Serium: Perbedaan antara revisi
Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29343157; atribusi sumber disertakan. |
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi |
||
| Baris 1: | Baris 1: | ||
[[File:Cerium2.jpg|thumb|right|280px|Cerium2]] | |||
'''Serium''' adalah sebuah [[unsur kimia]] dengan [[Lambang unsur|lambang]] '''Ce''' dan [[nomor atom]] 58. Serium adalah sebuah [[logam]] yang [[Kekerasan (fisika)|lunak]], [[Keuletan (fisika)|ulet]], dan berwarna putih keperakan yang akan mengusam jika terkena udara. Serium adalah unsur kedua dalam [[lantanida|deret lantanida]], dan meskipun sering menunjukkan sifat [[bilangan oksidasi|keadaan oksidasi]] +3 yang khas dari deret tersebut, ia juga memiliki keadaan +4 stabil yang tidak mengoksidasi air. Ia juga dianggap sebagai salah satu [[logam tanah jarang|unsur tanah jarang]]. Serium tidak memiliki peran biologis yang diketahui pada manusia tetapi tidak terlalu beracun, kecuali dengan paparan yang intens atau terus menerus. | '''Serium''' adalah sebuah [[unsur kimia]] dengan [[Lambang unsur|lambang]] '''Ce''' dan [[nomor atom]] 58. Serium adalah sebuah [[logam]] yang [[Kekerasan (fisika)|lunak]], [[Keuletan (fisika)|ulet]], dan berwarna putih keperakan yang akan mengusam jika terkena udara. Serium adalah unsur kedua dalam [[lantanida|deret lantanida]], dan meskipun sering menunjukkan sifat [[bilangan oksidasi|keadaan oksidasi]] +3 yang khas dari deret tersebut, ia juga memiliki keadaan +4 stabil yang tidak mengoksidasi air. Ia juga dianggap sebagai salah satu [[logam tanah jarang|unsur tanah jarang]]. Serium tidak memiliki peran biologis yang diketahui pada manusia tetapi tidak terlalu beracun, kecuali dengan paparan yang intens atau terus menerus. | ||
| Baris 6: | Baris 8: | ||
==Karakteristik== | ==Karakteristik== | ||
===Sifat fisik=== | ===Sifat fisik=== | ||
Serium adalah unsur kedua dalam deret [[lantanida]]. Dalam tabel periodik, ia muncul di antara lantanida [[lantanum]] di sebelah kirinya dan [[praseodimium]] di sebelah kanannya, serta di atas [[aktinida]] [[torium]]. Ia adalah sebuah logam [[Keuletan (fisika)|ulet]] dengan kekerasan yang mirip dengan [[perak]]. 58 elektronnya tersusun dalam [[konfigurasi elektron|konfigurasi]] [Xe]4f<sup>1</sup>5d<sup>1</sup>6s<sup>2</sup>, di mana keempat elektron terluarnya adalah [[elektron valensi]]. Tingkat energi 4f, 5d, dan 6s sangatlah dekat satu sama lain, dan transfer satu elektron ke kulit 5d disebabkan oleh tolakan antarelektron yang kuat pada kulit 4f yang kompak. Efek ini akan kewalahan ketika atom serium terionisasi positif; jadi, Ce<sup>2+</sup> itu sendiri memiliki konfigurasi reguler [Xe]4f<sup>2</sup>, meskipun dalam beberapa larutan padat mungkin [Xe]4f<sup>1</sup>5d<sup>1</sup>. Sebagian besar lantanida hanya dapat menggunakan tiga elektron sebagai elektron valensi, karena setelah itu elektron 4f yang tersisa terikat terlalu kuat: serium adalah pengecualian karena stabilitas kulit-f kosong di Ce<sup>4+</sup> dan fakta bahwa ia muncul sangat awal dalam deret lantanida, di mana muatan inti masih cukup rendah hingga [[neodimium]] memungkinkan penghilangan elektron valensi keempat dengan cara kimia. | Serium adalah unsur kedua dalam deret [[lantanida]]. Dalam tabel periodik, ia muncul di antara lantanida [[lantanum]] di sebelah kirinya dan [[praseodimium]] di sebelah kanannya, serta di atas [[aktinida]] [[torium]]. Ia adalah sebuah logam [[Keuletan (fisika)|ulet]] dengan kekerasan yang mirip dengan [[perak]].<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Serium&oldid=29343157 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref> 58 elektronnya tersusun dalam [[konfigurasi elektron|konfigurasi]] [Xe]4f<sup>1</sup>5d<sup>1</sup>6s<sup>2</sup>, di mana keempat elektron terluarnya adalah [[elektron valensi]].<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1232–5</ref> Tingkat energi 4f, 5d, dan 6s sangatlah dekat satu sama lain, dan transfer satu elektron ke kulit 5d disebabkan oleh tolakan antarelektron yang kuat pada kulit 4f yang kompak. Efek ini akan kewalahan ketika atom serium terionisasi positif; jadi, Ce<sup>2+</sup> itu sendiri memiliki konfigurasi reguler [Xe]4f<sup>2</sup>, meskipun dalam beberapa larutan padat mungkin [Xe]4f<sup>1</sup>5d<sup>1</sup>.<ref>Christian Jørgensen. ''The Loose Connection between Electron Configuration and the Chemical Behavior of the Heavy Elements (Transuranics)''. ''Angewandte Chemie International Edition''. 1973. Vol. 12 (1). hlm. 12–19. doi:10.1002/anie.197300121.</ref> Sebagian besar lantanida hanya dapat menggunakan tiga elektron sebagai elektron valensi, karena setelah itu elektron 4f yang tersisa terikat terlalu kuat: serium adalah pengecualian karena stabilitas kulit-f kosong di Ce<sup>4+</sup> dan fakta bahwa ia muncul sangat awal dalam deret lantanida, di mana muatan inti masih cukup rendah hingga [[neodimium]] memungkinkan penghilangan elektron valensi keempat dengan cara kimia.<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Serium&oldid=29343157 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref> | ||
Serium memiliki [[struktur elektron]]ik variabel. Energi elektron 4f hampir sama dengan energi elektron 5d dan 6s terluar yang terdelokalisasi dalam keadaan logam, dan hanya sejumlah kecil energi yang diperlukan untuk mengubah penempatan relatif dari tingkat elektronik ini. Hal ini akan menimbulkan keadaan valensi ganda. Misalnya, perubahan volume sekitar 10% terjadi ketika serium mengalami tekanan tinggi atau suhu rendah. Tampaknya, valensi serium akan berubah dari sekitar 3 menjadi 4 ketika didinginkan atau dikompresi. | Serium memiliki [[struktur elektron]]ik variabel. Energi elektron 4f hampir sama dengan energi elektron 5d dan 6s terluar yang terdelokalisasi dalam keadaan logam, dan hanya sejumlah kecil energi yang diperlukan untuk mengubah penempatan relatif dari tingkat elektronik ini. Hal ini akan menimbulkan keadaan valensi ganda. Misalnya, perubahan volume sekitar 10% terjadi ketika serium mengalami tekanan tinggi atau suhu rendah. Tampaknya, valensi serium akan berubah dari sekitar 3 menjadi 4 ketika didinginkan atau dikompresi.<ref>Börje Johansson. ''Cerium; Crystal Structure and Position in The Periodic Table''. ''Scientific Reports''. 17 September 2014. Vol. 4. hlm. 6398. doi:10.1038/srep06398.</ref> | ||
===Sifat kimia=== | ===Sifat kimia=== | ||
Seperti lantanida lainnya, logam serium adalah [[reduktor|zat pereduksi]] yang baik, memiliki [[Potensial reduksi#Potensial reduksi standar|potensial reduksi standar]] sebesar ''E''<sup>⦵</sup> = −2,34 V untuk pasangan Ce<sup>3+</sup>/Ce. Ia akan ternoda di udara, membentuk lapisan oksida [[Pasivasi (kimia)|pasif]] seperti [[karat]] besi. Sampel logam serium berukuran beberapa sentimeter akan terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun. Lebih dramatis lagi, serium metalik dapat sangat [[piroforik]]: | Seperti lantanida lainnya, logam serium adalah [[reduktor|zat pereduksi]] yang baik, memiliki [[Potensial reduksi#Potensial reduksi standar|potensial reduksi standar]] sebesar ''E''<sup>⦵</sup> = −2,34 V untuk pasangan Ce<sup>3+</sup>/Ce.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8</ref> Ia akan ternoda di udara, membentuk lapisan oksida [[Pasivasi (kimia)|pasif]] seperti [[karat]] besi. Sampel logam serium berukuran beberapa sentimeter akan terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun. Lebih dramatis lagi, serium metalik dapat sangat [[piroforik]]:<ref>Theodore Gray. ''The Elements''. Black Dog & Leventhal Pub. 2010. ISBN 978-1-57912-895-1.</ref> | ||
:Ce + O<sub>2</sub> → CeO<sub>2</sub> | :Ce + O<sub>2</sub> → CeO<sub>2</sub> | ||
Serium akan bereaksi dengan air karena ia sangat bersifat [[Elektronegativitas#Elektropositivitas|elektropositif]]. Reaksinya berjalan lambat dengan air dingin tetapi akan bertambah cepat dengan meningkatnya suhu, menghasilkan serium(III) hidroksida dan gas hidrogen: | Serium akan bereaksi dengan air karena ia sangat bersifat [[Elektronegativitas#Elektropositivitas|elektropositif]]. Reaksinya berjalan lambat dengan air dingin tetapi akan bertambah cepat dengan meningkatnya suhu, menghasilkan serium(III) hidroksida dan gas hidrogen:<ref>[https://www.webelements.com/cerium/chemistry.html Chemical reactions of Cerium]. Webelements.</ref> | ||
:2 Ce + 6 H<sub>2</sub>O → 2 Ce(OH)<sub>3</sub> + 3 H<sub>2</sub> | :2 Ce + 6 H<sub>2</sub>O → 2 Ce(OH)<sub>3</sub> + 3 H<sub>2</sub> | ||
===Alotrop=== | ===Alotrop=== | ||
Empat bentuk [[alotropi]]k serium diketahui eksis pada tekanan standar, dan diberi label umum α hingga δ:<ref>D. C. Koskimaki. ''Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements''. ''Journal of Crystal Growth''. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.</ref> | |||
Empat bentuk [[alotropi]]k serium diketahui eksis pada tekanan standar, dan diberi label umum α hingga δ: | |||
* Bentuk suhu tinggi, serium-δ, memiliki struktur kristal bcc ([[Sistem kristal kubik|kubus berpusat-badan]]) dan eksis di atas suhu 726 °C. | * Bentuk suhu tinggi, serium-δ, memiliki struktur kristal bcc ([[Sistem kristal kubik|kubus berpusat-badan]]) dan eksis di atas suhu 726 °C. | ||
* Bentuk stabil di bawah suhu 726 °C hingga kira-kira suhu kamar adalah serium-γ, dengan struktur kristal fcc ([[Sistem kristal kubik|kubus berpusat-muka]]). | * Bentuk stabil di bawah suhu 726 °C hingga kira-kira suhu kamar adalah serium-γ, dengan struktur kristal fcc ([[Sistem kristal kubik|kubus berpusat-muka]]). | ||
| Baris 23: | Baris 23: | ||
* Bentuk fcc serium-α stabil di bawah suhu sekitar −150 °C; massa jenisnya adalah 8,16 g/cm<sup>3</sup>. | * Bentuk fcc serium-α stabil di bawah suhu sekitar −150 °C; massa jenisnya adalah 8,16 g/cm<sup>3</sup>. | ||
