Cer(III)-oxid

Kristallstruktur
_ Ce3+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Cer(III)-oxid
Andere Namen	Dicertrioxid
Verhältnisformel	Ce2O3
Kurzbeschreibung	gelblich grünes kristallines Pulver[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1345-13-7 EG-Nummer 215-718-1 ECHA-InfoCard 100.014.289 PubChem 9905479 Wikidata Q900883
Eigenschaften
Molare Masse	328,23 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[2]
Dichte	6,2 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	2210 °C[1]
Siedepunkt	3730 °C[1]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser, löslich in Säuren[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Cer(III)-oxid ist ein Oxid des Metalls Cer, das zu den Seltenen Erden zählt.

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.^[4]

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

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

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.^[4] 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.^[5]

Cer(III)-oxid besitzt eine hexagonale Kristallstruktur vom Lanthanoid-A-Typ.^[4]

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:

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

Bei Sauerstoffüberschuss wird umgekehrt Cer(III)-oxid zu Cer(IV)-oxid oxidiert:

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

Für eine zukünftige Herstellung von Wasserstoff mit Sonnenenergie wird das Cer(IV)-oxid-Cer(III)-oxid-Verfahren entwickelt.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-57. (WebElements: dicerium trioxide).
2. ↑ Eintrag zu Cer(III)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. März 2020. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. ↑ ^{a b c} Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1090.
5. ↑ D. R. Peplinski, W. T. Wozniak, J. B. Moser: Spectral Studies of New Luminophors for Dental Porcelain. In: Journal of Dental Research. Band 59, Nr. 9, September 1980, S. 1501–1506, doi:10.1177/00220345800590090801.