Церий

(хим.; Cerium, нем. Сеr; Се = 140, если O = 16) — в виде нечистой окиси был впервые (1803) открыт Клапротом в минерале из Biddarhyttan (Швеция), принимавшемся раньше за волчец (см. Вольфрам). Новая окись была выделена кроме того и почти одновременно еще Берцелиусом с Гизингером, которые назвали металл ее Ц. — от Ceres, имя планеты, — а самый минерал — церитом. В ст. Гадолинитовые металлы упоминаются и другие минералы, содержащие Ц., в ст. Церитовые металлы приведен состав более важных силикатов этого рода, разложение которых удается посредством сплавления с гидросульфатом калия, или при нагревании с крепкой серной кислотой, или даже и с соляной. Чтобы добыть окись Ц. из церита, нагревают его с серной кислотой, избыток кислоты выпаривают и остаток извлекают холодной водой (при 0°); прозрачный раствор насыщают сероводородом, фильтруют и из фильтрата, по прибавлении соляной кислоты, осаждают щавелевой кислотой оксалаты Ц., лантана и дидимия, которые при прокаливании превращаются в окиси. Окись Ц. осаждается затем, при кипячении водного раствора сульфатов этих окисей, в виде основного сульфата. В других случаях для выделении окиси Ц. из среды прочих редких окисей прибегают к превращению их, посредством сульфата калия, в двойные соли такого состава М ₂(SO₄)₃.3К ₂ SО ₄, так как металлы церитовой группы (а именно Ц. лантан, дидимий, самарий, дециний, гадолиний) характеризуются почти полною нерастворимостью в крепком растворе К ₂ SО ₄ таких двойных сульфатов, в отличие от металлов гадолинитовых или, лучше, иттриевых (Y, Yb, Er, Но, Tm, Тr, Se). Для Ц. известны полуторная окись Ce₂O₃ и двуокись СеО ₂. Они обладают основными свойствами и дают с кислотами соответствующие два ряда солей. Ce ₂O₃, в форме красновато-зеленого порошка, получается при нагревании его оксалата или карбоната в струе водорода. Белый объемистый осадок гидрата Ce ₂O₃ осаждается едким натром из соляных растворов; он поглощает на воздухе угольный ангидрид и кислород, приобретая желтоватый цвет. СеО ₂, белый или соломенно-желтый порошок, остается при осторожном прокаливании солей Ц. и летучих кислородных кислот на воздухе. Желтоватый порошок гидрата СеО ₂.3Н ₂ О получается при действии едкого кали на раствор кислого сульфата этого окисла, как и при действии хлора на разболтанный в воде гидрат полуторной окиси [Характерным реактивом на бесцветные растворы солей трехвалентного Ц. является хлорноватистокислый натрий, который осаждает красный гидрат СеО ₂, растворяющийся в горячей соляной кислоте при выделении хлора.]. Если действуют аммиаком на раствор соли двуокиси, то осадок, ярко-желтый после высушивании при 385°, имеет состав СеО ₂.2Н ₂ O и начинает терять в весе только при 600°. Гидраты СеО ₂ растворяются с темно-желтым цветом в соляной кислоте и в крепкой серной; при нагревании первого раствора происходит образование СеСl ₃, сопровождаемое выделением хлора; сернокислый же раствор обладает сильными окисляющими свойствами и легко выделяет кислород, частью озонированный. Перекись водорода, однако, никогда не была получена посредством СеО ₂, как не случалось этого и для двуокисей свинца или марганца. Из солей Ц. ранее стали известны и более обыкновенны те, которые содержат трехвалентный металл. Они часто легко растворимы, имеют вяжущий вкус и бесцветны или с красноватым оттенком; окрашивают лакмус в красный цвет. Треххлористый Ц., СеСl ₃, получается в виде желтоватого возгона при нагревании металла или тесной смеси его окиси с углем в струе хлора. Раствор полуторной окиси в соляной кислоте выделяют, если испарять их при низких температ., гидраты СеСl ₃.15Н ₂ O и СеСl ₃.7Н ₂ O; при нагревании же происходит выделение основных солей. Известны СеBr ₃.1½ Н₂ O и СеJ ₃.9Н ₂O. Сульфат Ц. Ce₂(SO₄)₃ растворим в 1,7 ч. холодной и только в почти 60 ч. горячей воды. При невысокой темпер. кристаллизуется гидрат Ce ₂(SO₄)₃.6Н ₂ O. Упомянутая двойная соль с сульфатом калия, Ce ₂(SO₄)₃.3К ₂SO₄, растворяется при 20° в 50 — 60 ч. чистой воды и легко растворима в подкисленной воде. Из кислых растворов при осторожном испарении выделяется другая двойная соль Ce ₂(SO₄)₃.2К ₂SO₄.3Н ₂ O, а в присутствии меньших количеств К ₂SO₄ кристаллизуется еще и такая Ce ₂(SO₄)₃.