* Fase padat lain yang terjadi hanya pada tekanan tinggi ditunjukkan pada diagram fase. | * Fase padat lain yang terjadi hanya pada tekanan tinggi ditunjukkan pada diagram fase. | ||
* Baik bentuk γ maupun β cukup stabil pada suhu kamar, meskipun suhu transformasi kesetimbangannya diperkirakan pada 75 °C. | * Baik bentuk γ maupun β cukup stabil pada suhu kamar, meskipun suhu transformasi kesetimbangannya diperkirakan pada 75 °C.<ref>D. C. Koskimaki. ''Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements''. ''Journal of Crystal Growth''. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.</ref> | ||
Pada suhu yang lebih rendah, perilaku serium diperumit oleh laju transformasi yang lambat. Suhu transformasinya menjadi subjek pada histeresis substansial dan nilai yang dikutip di sini adalah perkiraan. Setelah pendinginan hingga di bawah suhu −15 °C, serium-γ mulai berubah menjadi serium-β, tetapi transformasi melibatkan peningkatan volume dan, karena lebih banyak β terbentuk, tekanan internal menumpuk dan menekan transformasi lebih lanjut. Pendinginan di bawah kira-kira suhu −160 °C akan memulai pembentukan serium-α tetapi ini hanya dari sisa serium-γ. Serium-β tidak berubah secara signifikan menjadi serium-α kecuali dengan adanya tekanan atau deformasi. Pada tekanan atmosfer, serium cair lebih padat daripada bentuk padatnya pada titik leburnya. | Pada suhu yang lebih rendah, perilaku serium diperumit oleh laju transformasi yang lambat. Suhu transformasinya menjadi subjek pada histeresis substansial dan nilai yang dikutip di sini adalah perkiraan. Setelah pendinginan hingga di bawah suhu −15 °C, serium-γ mulai berubah menjadi serium-β, tetapi transformasi melibatkan peningkatan volume dan, karena lebih banyak β terbentuk, tekanan internal menumpuk dan menekan transformasi lebih lanjut.<ref>D. C. Koskimaki. ''Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements''. ''Journal of Crystal Growth''. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.</ref> Pendinginan di bawah kira-kira suhu −160 °C akan memulai pembentukan serium-α tetapi ini hanya dari sisa serium-γ. Serium-β tidak berubah secara signifikan menjadi serium-α kecuali dengan adanya tekanan atau deformasi.<ref>D. C. Koskimaki. ''Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements''. ''Journal of Crystal Growth''. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.</ref> Pada tekanan atmosfer, serium cair lebih padat daripada bentuk padatnya pada titik leburnya.<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Serium&oldid=29343157 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref><ref>Stassis, C. ''Lattice and spin dynamics of γ-Ce''. ''Physical Review B''. 1979. Vol. 19 (11). hlm. 5746–5753. doi:10.1103/PhysRevB.19.5746.</ref><ref>Pradyot Patnaik. [https://books.google.com/books?id=Xqj-TTzkvTEC&pg=PA200 Handbook of Inorganic Chemical Compounds]. McGraw-Hill. 2003. hlm. 199–200. ISBN 978-0-07-049439-8.</ref> | ||
===Isotop=== | ===Isotop=== | ||
Serium alami terdiri dari empat [[isotop]]: <sup>136</sup>Ce (0,19%), <sup>138</sup>Ce (0,25%), <sup>140</sup>Ce (88,4%), dan <sup>142</sup>Ce (11,1%). Keempatnya [[Nuklida stabil#Peluruhan yang masih belum teramati|stabil secara pengamatan]], meskipun isotop ringan <sup>136</sup>Ce dan <sup>138</sup>Ce secara teoretis diperkirakan mengalami [[tangkapan elektron ganda|penangkapan elektron ganda]] menjadi isotop [[barium]], dan isotop terberat <sup>142</sup>Ce diperkirakan mengalami [[peluruhan beta ganda]] menjadi <sup>142</sup>Nd atau peluruhan alfa menjadi <sup>138</sup>Ba. Selain itu, <sup>140</sup>Ce akan melepaskan energi pada saat [[pembelahan spontan|fisi spontan]]. Tak satu pun dari mode peluruhan ini telah teramati, meskipun peluruhan beta ganda <sup>136</sup>Ce, <sup>138</sup>Ce, dan <sup>142</sup>Ce telah dicari secara eksperimental. Batas eksperimental saat ini untuk waktu paruh mereka adalah: | Serium alami terdiri dari empat [[isotop]]: <sup>136</sup>Ce (0,19%), <sup>138</sup>Ce (0,25%), <sup>140</sup>Ce (88,4%), dan <sup>142</sup>Ce (11,1%). Keempatnya [[Nuklida stabil#Peluruhan yang masih belum teramati|stabil secara pengamatan]], meskipun isotop ringan <sup>136</sup>Ce dan <sup>138</sup>Ce secara teoretis diperkirakan mengalami [[tangkapan elektron ganda|penangkapan elektron ganda]] menjadi isotop [[barium]], dan isotop terberat <sup>142</sup>Ce diperkirakan mengalami [[peluruhan beta ganda]] menjadi <sup>142</sup>Nd atau peluruhan alfa menjadi <sup>138</sup>Ba. Selain itu, <sup>140</sup>Ce akan melepaskan energi pada saat [[pembelahan spontan|fisi spontan]]. Tak satu pun dari mode peluruhan ini telah teramati, meskipun peluruhan beta ganda <sup>136</sup>Ce, <sup>138</sup>Ce, dan <sup>142</sup>Ce telah dicari secara eksperimental. Batas eksperimental saat ini untuk waktu paruh mereka adalah: | ||
:<sup>136</sup>Ce: >3,8×10<sup>16</sup> tahun | :<sup>136</sup>Ce: >3,8×10<sup>16</sup> tahun | ||
| Baris 33: | Baris 32: | ||
:<sup>142</sup>Ce: >5,0×10<sup>16</sup> tahun | :<sup>142</sup>Ce: >5,0×10<sup>16</sup> tahun | ||
Semua isotop serium lainnya adalah [[radioisotop sintetis|sintetis]] dan [[peluruhan radioaktif|radioaktif]]. Yang paling stabil adalah <sup>144</sup>Ce dengan [[waktu paruh]] 284,9 hari, <sup>139</sup>Ce dengan waktu paruh 137,6 hari, dan <sup>141</sup>Ce dengan waktu paruh 32,5 hari. Semua isotop serium radioaktif lainnya memiliki waktu paruh di bawah empat hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh di bawah sepuluh menit. Isotop antara <sup>140</sup>Ce dan <sup>144</sup>Ce terjadi sebagai [[produk pembelahan atom|produk fisi]] [[uranium]]. [[Peluruhan radioaktif#Mode peluruhan|Mode peluruhan]] utama isotop yang lebih ringan dari <sup>140</sup>Ce adalah [[Emisi positron|peluruhan beta terbalik]] atau [[tangkapan elektron|penangkapan elektron]] menjadi [[isotop lantanum]], sedangkan isotop yang lebih berat adalah [[peluruhan beta]] menjadi [[isotop praseodimium]]. Beberapa [[isotop neodimium]] dapat mengalami [[peluruhan alfa]] atau diperkirakan akan meluruh menjadi isotop serium. | Semua isotop serium lainnya adalah [[radioisotop sintetis|sintetis]] dan [[peluruhan radioaktif|radioaktif]]. Yang paling stabil adalah <sup>144</sup>Ce dengan [[waktu paruh]] 284,9 hari, <sup>139</sup>Ce dengan waktu paruh 137,6 hari, dan <sup>141</sup>Ce dengan waktu paruh 32,5 hari. Semua isotop serium radioaktif lainnya memiliki waktu paruh di bawah empat hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh di bawah sepuluh menit. Isotop antara <sup>140</sup>Ce dan <sup>144</sup>Ce terjadi sebagai [[produk pembelahan atom|produk fisi]] [[uranium]]. [[Peluruhan radioaktif#Mode peluruhan|Mode peluruhan]] utama isotop yang lebih ringan dari <sup>140</sup>Ce adalah [[Emisi positron|peluruhan beta terbalik]] atau [[tangkapan elektron|penangkapan elektron]] menjadi [[isotop lantanum]], sedangkan isotop yang lebih berat adalah [[peluruhan beta]] menjadi [[isotop praseodimium]]. Beberapa [[isotop neodimium]] dapat mengalami [[peluruhan alfa]] atau diperkirakan akan meluruh menjadi isotop serium.<ref>P. Belli. ''Experimental searches for rare alpha and beta decays''. ''European Physical Journal A''. 2019. Vol. 55. hlm. 4–6. doi:10.1140/epja/i2019-12823-2.</ref> | ||
Kelangkaan <sup>136</sup>Ce dan <sup>138</sup>Ce yang kaya proton dijelaskan oleh fakta bahwa mereka tidak dapat dibuat dalam proses [[nukleosintesis bintang]] yang paling umum untuk unsur-unsur setelah besi, [[proses s|proses-s]] ([[tangkapan neutron|penangkapan neutron]] lambat) dan [[proses r|proses-r]] (penangkapan neutron cepat). Hal ini terjadi karena mereka dilewati oleh aliran reaksi proses-s, dan nuklida proses-r diblokir agar tidak meluruh menjadi nuklida stabil yang kaya neutron. Inti semacam itu disebut [[inti-p]], dan asalnya masih belum dipahami dengan baik: beberapa spekulasi mengenai mekanisme pembentukannya meliputi [[tangkapan proton|penangkapan proton]] serta [[fotodisintegrasi]]. <sup>140</sup>Ce adalah isotop serium yang paling umum, karena dapat diproduksi dalam proses s- dan -r, sedangkan <sup>142</sup>Ce hanya dapat diproduksi dalam proses-r. Alasan lain untuk kelimpahan <sup>140</sup>Ce adalah bahwa ia merupakan sebuah [[Bilangan ajaib (fisika nuklir)|inti ajaib]], memiliki kulit neutron tertutup (memiliki 82 neutron), sehingga memiliki [[penampang lintang (fisika)|penampang lintang]] yang sangat rendah menuju penangkapan neutron lebih lanjut. Meskipun nomor protonnya 58 bukanlah ajaib, ia diberikan stabilitas tambahan, karena delapan proton tambahannya melewati bilangan ajaib 50 dan melengkapi orbital proton 1g<sub>7/2</sub> proton orbital. Kelimpahan isotop cerium mungkin sedikit berbeda dalam beberapa sumber alami, karena <sup>138</sup>Ce dan <sup>140</sup>Ce adalah produk dari [[Nuklida primordial#Nuklida primordial radioaktif|radionuklida primordial]] berumur panjang <sup>138</sup>La dan <sup>144</sup>Nd, masing-masing. | Kelangkaan <sup>136</sup>Ce dan <sup>138</sup>Ce yang kaya proton dijelaskan oleh fakta bahwa mereka tidak dapat dibuat dalam proses [[nukleosintesis bintang]] yang paling umum untuk unsur-unsur setelah besi, [[proses s|proses-s]] ([[tangkapan neutron|penangkapan neutron]] lambat) dan [[proses r|proses-r]] (penangkapan neutron cepat). Hal ini terjadi karena mereka dilewati oleh aliran reaksi proses-s, dan nuklida proses-r diblokir agar tidak meluruh menjadi nuklida stabil yang kaya neutron. Inti semacam itu disebut [[inti-p]], dan asalnya masih belum dipahami dengan baik: beberapa spekulasi mengenai mekanisme pembentukannya meliputi [[tangkapan proton|penangkapan proton]] serta [[fotodisintegrasi]].<ref>A. G. W. Cameron. [https://pubs.giss.nasa.gov/docs/1973/1973_Cameron_ca06310p.pdf Abundance of the Elements in the Solar System]. ''Space Science Reviews''. 1973. Vol. 15 (1). hlm. 121–146. doi:10.1007/BF00172440.</ref> <sup>140</sup>Ce adalah isotop serium yang paling umum, karena dapat diproduksi dalam proses s- dan -r, sedangkan <sup>142</sup>Ce hanya dapat diproduksi dalam proses-r. Alasan lain untuk kelimpahan <sup>140</sup>Ce adalah bahwa ia merupakan sebuah [[Bilangan ajaib (fisika nuklir)|inti ajaib]], memiliki kulit neutron tertutup (memiliki 82 neutron), sehingga memiliki [[penampang lintang (fisika)|penampang lintang]] yang sangat rendah menuju penangkapan neutron lebih lanjut. Meskipun nomor protonnya 58 bukanlah ajaib, ia diberikan stabilitas tambahan, karena delapan proton tambahannya melewati bilangan ajaib 50 dan melengkapi orbital proton 1g<sub>7/2</sub> proton orbital.<ref>A. G. W. Cameron. [https://pubs.giss.nasa.gov/docs/1973/1973_Cameron_ca06310p.pdf Abundance of the Elements in the Solar System]. ''Space Science Reviews''. 1973. Vol. 15 (1). hlm. 121–146. doi:10.1007/BF00172440.</ref> Kelimpahan isotop cerium mungkin sedikit berbeda dalam beberapa sumber alami, karena <sup>138</sup>Ce dan <sup>140</sup>Ce adalah produk dari [[Nuklida primordial#Nuklida primordial radioaktif|radionuklida primordial]] berumur panjang <sup>138</sup>La dan <sup>144</sup>Nd, masing-masing. | ||
