Cer(III)-oxid
chemische Verbindung
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Cer(III)-oxid ist ein Oxid des Metalls Cer, das zu den Seltenen Erden zählt.
| Kristallstruktur | ||||||||||||||||
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| _ Ce3+ _ O2− | ||||||||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Cer(III)-oxid | |||||||||||||||
| Andere Namen |
Dicertrioxid | |||||||||||||||
| Verhältnisformel | Ce2O3 | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
gelblich grünes kristallines Pulver[1] | |||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 328,23 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest[2] | |||||||||||||||
| Dichte |
6,2 g·cm−3[1] | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||
| Siedepunkt |
3730 °C[1] | |||||||||||||||
| Löslichkeit |
nahezu unlöslich in Wasser, löslich in Säuren[1] | |||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||||||||
Neben Cer(III)-oxid gibt es Cer-Oxid auch in der Oxidationsstufe +4 als Cer(IV)-oxid (CeO2).
Herstellung
Cer(III)-oxid Ce2O3 wird aus Cer(IV)-oxid CeO2 durch Reduktion mit Kohlenstoff oder Wasserstoff H2 bei über 1000 °C hergestellt. Es ist luftstabil, wenn es bei Temperaturen über 1400 °C hergestellt wurde.[3]
![{\displaystyle {2\,\mathrm {CeO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Ce} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5f36fb20b6f24caa237a27570d7e73e5edf2a837)
![{\displaystyle {2\,\mathrm {CeO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {C} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Ce} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {CO} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/672f85bffef68d69936ba7049a7e3ca8df65fa0c)
Eigenschaften
Cer(III)-oxid ist goldgelb gefärbt. Grünlichgelbe Präparate sind unvollständig reduziert. Pulverförmiges, nicht stabilisiertes Cer(III)-oxid geht an der Luft langsam, bei langsamen Erwärmen rasch (manchmal unter Aufglühen) in Cer(IV)-oxid über. In Säuren ist die Verbindung leicht löslich.[3] In keramischer Form zusammen mit Zinn(II)-oxid SnO luminesziert es bei Beleuchtung mit UV-Licht. Es absorbiert Licht mit der Wellenlänge 320 nm und emittiert Licht mit der Wellenlänge von 412 nm.[4]
Cer(III)-oxid besitzt eine hexagonale Kristallstruktur vom Lanthanoid-A-Typ.[3]
Verwendung
Ceroxide werden als Katalysator zur Reduktion von CO-Emissionen in den Abgasen von Kraftfahrzeugen verwendet. Bei Sauerstoffmangel wird hierbei Cer(IV)-oxid in Gegenwart von Kohlenmonoxid zu Cer(III)-oxid reduziert:
![{\displaystyle {4\,\mathrm {CeO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {CO} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Ce} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bd3547394595ea66a71ede267b672abcce6e1edd)
Bei Sauerstoffüberschuss wird umgekehrt Cer(III)-oxid zu Cer(IV)-oxid oxidiert:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {Ce} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}4\,\mathrm {CeO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b1c4801d649ea0179dad0c2ebc09922d5387bac4)
Für eine zukünftige Herstellung von Wasserstoff mit Sonnenenergie wird das Cer(IV)-oxid-Cer(III)-oxid-Verfahren entwickelt.