К ₂SO₄. Кристаллический нитрат Ce(NO₃)₃.3H₂ O хорошо растворим в воде, в спирте, и дает двойные соли с др. нитратами. Фосфат СеРО ₄ составляет, вместе с фосфатами лантана и дидимия, минерал монацит, который часто содержит еще торий (см. Цирконий) олово, марганец и кальций и вместе с церитом и торитом употребляется для выделки тех ярко светящих сеток, которые находятся в ауэровских горелках (предложил Auer v. Welsbach) и состоят главным образом из окисей тория (98 — 99%) и Ц. (2 — 1%) с примесью окисей др. металлов редких земель и циркония. Сеточки эти готовятся путем напитывания тонкой тюлевой ткани раствором азотнокислых солей упомянутых металлов, сушения и прокаливания. Карбонат, Се ₂ (СО ₃)₃.5Н ₂O — маленькие шелковистые иглы, осаждается из раствора сульфата карбонатом аммония. Оксалат Се ₂ (С ₂ О ₄)₃, белый осадок, получается при действии оксалата аммония на растворы солей трехвалентного Ц. Так как оксалат трудно растворим в разведенных кислотах, то его можно осаждать и щавелевой кислотой, даже из кислых растворов, как об этом уже упомянуто. Из солей двуокиси Ц. с галоидоводородными кислотами известен только четырехфтористый Ц. СеF ₄.Н ₂ O; получается он путем растворения гидрата СеО ₂ в плавиковой кислоте и при нагревании выделяет воду вместе с фтористым водородом и свободным фтором (Браунер). Если СеО ₂ растворить в избытке концентрированной серной кислоты и, по разбавлении водой, полученный раствор испарять, то выкристаллизовывается двойной сульфат Ce₂(SO₄)₃.2Ce(SO₄)₂.24H₂ O красного цвета, а из маточного раствора получается сульфат Ce(SO₄)₂.4H₂ O желтого цвета. Для получения только последней соли должно растворять СеО ₂ в разведенной серной кислоте; она способна образовать и другие двойные соли, напр., K ₂SO₄.Ce(SO₄)₂.2H₂ O, а водою, взятою в избытке, разлагается, осаждая основные соли, тем более бедные серной кислотой, чем больше взято воды, которая вымывает из них кислоту. Нитрат получается при растворении гидрата СеО ₂ в азотной кислоте; он также постепенно разлагается водой и дает кристаллические двойные соли, например, 2KNO ₃.2Сe(NO ₃)₄.3H₂O — блестящие желтые призмы. Если к раствору сульфата Ц. прибавить перекиси водорода и затем аммиаку, то осаждается (Lecoq de Boisbaudran, Cleve) бурый, похожий на гидрат окиси железа, осадок; это перекись Ц. СеО ₃, более подробно — O:Ce:O₂. Металлический Ц., в виде порошка, был приготовлен Мозандером при нагревании СеСl ₃ с натрием, а затем, в сплавленном состоянии, Вёлером и, в более значительном количестве и в чистом виде — путем электролиза расплавленной смеси CеСl ₃ и поваренной соли — Гиллебрандом и Нортоном. Кл. Винклер получил его, нагревая СеО ₂ с порошком магния. Ц. обладает цветом и блеском железа и довольно постоянен в сухом воздухе, но во влажном окисляется, приобретая желтый, синий и, наконец, зеленый цвет; по твердости близок к известковому шпату, ковок, поддается прокатке и в нагретом состоянии тянется в проволоку. Удельный вес электролитического металла 6,628, а после сплавления под поваренною солью — 6,728. Теплоемкость 0,04479. Плавится Ц. легче серебра и труднее сурьмы. Очень легко воспламеняется — достаточно проволоку скрести ножом, чтобы отлетающие кусочки металла загорались — и горит более ярко, чем магний. Легко соединяется с галоидами — в хлоре горит; растворяется в разведенных кислотах при выделении водорода, а действию концентрированной азотной кислоты на холоду не поддается. В электрической печи СеО ₂ восстановляется и углем, но получается (Муассан, 1896) карбид Ц. СеС ₂ — красновато-желтое, просвечивающее, кристаллическое вещество, которое разлагается водою, причем 75% углерода превращается в ацетилен, 3,5% в этилен и 21,5% в метан, если вода в избытке и при обыкновенной температуре; при 0° получаются иные относительные количества тех же газов. Искровой спектр Ц. содержит многие яркие линии, в основном, в зеленой и синей части спектра. Новейшее определение атомного веса (1895) сделано Браунером по анализу упомянутого выше оксалата. О положении Ц. в периодической системе — см. Церитовые металлы и Цирконий.

С. С. Колотов. Δ .