==Senyawa== | ==Senyawa== | ||
Serium eksis dalam dua keadaan oksidasi utama, Ce(III) dan Ce(IV). Pasangan keadaan oksidasi yang berdekatan ini mendominasi beberapa aspek kimia unsur ini. Larutan berair serium(IV) dapat dibuat dengan mereaksikan larutan serium(III) dengan zat pengoksidasi kuat [[peroksodisulfat]] atau [[bismutat]]. Nilai ''E''<sup>⦵</sup>(Ce<sup>4+</sup>/Ce<sup>3+</sup>) sangat bervariasi tergantung pada kondisi karena relatif mudahnya kompleksasi dan hidrolisis dengan berbagai anion, meskipun +1,72 V dapat mewakili. Serium adalah satu-satunya lantanida yang memiliki kimia berair dan koordinasi penting dalam keadaan oksidasi +4. | Serium eksis dalam dua keadaan oksidasi utama, Ce(III) dan Ce(IV). Pasangan keadaan oksidasi yang berdekatan ini mendominasi beberapa aspek kimia unsur ini. Larutan berair serium(IV) dapat dibuat dengan mereaksikan larutan serium(III) dengan zat pengoksidasi kuat [[peroksodisulfat]] atau [[bismutat]]. Nilai ''E''<sup>⦵</sup>(Ce<sup>4+</sup>/Ce<sup>3+</sup>) sangat bervariasi tergantung pada kondisi karena relatif mudahnya kompleksasi dan hidrolisis dengan berbagai anion, meskipun +1,72 V dapat mewakili. Serium adalah satu-satunya lantanida yang memiliki kimia berair dan koordinasi penting dalam keadaan oksidasi +4.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8</ref> | ||
===Halida=== | ===Halida=== | ||
Serium membentuk keempat trihalida CeX<sub>3</sub> (X = F, Cl, Br, I), biasanya melalui reaksi serium oksida dengan hidrogen halida. Serium halida anhidrat adalah padatan berwarna pucat, bersifat [[paramagnetisme|paramagnetik]] dan [[higroskopi]]s. Setelah hidrasi, serium trihalida berubah menjadi kompleks yang mengandung kompleks akuo [Ce(H<sub>2</sub>O)<sub>8-9</sub>]<sup>3+</sup>. Tidak seperti kebanyakan lantanida, Ce membentuk sebuah tetrafluorida, padatan putih. Ia juga membentuk sebuah diiodida berwarna perunggu, yang memiliki sifat metalik. Selain fase biner halida, sejumlah kompleks anionik halida diketahui. Serium fluorida menghasilkan turunan Ce(IV) dan . Serium klorida menghasilkan turunan berwarna oranye . | Serium membentuk keempat trihalida CeX<sub>3</sub> (X = F, Cl, Br, I), biasanya melalui reaksi serium oksida dengan hidrogen halida. Serium halida anhidrat adalah padatan berwarna pucat, bersifat [[paramagnetisme|paramagnetik]] dan [[higroskopi]]s. Setelah hidrasi, serium trihalida berubah menjadi kompleks yang mengandung kompleks akuo [Ce(H<sub>2</sub>O)<sub>8-9</sub>]<sup>3+</sup>. Tidak seperti kebanyakan lantanida, Ce membentuk sebuah tetrafluorida, padatan putih. Ia juga membentuk sebuah diiodida berwarna perunggu, yang memiliki sifat metalik.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1240–2</ref> Selain fase biner halida, sejumlah kompleks anionik halida diketahui. Serium fluorida menghasilkan turunan Ce(IV) dan . Serium klorida menghasilkan turunan berwarna oranye .<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8</ref> | ||
===Oksida dan kalkogenida=== | ===Oksida dan kalkogenida=== | ||
[[Serium(IV) oksida]] ("seria") memiliki struktur [[fluorit]], mirip dengan dioksida praseodimium dan [[terbium]]. Seria adalah [[senyawa non-stoikiometri|senyawa nonstoikiometri]], artinya rumus sebenarnya adalah CeO<sub>2−x</sub>, dengan x sekitar 0,2. Dengan demikian, bahan tersebut tidak dijelaskan dengan sempurna sebagai Ce(IV). Seria tereduksi menjadi [[serium(III) oksida]] dengan gas hidrogen. Banyak [[kalkogen]]ida [[Senyawa non-stoikiometri|nonstoikiometri]] juga dikenal, bersama dengan trivalen Ce<sub>2</sub>Z<sub>3</sub> (Z = [[belerang|S]], [[selenium|Se]], [[telurium|Te]]). Monokalkogenida CeZ dapat menghantarkan listrik dan akan lebih baik diformulasikan sebagai Ce<sup>3+</sup>Z<sup>2−</sup>e<sup>−</sup>. Meskipun CeZ<sub>2</sub> diketahui, mereka adalah polikalkogenida dengan serium(III): turunan serium(IV) dari S, Se, dan Te tidak diketahui. | [[Serium(IV) oksida]] ("seria") memiliki struktur [[fluorit]], mirip dengan dioksida praseodimium dan [[terbium]]. Seria adalah [[senyawa non-stoikiometri|senyawa nonstoikiometri]], artinya rumus sebenarnya adalah CeO<sub>2−x</sub>, dengan x sekitar 0,2. Dengan demikian, bahan tersebut tidak dijelaskan dengan sempurna sebagai Ce(IV). Seria tereduksi menjadi [[serium(III) oksida]] dengan gas hidrogen.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1238–9</ref> Banyak [[kalkogen]]ida [[Senyawa non-stoikiometri|nonstoikiometri]] juga dikenal, bersama dengan trivalen Ce<sub>2</sub>Z<sub>3</sub> (Z = [[belerang|S]], [[selenium|Se]], [[telurium|Te]]). Monokalkogenida CeZ dapat menghantarkan listrik dan akan lebih baik diformulasikan sebagai Ce<sup>3+</sup>Z<sup>2−</sup>e<sup>−</sup>. Meskipun CeZ<sub>2</sub> diketahui, mereka adalah polikalkogenida dengan serium(III): turunan serium(IV) dari S, Se, dan Te tidak diketahui.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1238–9</ref> | ||
===Kompleks serium(IV)=== | ===Kompleks serium(IV)=== | ||
Senyawa [[seriamonium nitrat]] ("CAN") merupakan senyawa serium yang paling umum ditemui di laboratorium. Enam ligan nitrat berikatan sebagai [[ligan|ligan bidentat]]. Kompleks memiliki koordinat 12, bilangan koordinasi tinggi yang menekankan ukuran besar ion Ce<sup>4+</sup>. CAN adalah sebuah oksidan yang populer dalam [[sintesis organik]], baik sebagai pereaksi stoikiometri<ref>Vijay Nair. ''Cerium(IV) Ammonium NitrateA Versatile Single-Electron Oxidant''. ''Chemical Reviews''. 2007. Vol. 107 (5). hlm. 1862–1891. doi:10.1021/cr068408n.</ref> maupun sebagai katalis.<ref>Vellaisamy Sridharan. [https://archive.org/details/sim_chemical-reviews_2010-06_110_6/page/3805 Cerium(IV) Ammonium Nitrate as a Catalyst in Organic Synthesis]. ''Chemical Reviews''. 2010. Vol. 110 (6). hlm. 3805–3849. doi:10.1021/cr100004p.</ref> Ia tidak berharga mahal dan mudah ditangani. Ia beroperasi dengan redoks satu elektron. Serium nitrat juga membentuk kompleks 4:3 dan 1:1 dengan [[18-Mahkota-6|18-mahkota-6]] (perbandingan antara serium dan [[eter mahkota]]). Secara klasik, CAN adalah standar utama untuk analisis kuantitatif.<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Serium&oldid=29343157 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref><ref>Gupta, C. K. [https://books.google.com/books?id=F0Bte_XhzoAC&pg=PA30 Extractive metallurgy of rare earths]. CRC Press. 2004. hlm. 30. ISBN 978-0-415-33340-5.</ref> Garam serium(IV), khususnya [[serium(IV) sulfat]], sering digunakan sebagai pereaksi standar untuk [[Titrimetri|analisis volumetrik]] dalam [[Serimetri|titrasi serimetri]].<ref>[https://books.google.com/books?id=_Ro3Fqtz4xgC&q=cerimetry&pg=PA286 Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, Volume 36]. Elsevier. 2006. hlm. 286–288. ISBN 978-0-444-52142-2.</ref> | |||
Karena [[Kompleks transfer muatan|transfer muatan ligan-ke-logam]], ion serium(IV) encer berwarna jingga-kuning.<ref>Farid M.A. Sroor. ''Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry''. 2012. doi:10.1002/9781119951438.eibc2033. ISBN 978-1-119-95143-8.</ref> Serium(IV) encer bersifat metastabil dalam air<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Serium&oldid=29343157 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref> dan merupakan zat pengoksidasi kuat yang dapat mengoksidasi [[asam klorida]] untuk menghasilkan gas [[klorin]].<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8</ref> Dalam [[reaksi Belousov–Zhabotinsky]], serium berosilasi antara keadaan oksidasi +4 dan +3 untuk mengatalisis reaksi tersebut.<ref>B. P. Belousov. ''Периодически действующая реакция и ее механизм''. ''Сборник рефератов по радиационной медицине''. 1959. Vol. 147. hlm. 145.</ref> | |||
Karena [[Kompleks transfer muatan|transfer muatan ligan-ke-logam]], ion serium(IV) encer berwarna jingga-kuning. Serium(IV) encer bersifat metastabil dalam air dan merupakan zat pengoksidasi kuat yang dapat mengoksidasi [[asam klorida]] untuk menghasilkan gas [[klorin]]. Dalam [[reaksi Belousov–Zhabotinsky]], serium berosilasi antara keadaan oksidasi +4 dan +3 untuk mengatalisis reaksi tersebut. | |||
===Senyawa organoserium=== | ===Senyawa organoserium=== | ||
