Ce (IV) / Л.М. Малука, Т.В. Гузик // Материалы 6-ой Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа “ЭМА – 2004”, г. Уфа, 23-27 мая 2004 г. – С. 31-32.

Код для цитирования: Скопировать