29.01.16                                                                "Teraz cer"

Źródłem naszego kolejnego znajomego -ceru będą kamienie od zapalniczek. Należy się ze zdobywaniem surowca trochę pospieszyć, bo powoli znika on z kiosków i dostanie ich jest obecnie ciężkie. Jest to też drogi surowiec. Ja za 3 gramy tego stopu płaciłem równe 14 zł. Nie ma więc mowy o jakichś pomyłkach, bo się wykosztujemy na to. Aby niepotrzebnie się nie rozpisywać, zacznijmy opis procedury. 

     Zasadniczo można na dwa sposoby przeprowadzić roztwarzanie tych kamieni: 

1. Zarysowanie lakiery z kamyczków (pokrywa się je lakierem by nie reagowały z wilgocią) i roztwarzanie na zimno w ok 30% kwasie siarkowym. Wytrąca się czasami przy dużych stężeniach biały, krystaliczny osad siarczanów.
2. Umieszczenie kamyczków na łyżce do spalań i ich spaleniu przy swobodnym dostępie powietrza. Kamienie się żarzą i pozostaje po nich twór jak z tytułowego obrazka. Składa się on głównie z tlenków żelaza (Fe2O3) oraz tlenków lantanowców Ln2O3. Roztwarza się go w 20-30% kwasie siarkowym. Na dnie pozostaje większość Fe2O3. Niewielka ilość żelaza jednak trafi do roztworu.

Widzimy, że metoda nr 2 jest lepsza, bo od razu można pozbyć się dużej ilości żelaza, które jest tutaj nieproszonym gościem. Koniec końców otrzymujemy bezbarwny (czasami lekko żółty) roztwór. Postępowanie w obu przypadkach jest bardzo podobne, jednak nadmiar żelaza może przeszkadzać. Ciecz wlewamy do kolby i dodajemy powoli roztwór jedno molowy NaOH (40g NaOH /1l roztworu). Musimy uzyskać PH > 0.8 Optymalnie ustala się wartość  PH od 1.5 do 6.0. Dodaj teraz nadtlenku wodoru H2O2, roztworu 3% czyli wody utlenionej. Pozostaw teraz całość na dwie godziny. Po tym czasie zazwyczaj wytrąca się żółto-pomarańczowy osad. Zawiera cer na czwartym stopniu utleniania. Przy nadmiarze zasady, a więc zasadowym PH raz, że wytrąci się żelazo i inne lantanowce, a dwa, że powstanie kompleks nadtlenkowy ceru. Pomarańczowy osad dokładnie przemyj. Trzeba go potem dokładnie oczyścić, ale o tym w następnym poście. Najważniejsza sprawa : ciecz po strąceniu osadu zawiera jeszcze nieznaczny procent ceru, żelaza 3+ oraz lantanu i itru. Lantanu jest sporo, nawet więcej niż ceru przed straceniem, itru za to kilka procent. Szkoda by więc wylewać go. Rozdzielenia możesz dokonać tak jak w przypadku neodymu -metodą fluorkową, szczawianową, krystalizacji bądź tworzenia podwójnych siarczanów z K2SO4. Otrzymasz wtedy mieszaninę lantanu oraz itru. Po pozbyciu się żelaza można spróbować oddzielenia tych dwu pierwiastków. Na szczęście, Lantan i itr mają kilka różnych cech, dzięki którym można je rozdzielić. Itr jest na przykład bardzo podobny w reakcjach do skandu. Wobec kwasu szczawiowego tworzy się biały szczawian itru. Jest on rozpuszczalny w jego nadmiarze -tworzy się kompleks. Nie pozwala to jednak na oddzielenie go od lantanu. W zasadzie, to muszę się teraz zastanowić, jak tego dokonać. Opiszę to w kolejnym artykule. Na razie idę zabrać swój pomarańczowy osad, bo miejsce na cer już czeka :D

Zdjęcie przedstawia dwa osady: od lewej -wodorotlenku żelaza (III), obok -wodorotlenku ceru (IV). Prawda, ze ciężko pomylić? Na początku może być pomarańczowy od nadtlenków, jednak po pewnym czasie powraca żółty kolor.