[[Kimia organoserium]] mirip dengan [[Kimia organolantanida|lantanida lainnya]], sering kali melibatkan kompleks ligan [[siklopentadienil]] dan [[Anion siklooktatetraenida|siklooktatetraenil]]. [[Lantanosena|Serosena]] (Ce(C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>) mengadopsi struktur molekul [[uranosena]]. Elektron 4f dalam serosena, , diposisikan secara ambigu antara terlokalisasi dan terdelokalisasi dan senyawa ini dianggap sebagai valensi menengah. Turunan [[alkil]], [[alkuna|alkunil]], dan [[alkena|alkenil]] organoserium dibuat dari [[transmetalasi]] masing-masing pereaksi [[pereaksi organolitium|organolitium]] atau [[Pereaksi Grignard|Grignard]], dan lebih bersifat [[nukleofil]]ik tetapi kurang basa dibandingkan prekursornya. | [[Kimia organoserium]] mirip dengan [[Kimia organolantanida|lantanida lainnya]], sering kali melibatkan kompleks ligan [[siklopentadienil]] dan [[Anion siklooktatetraenida|siklooktatetraenil]]. [[Lantanosena|Serosena]] (Ce(C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>) mengadopsi struktur molekul [[uranosena]].<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1248–9</ref> Elektron 4f dalam serosena, , diposisikan secara ambigu antara terlokalisasi dan terdelokalisasi dan senyawa ini dianggap sebagai valensi menengah.<ref>Eric J. Schelter. ''Cerium under the lens''. ''Nature Chemistry''. 20 Maret 2013. Vol. 5 (4). hlm. 348. doi:10.1038/nchem.1602.</ref> Turunan [[alkil]], [[alkuna|alkunil]], dan [[alkena|alkenil]] organoserium dibuat dari [[transmetalasi]] masing-masing pereaksi [[pereaksi organolitium|organolitium]] atau [[Pereaksi Grignard|Grignard]], dan lebih bersifat [[nukleofil]]ik tetapi kurang basa dibandingkan prekursornya.<ref>Mikhail N. Bochkarev. [https://archive.org/details/coordination-chemistry-reviews_2004-05_248_9-10/page/835 Molecular compounds of "new" divalent lanthanides]. ''Coordination Chemistry Reviews''. 2004. Vol. 248 (9–10). hlm. 835–851. doi:10.1016/j.ccr.2004.04.004.</ref><ref>M. Cristina Cassani. [https://archive.org/details/sim_journal-of-organometallic-chemistry_2002-03-15_647_1-2/page/71 Aspects of non-classical organolanthanide chemistry]. ''Journal of Organometallic Chemistry''. 2002. Vol. 647 (1–2). hlm. 71–83. doi:10.1016/s0022-328x(01)01484-x.</ref> | ||
==Sejarah== | ==Sejarah== | ||
Serium ditemukan di [[Bastnäs]] di Swedia oleh [[Jöns Jakob Berzelius|Jöns J. Berzelius]] dan [[Wilhelm Hisinger]], dan secara terpisah di Jerman oleh [[Martin Heinrich Klaproth|Martin H. Klaproth]], keduanya pada tahun 1803.<ref>[http://www.rsc.org/periodic-table/element/58/cerium Visual Elements: Cerium]. Royal Society of Chemistry. 1999–2012.</ref> Serium [[Ceres#Nama dan lambang|dinamai]] oleh Berzelius dari asteroid [[Ceres]], yang ditemukan dua tahun sebelumnya.<ref>[http://www.rsc.org/periodic-table/element/58/cerium Visual Elements: Cerium]. Royal Society of Chemistry. 1999–2012.</ref><ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref> Asteroid itu sendiri dinamai dari dewi Romawi [[Seres (mitologi)|Ceres]], dewi pertanian, tanaman biji-bijian, kesuburan, dan hubungan keibuan.<ref>[http://www.rsc.org/periodic-table/element/58/cerium Visual Elements: Cerium]. Royal Society of Chemistry. 1999–2012.</ref> | |||
Serium awalnya diisolasi dalam bentuk oksidanya yang diberi nama ''seria'', istilah yang masih digunakan hingga sekarang. Logam itu sendiri terlalu elektropositif untuk diisolasi dengan teknologi peleburan saat itu, karakteristik logam tanah jarang pada umumnya. Setelah pengembangan [[elektrokimia]] oleh [[Humphry Davy]] lima tahun kemudian, tanah tersebut segera menghasilkan logam yang dikandungnya. Seria, yang diisolasi pada tahun 1803, mengandung semua lantanida yang terdapat dalam bijih serit dari Bastnäs, Swedia, dan dengan demikian hanya mengandung sekitar 45% dari apa yang sekarang dikenal sebagai seria murni. Baru setelah [[Carl Gustaf Mosander|Carl G. Mosander]] berhasil menghilangkan lantana dan [[Didimium|"didimia"]] pada akhir tahun 1830-an, seria diperoleh secara murni. Wilhelm Hisinger adalah seorang pemilik tambang yang kaya dan ilmuwan amatir, dan sponsor dari Berzelius. Dia memiliki dan mengendalikan tambang di Bastnäs, dan telah mencoba selama bertahun-tahun untuk mengetahui komposisi batuan tak berharga berat yang melimpah ("Wolfram dari Bastnäs", yang meskipun namanya seperti itu, ia tidak mengandung [[wolfram]] sama sekali), sekarang dikenal sebagai serit, yang dia miliki di tambangnya.<ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref> Mosander dan keluarganya tinggal selama bertahun-tahun di rumah yang sama dengan Berzelius, dan Mosander tidak diragukan lagi dibujuk oleh Berzelius untuk menyelidiki seria lebih lanjut.<ref>Mary Elvira Weeks. [https://archive.org/details/discoveryoftheel002045mbp The discovery of the elements]. Journal of Chemical Education. 1956.</ref><ref>Mary Elvira Weeks. [https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-education_july-december-1932_9_7-12/page/1231 The Discovery of the Elements: XI. Some Elements Isolated with the Aid of Potassium and Sodium: Zirconium, Titanium, Cerium and Thorium]. ''The Journal of Chemical Education''. 1932. Vol. 9 (7). hlm. 1231–1243. doi:10.1021/ed009p1231.</ref><ref>James L. Marshall Marshall. [http://www.chem.unt.edu/~jimm/REDISCOVERY%207-09-2018/Hexagon%20Articles/rare%20earths%20I.pdf Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Beginnings]. ''The Hexagon''. 2015. hlm. 41–45.</ref><ref>James L. Marshall Marshall. [http://www.chem.unt.edu/~jimm/REDISCOVERY%207-09-2018/Hexagon%20Articles/rare%20earths%20II.pdf Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Confusing Years]. ''The Hexagon''. 2015. hlm. 72–77.</ref> | |||
Unsur ini berperan dalam [[Proyek Manhattan]], di mana senyawa serium diselidiki di situs [[kalutron|Berkeley]] sebagai bahan [[krus]] untuk pengecoran [[uranium]] dan [[plutonium]].<ref>Shinji Hirai. [http://doi.wiley.com/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x Synthesis and Sintering of Cerium(III) Sulfide Powders]. ''Journal of the American Ceramic Society''. 21 Januari 2005. Vol. 81 (1). hlm. 145–151. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x.</ref> Untuk alasan ini, [[Proyek Ames#Serium|metode baru]] untuk persiapan dan pengecoran serium dikembangkan dalam lingkup proyek anak [[Proyek Ames|Ames]] (sekarang [[Laboratorium Nasional Ames|Laboratorium Ames]]).<ref>[https://www.osti.gov/opennet/manhattan_district Manhattan District History]. United States Army Corps of Engineers. 1946. Vol. 4.</ref> Produksi serium yang sangat murni di Ames dimulai pada pertengahan 1944 dan berlanjut hingga Agustus 1945.<ref>[https://www.osti.gov/opennet/manhattan_district Manhattan District History]. United States Army Corps of Engineers. 1946. Vol. 4.</ref> | |||
Unsur ini berperan dalam [[Proyek Manhattan]], di mana senyawa serium diselidiki di situs [[kalutron|Berkeley]] sebagai bahan [[krus]] untuk pengecoran [[uranium]] dan [[plutonium]]. Untuk alasan ini, [[Proyek Ames#Serium|metode baru]] untuk persiapan dan pengecoran serium dikembangkan dalam lingkup proyek anak [[Proyek Ames|Ames]] (sekarang [[Laboratorium Nasional Ames|Laboratorium Ames]]). Produksi serium yang sangat murni di Ames dimulai pada pertengahan 1944 dan berlanjut hingga Agustus 1945. | |||
==Keterjadian dan produksi== | ==Keterjadian dan produksi== | ||
Serium adalah yang paling melimpah dari semua lantanida, membentuk 66 [[Notasi bagian per#Bagian per juta|ppm]] kerak Bumi; nilai ini tepat di belakang [[tembaga]] (68 ppm), dan serium bahkan lebih melimpah daripada logam biasa seperti [[timbal]] (13 ppm) dan [[timah]] (2,1 ppm). Jadi, meskipun posisinya sebagai salah satu [[logam tanah jarang]], serium sebenarnya tidak langka sama sekali. Kandungan serium dalam tanah bervariasi antara 2 dan 150 ppm, dengan rata-rata 50 ppm; air laut mengandung 1,5 [[Notasi bagian per#Bagian per triliun|bagian per triliun]] serium. Serium terjadi dalam berbagai mineral, tetapi sumber komersial yang paling penting adalah mineral dari kelompok [[monasit]] dan [[bastnäsit]], di mana ia membentuk setengah dari kandungan lantanida. Monasit-(Ce) adalah perwakilan monasit yang paling umum, dengan "-Ce" merupakan akhiran Levinson yang menginformasikan dominasi perwakilan unsur tanah jarang tertentu. Bastnäsit dominan serium yang paling penting adalah bastnäsit-(Ce). Serium adalah lantanida yang paling mudah diekstraksi dari mineralnya karena merupakan satu-satunya yang dapat mencapai keadaan oksidasi +4 yang stabil dalam larutan berair. Karena penurunan kelarutan serium dalam keadaan oksidasi +4, serium kadang-kadang terdeplesi dari batuan relatif terhadap unsur tanah jarang lainnya dan digabungkan ke dalam [[zirkon]], karena Ce<sup>4+</sup> dan [[zirkonium|Zr]]<sup>4+</sup> memiliki muatan yang sama dan jari-jari ionik yang mirip. Dalam kasus ekstrem, serium(IV) dapat membentuk mineralnya sendiri yang terpisah dari unsur tanah jarang lainnya, seperti [[Serianit-(Ce)|serianit]] (dinamakan dengan benar sebagai serianit-(Ce)). | Serium adalah yang paling melimpah dari semua lantanida, membentuk 66 [[Notasi bagian per#Bagian per juta|ppm]] kerak Bumi; nilai ini tepat di belakang [[tembaga]] (68 ppm), dan serium bahkan lebih melimpah daripada logam biasa seperti [[timbal]] (13 ppm) dan [[timah]] (2,1 ppm). Jadi, meskipun posisinya sebagai salah satu [[logam tanah jarang]], serium sebenarnya tidak langka sama sekali.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1294</ref> Kandungan serium dalam tanah bervariasi antara 2 dan 150 ppm, dengan rata-rata 50 ppm; air laut mengandung 1,5 [[Notasi bagian per#Bagian per triliun|bagian per triliun]] serium.<ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref> Serium terjadi dalam berbagai mineral, tetapi sumber komersial yang paling penting adalah mineral dari kelompok [[monasit]] dan [[bastnäsit]], di mana ia membentuk setengah dari kandungan lantanida. Monasit-(Ce) adalah perwakilan monasit yang paling umum, dengan "-Ce" merupakan akhiran Levinson yang menginformasikan dominasi perwakilan unsur tanah jarang tertentu.