Cerium(III)oxide

Cerium(III)oxide
Algemeen
Molecuul­formule	Ce2O3
IUPAC-naam	cerium(III)oxide
Molmassa	328,24 g/mol
CAS-nummer	1345-13-7
Wikidata	Q900883
Fysische eigenschappen
Aggregatie­toestand	vast
Kleur	goudgeel
Dichtheid	6,2 g/cm³
Smeltpunt	2177 °C
Kookpunt	3730 °C
Onoplosbaar in	water
Geometrie en kristal­structuur
Kristal­structuur	hexagonaal
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Cerium(III)oxide (Ce₂O₃) is een oxide van het zeldzame aardelement cerium. De stof komt voor als een goudgeel kristallijn poeder, dat onoplosbaar is in water.

Synthese

Cerium(III)oxide wordt bereid door de reductie van cerium(IV)oxide met waterstofgas bij ca. 1400 °C:

${\displaystyle {\ce {2CeO2 + H2 -> Ce2O3 + H2O}}}$

Het resultaat is luchtstabiel cerium(III)oxide. De productie bij andere temperaturen resulteert in pyrofoor cerium(III)oxide.^[1]

Toepassingen

Katalysatoren

Cerium(III)oxide wordt gebruikt als katalysator voor de reductie van CO-emissies in de uitlaatgassen van motorvoertuigen.

Wanneer er een tekort aan zuurstof is wordt cerium(IV)oxide door koolstofmonoxide gereduceerd tot cerium(III)oxide:

${\displaystyle {\ce {4CeO2 + 2CO -> 2Ce2O3 + 2CO2}}}$

Wanneer er sprake is van een overschot aan zuurstof wordt het proces omgekeerd en cerium(III)oxide wordt geoxideerd tot cerium(IV)oxide:

${\displaystyle {\ce {2Ce2O3 + O2 -> 4CeO2}}}$

Waterstofproductie

De cerium(IV)oxide-cerium(III)oxidecyclus van CeO₂/Ce₂O₃-cyclus is een tweestappencyclus om op thermochemische wijze water te splitsen voor waterstofproductie.^[2]

Verlichting

Cerium(III)oxide wordt in keramische vorm samen met tin(II)oxide (SnO) gebruikt voor belichting met UV-licht. Het absorbeert licht met een golflengte van 320 nm en straalt licht uit met een golflengte van 412 nm.^[3] Cerium(III)oxide is immers goudgeel van kleur. Cerium(III)oxide-tin(II)oxide is een zeldzame combinatie die alleen met aanzienlijke inspanningen op laboratoriumschaal geproduceerd kan worden.

Externe links

• Film over ceriumoxide-transformaties
• (en) MSDS van cerium(III)oxide

Bronnen, noten en/of referenties

1. (de) Georg Brauer (1978) - Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, band II, p. 1090, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart - ISBN 3-432-87813-3
2. Hydrogen production from solar thermochemical water splitting cycles
3. (en) D.R. Peplinski, W.T. Wozniak & J.B. Moser (1980). Spectral Studies of New Luminophors for Dental Porcelain. J. Dent. Res 59 (9): 1501-1506. PMID 6931128.