<ref>Ernst A.J. Burke. [http://elementsmagazine.org/archives/e4_2/e4_2_dep_mineralmatters.pdf The use of suffixes in mineral names]. ''Elements''. 2008. Vol. 4 (2). hlm. 96.</ref><ref>[https://www.mindat.org/min-2751.html Monazite-(Ce): Mineral information, data and localities]. ''www.mindat.org''.</ref><ref>[http://nrmima.nrm.se/ CNMNC]. ''nrmima.nrm.se''.</ref> Bastnäsit dominan serium yang paling penting adalah bastnäsit-(Ce).<ref>Ernst A.J. Burke. [http://elementsmagazine.org/archives/e4_2/e4_2_dep_mineralmatters.pdf The use of suffixes in mineral names]. ''Elements''. 2008. Vol. 4 (2). hlm. 96.</ref><ref>[https://www.mindat.org/min-560.html Bastnäsite-(Ce): Mineral information, data and localities]. ''www.mindat.org''.</ref> Serium adalah lantanida yang paling mudah diekstraksi dari mineralnya karena merupakan satu-satunya yang dapat mencapai keadaan oksidasi +4 yang stabil dalam larutan berair.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232</ref> Karena penurunan kelarutan serium dalam keadaan oksidasi +4, serium kadang-kadang terdeplesi dari batuan relatif terhadap unsur tanah jarang lainnya dan digabungkan ke dalam [[zirkon]], karena Ce<sup>4+</sup> dan [[zirkonium|Zr]]<sup>4+</sup> memiliki muatan yang sama dan jari-jari ionik yang mirip.<ref>J. B. Thomas. ''Melt inclusions in zircon''. ''Reviews in Mineralogy and Geochemistry''. 2003. Vol. 53 (1). hlm. 63–87. doi:10.2113/0530063.</ref> Dalam kasus ekstrem, serium(IV) dapat membentuk mineralnya sendiri yang terpisah dari unsur tanah jarang lainnya, seperti [[Serianit-(Ce)|serianit]] (dinamakan dengan benar sebagai serianit-(Ce)<ref>Ernst A.J. Burke. [http://elementsmagazine.org/archives/e4_2/e4_2_dep_mineralmatters.pdf The use of suffixes in mineral names]. ''Elements''. 2008. Vol. 4 (2). hlm. 96.</ref><ref>[http://nrmima.nrm.se/ CNMNC]. ''nrmima.nrm.se''.</ref><ref>[https://www.mindat.org/min-929.html Cerianite-(Ce): Mineral information, data and localities].</ref>).<ref>A. R. Graham. ''Cerianite CeO 2 : a new rare-earth oxide mineral''. ''American Mineralogist''. 1955. Vol. 40. hlm. 560–564.</ref><ref>[https://www.mindat.org/ Mindat.org - Mines, Minerals and More]. ''www.mindat.org''.</ref><ref>nrmima.nrm.se</ref> | ||
Bastnäsit, Ln<sup>III</sup>CO<sub>3</sub>F, biasanya kekurangan [[torium]] dan lantanida berat setelah [[samarium]] dan [[europium]], sehingga ekstraksi serium darinya cukup langsung. Pertama, bastnäsit dimurnikan, menggunakan [[asam klorida]] encer untuk menghilangkan pengotor [[kalsium karbonat]]. Bijih tersebut kemudian dipanggang di udara untuk mengoksidasinya menjadi lantanida oksida: serium akan dioksidasi menjadi dioksida CeO<sub>2</sub>, sementara sebagian besar lantanida akan dioksidasi menjadi seskuioksida Ln<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Ia tidak larut dalam air dan dapat dilarutkan dengan asam klorida 0,5 M, meninggalkan lantanida lainnya. | Bastnäsit, Ln<sup>III</sup>CO<sub>3</sub>F, biasanya kekurangan [[torium]] dan lantanida berat setelah [[samarium]] dan [[europium]], sehingga ekstraksi serium darinya cukup langsung. Pertama, bastnäsit dimurnikan, menggunakan [[asam klorida]] encer untuk menghilangkan pengotor [[kalsium karbonat]]. Bijih tersebut kemudian dipanggang di udara untuk mengoksidasinya menjadi lantanida oksida: serium akan dioksidasi menjadi dioksida CeO<sub>2</sub>, sementara sebagian besar lantanida akan dioksidasi menjadi seskuioksida Ln<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Ia tidak larut dalam air dan dapat dilarutkan dengan asam klorida 0,5 M, meninggalkan lantanida lainnya.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232</ref> | ||
Prosedur untuk [[monasit]], , yang biasanya mengandung semua tanah jarang, serta torium, lebih rumit. Monasit, karena sifat magnetiknya, dapat dipisahkan melalui pemisahan elektromagnetik berulang. Setelah pemisahan, ia diolah dengan asam sulfat pekat panas untuk menghasilkan sulfat tanah jarang yang larut dalam air. Filtrat asam dinetralkan sebagian dengan [[natrium hidroksida]] hingga pH 3–4. Torium mengendap dari larutan sebagai hidroksida dan dihilangkan. Setelah itu, larutan tersebut diolah dengan [[amonium oksalat]] untuk mengubah tanah jarang menjadi [[oksalat]] mereka yang tidak larut. Oksalat tersebut diubah menjadi oksida melalui [[penganilan]]. Oksida tersebut dilarutkan dalam asam nitrat, tetapi serium oksida tidak larut dalam HNO<sub>3</sub> sehingga ia mengendap. Kehati-hatian harus diberikan saat menangani beberapa residu karena mereka mengandung [[Isotop radium#Daftar isotop|<sup>228</sup>Ra]], turunan dari <sup>232</sup>Th, yang merupakan pemancar gama yang kuat. | Prosedur untuk [[monasit]], , yang biasanya mengandung semua tanah jarang, serta torium, lebih rumit. Monasit, karena sifat magnetiknya, dapat dipisahkan melalui pemisahan elektromagnetik berulang. Setelah pemisahan, ia diolah dengan asam sulfat pekat panas untuk menghasilkan sulfat tanah jarang yang larut dalam air. Filtrat asam dinetralkan sebagian dengan [[natrium hidroksida]] hingga pH 3–4. Torium mengendap dari larutan sebagai hidroksida dan dihilangkan. Setelah itu, larutan tersebut diolah dengan [[amonium oksalat]] untuk mengubah tanah jarang menjadi [[oksalat]] mereka yang tidak larut. Oksalat tersebut diubah menjadi oksida melalui [[penganilan]]. Oksida tersebut dilarutkan dalam asam nitrat, tetapi serium oksida tidak larut dalam HNO<sub>3</sub> sehingga ia mengendap.<ref>Pradyot Patnaik. [https://books.google.com/books?id=Xqj-TTzkvTEC&pg=PA200 Handbook of Inorganic Chemical Compounds]. McGraw-Hill. 2003. hlm. 199–200. ISBN 978-0-07-049439-8.</ref> Kehati-hatian harus diberikan saat menangani beberapa residu karena mereka mengandung [[Isotop radium#Daftar isotop|<sup>228</sup>Ra]], turunan dari <sup>232</sup>Th, yang merupakan pemancar gama yang kuat.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232</ref> | ||
==Aplikasi== | ==Aplikasi== | ||
Serium memiliki dua aplikasi utama, yang keduanya menggunakan CeO<sub>2</sub>. Aplikasi industri seria adalah untuk pemolesan, terutama [[Pemolesan kimia-mekanis|planarisasi kimia-mekanik]] (CMP). Dalam aplikasi utamanya yang lain, CeO<sub>2</sub> digunakan untuk menghilangkan warna kaca. Ia berfungsi dengan mengubah kotoran besi berwarna hijau menjadi [[Besi(III) oksida|ferioksida]] yang hampir tidak berwarna.<ref>.</ref> Seria juga telah digunakan sebagai pengganti kongenernya yang radioaktif, [[torium dioksida|toria]], misalnya dalam pembuatan elektrode yang digunakan dalam [[las busur wolfram gas]], di mana seria sebagai unsur pemadu akan meningkatkan stabilitas busur dan kemudahan penyalaan sambil mengurangi pembakaran.<ref>''AWS D10.11M/D10.11 - An American National Standard - Guide for Root Pass Welding of Pipe Without Backing''. American Welding Society. 2007.</ref> | |||
Serium memiliki dua aplikasi utama, yang keduanya menggunakan CeO<sub>2</sub>. Aplikasi industri seria adalah untuk pemolesan, terutama [[Pemolesan kimia-mekanis|planarisasi kimia-mekanik]] (CMP). Dalam aplikasi utamanya yang lain, CeO<sub>2</sub> digunakan untuk menghilangkan warna kaca. Ia berfungsi dengan mengubah kotoran besi berwarna hijau menjadi [[Besi(III) oksida|ferioksida]] yang hampir tidak berwarna. Seria juga telah digunakan sebagai pengganti kongenernya yang radioaktif, [[torium dioksida|toria]], misalnya dalam pembuatan elektrode yang digunakan dalam [[las busur wolfram gas]], di mana seria sebagai unsur pemadu akan meningkatkan stabilitas busur dan kemudahan penyalaan sambil mengurangi pembakaran. | |||
===Mantel gas dan paduan piroforik=== | ===Mantel gas dan paduan piroforik=== | ||
Penggunaan serium pertama kali ialah dalam [[kaus lampu|mantel gas]], ditemukan oleh kimiawan Austria [[Carl Auer von Welsbach|Carl A. von Welsbach]]. Pada tahun 1885, dia sebelumnya bereksperimen dengan campuran magnesium, lantanum, dan itrium oksida, tetapi mereka memberikan cahaya berwarna hijau dan tidak berhasil. Enam tahun kemudian, dia menemukan bahwa [[torium dioksida|torium oksida]] murni menghasilkan cahaya yang jauh lebih baik, meski berwarna biru, dan dengan mencampurkannya dengan serium dioksida akan menghasilkan cahaya putih terang. Serium dioksida juga bertindak sebagai katalis untuk pembakaran torium oksida. | Penggunaan serium pertama kali ialah dalam [[kaus lampu|mantel gas]], ditemukan oleh kimiawan Austria [[Carl Auer von Welsbach|Carl A. von Welsbach]]. Pada tahun 1885, dia sebelumnya bereksperimen dengan campuran magnesium, lantanum, dan itrium oksida, tetapi mereka memberikan cahaya berwarna hijau dan tidak berhasil.<ref>Vivian Byam Lewes. Vol. 16. hlm. 656.</ref> Enam tahun kemudian, dia menemukan bahwa [[torium dioksida|torium oksida]] murni menghasilkan cahaya yang jauh lebih baik, meski berwarna biru, dan dengan mencampurkannya dengan serium dioksida akan menghasilkan cahaya putih terang.<ref>Mathias S. Wickleder. [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/thorium.pdf The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements]. Springer. 2006. Vol. 3. hlm. 52–160. doi:10.1007/1-4020-3598-5_3. ISBN 978-1-4020-3555-5.</ref> Serium dioksida juga bertindak sebagai katalis untuk pembakaran torium oksida. | ||
Hal ini menghasilkan kesuksesan komersial bagi von Welsbach dan penemuannya, serta menciptakan permintaan besar akan torium. Produksinya menghasilkan sejumlah besar lantanida yang terekstraksi secara bersamaan sebagai produk sampingan. Aplikasi segera ditemukan untuk mereka, terutama dalam paduan piroforik yang dikenal sebagai "[[mischmetal]]" yang terdiri dari 50% serium, 25% lantanum, dan sisanya adalah lantanida lainnya, yang digunakan secara luas untuk rijang korek api. Biasanya, besi ditambahkan untuk membentuk paduan [[feroserium]], yang juga ditemukan oleh von Welsbach. Karena kesamaan kimia antara para lantanida, pemisahan kimia biasanya tidak diperlukan untuk aplikasinya, seperti penambahan mischmetal ke baja sebagai pengubah inklusi untuk meningkatkan sifat mekanik, atau sebagai [[katalisis|katalis]] untuk [[perengkahan|perengkahan minyak bumi]]. Sifat serium ini menyelamatkan nyawa penulis [[Primo Levi]] di [[kamp konsentrasi Auschwitz]], ketika dia menemukan pasokan paduan ferserium dan menukarnya dengan makanan. | Hal ini menghasilkan kesuksesan komersial bagi von Welsbach dan penemuannya, serta menciptakan permintaan besar akan torium. Produksinya menghasilkan sejumlah besar lantanida yang terekstraksi secara bersamaan sebagai produk sampingan.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1228</ref> Aplikasi segera ditemukan untuk mereka, terutama dalam paduan piroforik yang dikenal sebagai "[[mischmetal]]" yang terdiri dari 50% serium, 25% lantanum, dan sisanya adalah lantanida lainnya, yang digunakan secara luas untuk rijang korek api.<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1228</ref> Biasanya, besi ditambahkan untuk membentuk paduan [[feroserium]], yang juga ditemukan oleh von Welsbach.<ref>Klaus Reinhardt and Herwig Winkler in "Cerium Mischmetal, Cerium Alloys, and Cerium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000, Wiley-VCH, Weinheim.</ref> Karena kesamaan kimia antara para lantanida, pemisahan kimia biasanya tidak diperlukan untuk aplikasinya, seperti penambahan mischmetal ke baja sebagai pengubah inklusi untuk meningkatkan sifat mekanik, atau sebagai [[katalisis|katalis]] untuk [[perengkahan|perengkahan minyak bumi]].<ref>Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232</ref> Sifat serium ini menyelamatkan nyawa penulis [[Primo Levi]] di [[kamp konsentrasi Auschwitz]], ketika dia menemukan pasokan paduan ferserium dan menukarnya dengan makanan.<ref>Tom Wilkinson. [https://www.independent.co.uk/arts-entertainment/books/reviews/book-of-a-lifetime-the-periodic-table-by-primo-levi-1815315.html Book Of A Lifetime: The Periodic Table, By Primo Levi]. ''The Independent''. 6 November 2009.</ref> | ||
===Pigmen dan fosfor=== | ===Pigmen dan fosfor=== | ||
Fotostabilitas [[pigmen]] dapat ditingkatkan dengan penambahan serium, karena ia dapat memberikan pigmen itu ketahancahayaan dan mencegah polimer bening menjadi gelap di bawah sinar matahari. Contoh senyawa serium yang digunakan sendiri sebagai [[Daftar pigmen anorganik|pigmen anorganik]] adalah [[serium(III) sulfida]] berwarna merah terang (merah serium sulfida), yang secara kimiawi tetap lengai hingga suhu yang sangat tinggi. Pigmen tersebut adalah alternatif yang lebih aman untuk [[Pigmen kadmium|pigmen berbasis kadmium selenida]] yang tahan cahaya tetapi beracun. Penambahan serium oksida pada pelat kaca televisi [[tabung sinar katode|tabung sinar katoda]] yang lebih tua terbilang bermanfaat, karena menekan efek penggelapan dari pembentukan cacat [[pusat-F]] akibat pemborbardiran elektron terus menerus selama operasi. Serium juga merupakan komponen penting sebagai [[dopan]] untuk [[fosfor]] yang digunakan pada layar TV CRT, lampu fluoresen, dan [[Dioda pemancar cahaya#LED putih dan terobosan iluminasi|dioda pemancar cahaya putih]]. Contoh yang paling umum digunakan adalah [[Garnet itrium aluminium#Ce:YAG|garnet itrium aluminium yang didoping serium(III)]] (Ce:YAG) yang memancarkan cahaya hijau hingga kuning-hijau (550–530 nm) dan juga berperilaku sebagai [[sintilator]]. | Fotostabilitas [[pigmen]] dapat ditingkatkan dengan penambahan serium, karena ia dapat memberikan pigmen itu ketahancahayaan dan mencegah polimer bening menjadi gelap di bawah sinar matahari.<ref>Marta Gleń. ''Effect of CeO2 and Sb2O3 on the phase transformation and optical properties of photostable titanium dioxide''. ''Chemical Papers''. 1 April 2011. Vol. 65 (2). hlm. 203–212. doi:10.2478/s11696-010-0103-x.</ref> Contoh senyawa serium yang digunakan sendiri sebagai [[Daftar pigmen anorganik|pigmen anorganik]] adalah [[serium(III) sulfida]] berwarna merah terang (merah serium sulfida), yang secara kimiawi tetap lengai hingga suhu yang sangat tinggi. Pigmen tersebut adalah alternatif yang lebih aman untuk [[Pigmen kadmium|pigmen berbasis kadmium selenida]] yang tahan cahaya tetapi beracun.<ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref> Penambahan serium oksida pada pelat kaca televisi [[tabung sinar katode|tabung sinar katoda]] yang lebih tua terbilang bermanfaat, karena menekan efek penggelapan dari pembentukan cacat [[pusat-F]] akibat pemborbardiran elektron terus menerus selama operasi. Serium juga merupakan komponen penting sebagai [[dopan]] untuk [[fosfor]] yang digunakan pada layar TV CRT, lampu fluoresen, dan [[Dioda pemancar cahaya#LED putih dan terobosan iluminasi|dioda pemancar cahaya putih]].<ref>[http://www.nanopartikel.info/cms/lang/en/Wissensbasis/Cerdioxid Cerium dioxide] nanopartikel.info (2 Februari 2011)</ref><ref>Trovarelli, Alessandro. [https://books.google.com/books?id=X2z9WdN3-WgC Catalysis by ceria and related materials]. Imperial College Press. 2002. hlm. 6–11. ISBN 978-1-86094-299-0.</ref> Contoh yang paling umum digunakan adalah [[Garnet itrium aluminium#Ce:YAG|garnet itrium aluminium yang didoping serium(III)]] (Ce:YAG) yang memancarkan cahaya hijau hingga kuning-hijau (550–530 nm) dan juga berperilaku sebagai [[sintilator]]. | ||
===Kegunaan lainnya=== | ===Kegunaan lainnya=== | ||
Garam serium, seperti sulfida [[Serium(III) sulfida|Ce<sub>2</sub>S<sub>3</sub>]] dan Ce<sub>3</sub>S<sub>4</sub>, dipertimbangkan selama [[Proyek Manhattan]] sebagai [[Refraktori|bahan tahan api]] canggih untuk konstruksi krus yang dapat menahan suhu tinggi dan kondisi [[Redoks|reduksi]] kuat saat pengecoran logam plutonium. Terlepas dari sifat yang diinginkan, sulfida ini tidak pernah diadopsi secara luas karena masalah praktis dengan sintesisnya. Serium digunakan sebagai unsur pemadu dalam aluminium untuk membuat [[paduan aluminium]] eutektik yang dapat dicetak dengan 6–16% Ce dari total berat, yang dapat ditambahkan Mg dan/atau Si lebih lanjut. Paduan Al–Ce ini memiliki kekuatan suhu tinggi yang sangat baik dan cocok untuk aplikasi otomotif, misalnya pada [[kepala silinder]]. Paduan serium lainnya meliputi [[Plutonium#Paduan|paduan plutonium]] Pu–Ce dan Pu–Ce–Co, yang telah digunakan sebagai [[bahan bakar nuklir]]. | Garam serium, seperti sulfida [[Serium(III) sulfida|Ce<sub>2</sub>S<sub>3</sub>]] dan Ce<sub>3</sub>S<sub>4</sub>, dipertimbangkan selama [[Proyek Manhattan]] sebagai [[Refraktori|bahan tahan api]] canggih untuk konstruksi krus yang dapat menahan suhu tinggi dan kondisi [[Redoks|reduksi]] kuat saat pengecoran logam plutonium.<ref>Shinji Hirai. [http://doi.wiley.com/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x Synthesis and Sintering of Cerium(III) Sulfide Powders]. ''Journal of the American Ceramic Society''. 21 Januari 2005. Vol. 81 (1). hlm. 145–151. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x.</ref><ref>[https://www.osti.gov/opennet/manhattan_district Manhattan District History]. United States Army Corps of Engineers. 1946. Vol. 4.</ref> Terlepas dari sifat yang diinginkan, sulfida ini tidak pernah diadopsi secara luas karena masalah praktis dengan sintesisnya.<ref>Shinji Hirai. [http://doi.wiley.com/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x Synthesis and Sintering of Cerium(III) Sulfide Powders]. ''Journal of the American Ceramic Society''. 21 Januari 2005. Vol. 81 (1). hlm. 145–151. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x.</ref> Serium digunakan sebagai unsur pemadu dalam aluminium untuk membuat [[paduan aluminium]] eutektik yang dapat dicetak dengan 6–16% Ce dari total berat, yang dapat ditambahkan Mg dan/atau Si lebih lanjut. Paduan Al–Ce ini memiliki kekuatan suhu tinggi yang sangat baik dan cocok untuk aplikasi otomotif, misalnya pada [[kepala silinder]].<ref>Zachary Sims. ''Cerium-Based, Intermetallic-Strengthened Aluminum Casting Alloy: High-Volume Co-product Development''. ''JOM''. 2016. Vol. 68 (7). hlm. 1940–1947. doi:10.1007/s11837-016-1943-9.</ref> Paduan serium lainnya meliputi [[Plutonium#Paduan|paduan plutonium]] Pu–Ce dan Pu–Ce–Co, yang telah digunakan sebagai [[bahan bakar nuklir]]. | ||
Aplikasi [[industri otomotif|otomotif]] lainnya untuk seskuioksida yang lebih rendah adalah sebagai [[konverter katalitik]] untuk oksidasi emisi CO dan [[NOx|NO<sub>''x''</sub>]] dalam gas buang dari kendaraan bermotor. | Aplikasi [[industri otomotif|otomotif]] lainnya untuk seskuioksida yang lebih rendah adalah sebagai [[konverter katalitik]] untuk oksidasi emisi CO dan [[NOx|NO<sub>''x''</sub>]] dalam gas buang dari kendaraan bermotor.<ref>Bleiwas, D.I. (2013). [https://purl.fdlp.gov/GPO/gpo36871 Potential for Recovery of Cerium Contained in Automotive Catalytic Converters.] Reston, Va.: U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey.</ref><ref>[http://www.transportation.anl.gov/engines/cerium-oxide_catalyst.html Argonne's deNOx Catalyst Begins Extensive Diesel Engine Exhaust Testing]. Argonne National Laboratory.</ref> | ||
==Peran biologis dan pencegahan== | ==Peran biologis dan pencegahan== | ||
Lantanida awal telah ditemukan penting untuk beberapa bakteri [[metanotrof]]ik yang hidup di [[kolam lumpur|kolam lumpur vulkanik]], seperti ''[[Methylacidiphilum fumariolicum]]'': lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium kira-kira sama efektifnya.<ref>Arjan Pol. ''Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots''. ''Environmental Microbiology''. 2013. Vol. 16 (1). hlm. 255–64. doi:10.1111/1462-2920.12249.</ref><ref>Kang, L., Shen, Z. & Jin, C. Neodymium cations Nd 3+ were transported to the interior of ''Euglena gracilis'' 277. ''Chin.Sci.Bull.'' '''45''', 585–592 (2000). https://doi.org/10.1007/BF02886032</ref> Serium tidak diketahui memiliki peran biologis dalam organisme lain, tetapi juga tidak terlalu beracun; ia tidak terakumulasi dalam rantai makanan sampai batas tertentu. Karena sering terjadi bersamaan dengan kalsium dalam mineral fosfat, dan tulang utamanya merupakan [[kalsium fosfat]], serium dapat terakumulasi pada tulang dalam jumlah kecil yang dianggap tidak berbahaya. | |||
[[Serium nitrat]] adalah pengobatan antimikroba topikal yang efektif untuk [[Luka bakar#Gejala dan tanda|luka bakar tingkat tiga]],<ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref><ref>Tianhong Dai. ''Topical antimicrobials for burn wound infections''. ''Recent Pat Anti-Infect Drug Discov''. 2010. Vol. 5 (2). hlm. 124–151. doi:10.2174/157489110791233522.</ref> walaupun dosis besar dapat menyebabkan keracunan serium dan [[metemoglobinemia]].<ref>Rachid Attof. ''Methemoglobinemia by cerium nitrate poisoning''. ''Burns''. 2007. Vol. 32 (8). hlm. 1060–1061. doi:10.1016/j.burns.2006.04.005.</ref> Lantanida awal bertindak sebagai kofaktor esensial untuk metanol dehidrogenase dari bakteri [[metanotrof]]ik ''[[Methylacidiphilum fumariolicum]]'' SolV, dengan lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium kira-kira sama efektifnya.<ref>Arjan Pol. ''Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots''. ''Environmental Microbiology''. 2013. Vol. 16 (1). hlm. 255–264. doi:10.1111/1462-2920.12249.</ref> | |||
Seperti semua logam tanah jarang, serium memiliki toksisitas rendah hingga sedang. Ia merupakan zat pereduksi yang kuat, dan dapat menyala secara spontan di udara pada suhu 65 hingga 80 °C. Asap dari kebakaran serium bersifat racun. Air tidak boleh digunakan untuk menghentikan kebakaran serium, karena serium akan bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen. Para pekerja yang terpapar serium akan mengalami gatal-gatal, sensitif terhadap panas, dan lesi kulit. Serium tidak beracun saat dimakan, tetapi hewan yang disuntikkan dengan serium dosis besar akan mati karena kolaps kardiovaskular.<ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref> Serium lebih berbahaya bagi organisme akuatik, karena ia dapat merusak membran sel; ini merupakan risiko penting karena ia tidak terlalu larut dalam air, sehingga akan menyebabkan pencemaran lingkungan.<ref>Emsley, John. [https://books.google.com/books?id=4BAg769RfKoC&pg=PA123 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements]. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.</ref> | |||
Seperti semua logam tanah jarang, serium memiliki toksisitas rendah hingga sedang. Ia merupakan zat pereduksi yang kuat, dan dapat menyala secara spontan di udara pada suhu 65 hingga 80 °C. Asap dari kebakaran serium bersifat racun. Air tidak boleh digunakan untuk menghentikan kebakaran serium, karena serium akan bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen. Para pekerja yang terpapar serium akan mengalami gatal-gatal, sensitif terhadap panas, dan lesi kulit. Serium tidak beracun saat dimakan, tetapi hewan yang disuntikkan dengan serium dosis besar akan mati karena kolaps kardiovaskular. Serium lebih berbahaya bagi organisme akuatik, karena ia dapat merusak membran sel; ini merupakan risiko penting karena ia tidak terlalu larut dalam air, sehingga akan menyebabkan pencemaran lingkungan. | |||
==Bibliografi== | ==Bibliografi== | ||
* | * | ||
==Pranala luar== | ==Pranala luar== | ||
* [http://periodic.lanl.gov/elements/58.html Los Alamos National Laboratory – Cerium] | * [http://periodic.lanl.gov/elements/58.html Los Alamos National Laboratory – Cerium] | ||
* [http://prola.aps.org/abstract/PRB/v19/i11/p5746_1 Lattice and spin dynamics of gamma-Ce] | * [http://prola.aps.org/abstract/PRB/v19/i11/p5746_1 Lattice and spin dynamics of gamma-Ce] | ||
| Baris 101: | Baris 87: | ||
* [http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=592 Cerium Properties and Applications] | * [http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=592 Cerium Properties and Applications] | ||
== Referensi == | |||
<references /> | |||
== Sumber dan atribusi == | |||
== | Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Serium&oldid=29343157 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29343157 (2026-06-14T00:11:15Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku. | ||
<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 --> | |||
Revisi terkini sejak 26 Agustus 2026 22.59
Serium adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Ce dan nomor atom 58. Serium adalah sebuah logam yang lunak, ulet, dan berwarna putih keperakan yang akan mengusam jika terkena udara. Serium adalah unsur kedua dalam deret lantanida, dan meskipun sering menunjukkan sifat keadaan oksidasi +3 yang khas dari deret tersebut, ia juga memiliki keadaan +4 stabil yang tidak mengoksidasi air. Ia juga dianggap sebagai salah satu unsur tanah jarang. Serium tidak memiliki peran biologis yang diketahui pada manusia tetapi tidak terlalu beracun, kecuali dengan paparan yang intens atau terus menerus.
Meskipun selalu terjadi dalam kombinasi dengan unsur tanah jarang lainnya dalam mineral seperti kelompok monasit dan bastnäsit, serium mudah diekstraksi dari bijihnya, karena ia dapat dibedakan dari antara lantanida lainnya dengan kemampuannya yang unik untuk dioksidasi menjadi keadaan +4 dalam larutan berair. Ia adalah lantanida yang paling umum, diikuti oleh neodimium, lantanum, dan praseodimium. Ia adalah unsur paling melimpah ke-25, membentuk 66 ppm kerak Bumi, setengah dari klorin dan lima kali lebih banyak dari timbal.
Serium adalah lantanida pertama yang ditemukan, di Bastnäs, Swedia, oleh Jöns J. Berzelius dan Wilhelm Hisinger pada tahun 1803, dan secara terpisah oleh Martin H. Klaproth di Jerman pada tahun yang sama. Pada tahun 1839, Carl G. Mosander menjadi orang pertama yang mengisolasi logam tersebut. Saat ini, serium dan senyawanya memiliki berbagai kegunaan: misalnya, serium(IV) oksida digunakan untuk memoles kaca dan merupakan bagian penting dari konverter katalitik. Logam serium digunakan dalam korek api feroserium karena sifat piroforiknya. Fosfor YAG yang didoping serium digunakan bersama dengan dioda pemancar cahaya biru untuk menghasilkan cahaya putih di sebagian besar sumber cahaya LED putih komersial.
Karakteristik
Sifat fisik
Serium adalah unsur kedua dalam deret lantanida. Dalam tabel periodik, ia muncul di antara lantanida lantanum di sebelah kirinya dan praseodimium di sebelah kanannya, serta di atas aktinida torium. Ia adalah sebuah logam ulet dengan kekerasan yang mirip dengan perak.[1] 58 elektronnya tersusun dalam konfigurasi [Xe]4f15d16s2, di mana keempat elektron terluarnya adalah elektron valensi.[2] Tingkat energi 4f, 5d, dan 6s sangatlah dekat satu sama lain, dan transfer satu elektron ke kulit 5d disebabkan oleh tolakan antarelektron yang kuat pada kulit 4f yang kompak. Efek ini akan kewalahan ketika atom serium terionisasi positif; jadi, Ce2+ itu sendiri memiliki konfigurasi reguler [Xe]4f2, meskipun dalam beberapa larutan padat mungkin [Xe]4f15d1.[3] Sebagian besar lantanida hanya dapat menggunakan tiga elektron sebagai elektron valensi, karena setelah itu elektron 4f yang tersisa terikat terlalu kuat: serium adalah pengecualian karena stabilitas kulit-f kosong di Ce4+ dan fakta bahwa ia muncul sangat awal dalam deret lantanida, di mana muatan inti masih cukup rendah hingga neodimium memungkinkan penghilangan elektron valensi keempat dengan cara kimia.[4]
Serium memiliki struktur elektronik variabel. Energi elektron 4f hampir sama dengan energi elektron 5d dan 6s terluar yang terdelokalisasi dalam keadaan logam, dan hanya sejumlah kecil energi yang diperlukan untuk mengubah penempatan relatif dari tingkat elektronik ini. Hal ini akan menimbulkan keadaan valensi ganda. Misalnya, perubahan volume sekitar 10% terjadi ketika serium mengalami tekanan tinggi atau suhu rendah. Tampaknya, valensi serium akan berubah dari sekitar 3 menjadi 4 ketika didinginkan atau dikompresi.[5]
Sifat kimia
Seperti lantanida lainnya, logam serium adalah zat pereduksi yang baik, memiliki potensial reduksi standar sebesar E⦵ = −2,34 V untuk pasangan Ce3+/Ce.[6] Ia akan ternoda di udara, membentuk lapisan oksida pasif seperti karat besi. Sampel logam serium berukuran beberapa sentimeter akan terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun. Lebih dramatis lagi, serium metalik dapat sangat piroforik:[7]
- Ce + O2 → CeO2
Serium akan bereaksi dengan air karena ia sangat bersifat elektropositif. Reaksinya berjalan lambat dengan air dingin tetapi akan bertambah cepat dengan meningkatnya suhu, menghasilkan serium(III) hidroksida dan gas hidrogen:[8]
- 2 Ce + 6 H2O → 2 Ce(OH)3 + 3 H2
Alotrop
Empat bentuk alotropik serium diketahui eksis pada tekanan standar, dan diberi label umum α hingga δ:[9]
- Bentuk suhu tinggi, serium-δ, memiliki struktur kristal bcc (kubus berpusat-badan) dan eksis di atas suhu 726 °C.
- Bentuk stabil di bawah suhu 726 °C hingga kira-kira suhu kamar adalah serium-γ, dengan struktur kristal fcc (kubus berpusat-muka).
- Bentuk DHCP (padat heksagon ganda) serium-β adalah struktur kesetimbangan, kira-kira dari suhu kamar hingga −150 °C.
- Bentuk fcc serium-α stabil di bawah suhu sekitar −150 °C; massa jenisnya adalah 8,16 g/cm3.
- Fase padat lain yang terjadi hanya pada tekanan tinggi ditunjukkan pada diagram fase.
- Baik bentuk γ maupun β cukup stabil pada suhu kamar, meskipun suhu transformasi kesetimbangannya diperkirakan pada 75 °C.[10]
Pada suhu yang lebih rendah, perilaku serium diperumit oleh laju transformasi yang lambat. Suhu transformasinya menjadi subjek pada histeresis substansial dan nilai yang dikutip di sini adalah perkiraan. Setelah pendinginan hingga di bawah suhu −15 °C, serium-γ mulai berubah menjadi serium-β, tetapi transformasi melibatkan peningkatan volume dan, karena lebih banyak β terbentuk, tekanan internal menumpuk dan menekan transformasi lebih lanjut.[11] Pendinginan di bawah kira-kira suhu −160 °C akan memulai pembentukan serium-α tetapi ini hanya dari sisa serium-γ. Serium-β tidak berubah secara signifikan menjadi serium-α kecuali dengan adanya tekanan atau deformasi.[12] Pada tekanan atmosfer, serium cair lebih padat daripada bentuk padatnya pada titik leburnya.[13][14][15]
Isotop
Serium alami terdiri dari empat isotop: 136Ce (0,19%), 138Ce (0,25%), 140Ce (88,4%), dan 142Ce (11,1%). Keempatnya stabil secara pengamatan, meskipun isotop ringan 136Ce dan 138Ce secara teoretis diperkirakan mengalami penangkapan elektron ganda menjadi isotop barium, dan isotop terberat 142Ce diperkirakan mengalami peluruhan beta ganda menjadi 142Nd atau peluruhan alfa menjadi 138Ba. Selain itu, 140Ce akan melepaskan energi pada saat fisi spontan. Tak satu pun dari mode peluruhan ini telah teramati, meskipun peluruhan beta ganda 136Ce, 138Ce, dan 142Ce telah dicari secara eksperimental. Batas eksperimental saat ini untuk waktu paruh mereka adalah:
- 136Ce: >3,8×1016 tahun
- 138Ce: >5,7×1016 tahun
- 142Ce: >5,0×1016 tahun
Semua isotop serium lainnya adalah sintetis dan radioaktif. Yang paling stabil adalah 144Ce dengan waktu paruh 284,9 hari, 139Ce dengan waktu paruh 137,6 hari, dan 141Ce dengan waktu paruh 32,5 hari. Semua isotop serium radioaktif lainnya memiliki waktu paruh di bawah empat hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh di bawah sepuluh menit. Isotop antara 140Ce dan 144Ce terjadi sebagai produk fisi uranium. Mode peluruhan utama isotop yang lebih ringan dari 140Ce adalah peluruhan beta terbalik atau penangkapan elektron menjadi isotop lantanum, sedangkan isotop yang lebih berat adalah peluruhan beta menjadi isotop praseodimium. Beberapa isotop neodimium dapat mengalami peluruhan alfa atau diperkirakan akan meluruh menjadi isotop serium.[16]
Kelangkaan 136Ce dan 138Ce yang kaya proton dijelaskan oleh fakta bahwa mereka tidak dapat dibuat dalam proses nukleosintesis bintang yang paling umum untuk unsur-unsur setelah besi, proses-s (penangkapan neutron lambat) dan proses-r (penangkapan neutron cepat). Hal ini terjadi karena mereka dilewati oleh aliran reaksi proses-s, dan nuklida proses-r diblokir agar tidak meluruh menjadi nuklida stabil yang kaya neutron. Inti semacam itu disebut inti-p, dan asalnya masih belum dipahami dengan baik: beberapa spekulasi mengenai mekanisme pembentukannya meliputi penangkapan proton serta fotodisintegrasi.[17] 140Ce adalah isotop serium yang paling umum, karena dapat diproduksi dalam proses s- dan -r, sedangkan 142Ce hanya dapat diproduksi dalam proses-r. Alasan lain untuk kelimpahan 140Ce adalah bahwa ia merupakan sebuah inti ajaib, memiliki kulit neutron tertutup (memiliki 82 neutron), sehingga memiliki penampang lintang yang sangat rendah menuju penangkapan neutron lebih lanjut. Meskipun nomor protonnya 58 bukanlah ajaib, ia diberikan stabilitas tambahan, karena delapan proton tambahannya melewati bilangan ajaib 50 dan melengkapi orbital proton 1g7/2 proton orbital.[18] Kelimpahan isotop cerium mungkin sedikit berbeda dalam beberapa sumber alami, karena 138Ce dan 140Ce adalah produk dari radionuklida primordial berumur panjang 138La dan 144Nd, masing-masing.
Senyawa
Serium eksis dalam dua keadaan oksidasi utama, Ce(III) dan Ce(IV). Pasangan keadaan oksidasi yang berdekatan ini mendominasi beberapa aspek kimia unsur ini. Larutan berair serium(IV) dapat dibuat dengan mereaksikan larutan serium(III) dengan zat pengoksidasi kuat peroksodisulfat atau bismutat. Nilai E⦵(Ce4+/Ce3+) sangat bervariasi tergantung pada kondisi karena relatif mudahnya kompleksasi dan hidrolisis dengan berbagai anion, meskipun +1,72 V dapat mewakili. Serium adalah satu-satunya lantanida yang memiliki kimia berair dan koordinasi penting dalam keadaan oksidasi +4.[19]
Halida
Serium membentuk keempat trihalida CeX3 (X = F, Cl, Br, I), biasanya melalui reaksi serium oksida dengan hidrogen halida. Serium halida anhidrat adalah padatan berwarna pucat, bersifat paramagnetik dan higroskopis. Setelah hidrasi, serium trihalida berubah menjadi kompleks yang mengandung kompleks akuo [Ce(H2O)8-9]3+. Tidak seperti kebanyakan lantanida, Ce membentuk sebuah tetrafluorida, padatan putih. Ia juga membentuk sebuah diiodida berwarna perunggu, yang memiliki sifat metalik.[20] Selain fase biner halida, sejumlah kompleks anionik halida diketahui. Serium fluorida menghasilkan turunan Ce(IV) dan . Serium klorida menghasilkan turunan berwarna oranye .[21]
Oksida dan kalkogenida
Serium(IV) oksida ("seria") memiliki struktur fluorit, mirip dengan dioksida praseodimium dan terbium. Seria adalah senyawa nonstoikiometri, artinya rumus sebenarnya adalah CeO2−x, dengan x sekitar 0,2. Dengan demikian, bahan tersebut tidak dijelaskan dengan sempurna sebagai Ce(IV). Seria tereduksi menjadi serium(III) oksida dengan gas hidrogen.[22] Banyak kalkogenida nonstoikiometri juga dikenal, bersama dengan trivalen Ce2Z3 (Z = S, Se, Te). Monokalkogenida CeZ dapat menghantarkan listrik dan akan lebih baik diformulasikan sebagai Ce3+Z2−e−. Meskipun CeZ2 diketahui, mereka adalah polikalkogenida dengan serium(III): turunan serium(IV) dari S, Se, dan Te tidak diketahui.[23]
Kompleks serium(IV)
Senyawa seriamonium nitrat ("CAN") merupakan senyawa serium yang paling umum ditemui di laboratorium. Enam ligan nitrat berikatan sebagai ligan bidentat. Kompleks memiliki koordinat 12, bilangan koordinasi tinggi yang menekankan ukuran besar ion Ce4+. CAN adalah sebuah oksidan yang populer dalam sintesis organik, baik sebagai pereaksi stoikiometri[24] maupun sebagai katalis.[25] Ia tidak berharga mahal dan mudah ditangani. Ia beroperasi dengan redoks satu elektron. Serium nitrat juga membentuk kompleks 4:3 dan 1:1 dengan 18-mahkota-6 (perbandingan antara serium dan eter mahkota). Secara klasik, CAN adalah standar utama untuk analisis kuantitatif.[26][27] Garam serium(IV), khususnya serium(IV) sulfat, sering digunakan sebagai pereaksi standar untuk analisis volumetrik dalam titrasi serimetri.[28]
Karena transfer muatan ligan-ke-logam, ion serium(IV) encer berwarna jingga-kuning.[29] Serium(IV) encer bersifat metastabil dalam air[30] dan merupakan zat pengoksidasi kuat yang dapat mengoksidasi asam klorida untuk menghasilkan gas klorin.[31] Dalam reaksi Belousov–Zhabotinsky, serium berosilasi antara keadaan oksidasi +4 dan +3 untuk mengatalisis reaksi tersebut.[32]
Senyawa organoserium
Kimia organoserium mirip dengan lantanida lainnya, sering kali melibatkan kompleks ligan siklopentadienil dan siklooktatetraenil. Serosena (Ce(C8H8)2) mengadopsi struktur molekul uranosena.[33] Elektron 4f dalam serosena, , diposisikan secara ambigu antara terlokalisasi dan terdelokalisasi dan senyawa ini dianggap sebagai valensi menengah.[34] Turunan alkil, alkunil, dan alkenil organoserium dibuat dari transmetalasi masing-masing pereaksi organolitium atau Grignard, dan lebih bersifat nukleofilik tetapi kurang basa dibandingkan prekursornya.[35][36]
Sejarah
Serium ditemukan di Bastnäs di Swedia oleh Jöns J. Berzelius dan Wilhelm Hisinger, dan secara terpisah di Jerman oleh Martin H. Klaproth, keduanya pada tahun 1803.[37] Serium dinamai oleh Berzelius dari asteroid Ceres, yang ditemukan dua tahun sebelumnya.[38][39] Asteroid itu sendiri dinamai dari dewi Romawi Ceres, dewi pertanian, tanaman biji-bijian, kesuburan, dan hubungan keibuan.[40]
Serium awalnya diisolasi dalam bentuk oksidanya yang diberi nama seria, istilah yang masih digunakan hingga sekarang. Logam itu sendiri terlalu elektropositif untuk diisolasi dengan teknologi peleburan saat itu, karakteristik logam tanah jarang pada umumnya. Setelah pengembangan elektrokimia oleh Humphry Davy lima tahun kemudian, tanah tersebut segera menghasilkan logam yang dikandungnya. Seria, yang diisolasi pada tahun 1803, mengandung semua lantanida yang terdapat dalam bijih serit dari Bastnäs, Swedia, dan dengan demikian hanya mengandung sekitar 45% dari apa yang sekarang dikenal sebagai seria murni. Baru setelah Carl G. Mosander berhasil menghilangkan lantana dan "didimia" pada akhir tahun 1830-an, seria diperoleh secara murni. Wilhelm Hisinger adalah seorang pemilik tambang yang kaya dan ilmuwan amatir, dan sponsor dari Berzelius. Dia memiliki dan mengendalikan tambang di Bastnäs, dan telah mencoba selama bertahun-tahun untuk mengetahui komposisi batuan tak berharga berat yang melimpah ("Wolfram dari Bastnäs", yang meskipun namanya seperti itu, ia tidak mengandung wolfram sama sekali), sekarang dikenal sebagai serit, yang dia miliki di tambangnya.[41] Mosander dan keluarganya tinggal selama bertahun-tahun di rumah yang sama dengan Berzelius, dan Mosander tidak diragukan lagi dibujuk oleh Berzelius untuk menyelidiki seria lebih lanjut.[42][43][44][45]
Unsur ini berperan dalam Proyek Manhattan, di mana senyawa serium diselidiki di situs Berkeley sebagai bahan krus untuk pengecoran uranium dan plutonium.[46] Untuk alasan ini, metode baru untuk persiapan dan pengecoran serium dikembangkan dalam lingkup proyek anak Ames (sekarang Laboratorium Ames).[47] Produksi serium yang sangat murni di Ames dimulai pada pertengahan 1944 dan berlanjut hingga Agustus 1945.[48]
Keterjadian dan produksi
Serium adalah yang paling melimpah dari semua lantanida, membentuk 66 ppm kerak Bumi; nilai ini tepat di belakang tembaga (68 ppm), dan serium bahkan lebih melimpah daripada logam biasa seperti timbal (13 ppm) dan timah (2,1 ppm). Jadi, meskipun posisinya sebagai salah satu logam tanah jarang, serium sebenarnya tidak langka sama sekali.[49] Kandungan serium dalam tanah bervariasi antara 2 dan 150 ppm, dengan rata-rata 50 ppm; air laut mengandung 1,5 bagian per triliun serium.[50] Serium terjadi dalam berbagai mineral, tetapi sumber komersial yang paling penting adalah mineral dari kelompok monasit dan bastnäsit, di mana ia membentuk setengah dari kandungan lantanida. Monasit-(Ce) adalah perwakilan monasit yang paling umum, dengan "-Ce" merupakan akhiran Levinson yang menginformasikan dominasi perwakilan unsur tanah jarang tertentu.[51][52][53] Bastnäsit dominan serium yang paling penting adalah bastnäsit-(Ce).[54][55] Serium adalah lantanida yang paling mudah diekstraksi dari mineralnya karena merupakan satu-satunya yang dapat mencapai keadaan oksidasi +4 yang stabil dalam larutan berair.[56] Karena penurunan kelarutan serium dalam keadaan oksidasi +4, serium kadang-kadang terdeplesi dari batuan relatif terhadap unsur tanah jarang lainnya dan digabungkan ke dalam zirkon, karena Ce4+ dan Zr4+ memiliki muatan yang sama dan jari-jari ionik yang mirip.[57] Dalam kasus ekstrem, serium(IV) dapat membentuk mineralnya sendiri yang terpisah dari unsur tanah jarang lainnya, seperti serianit (dinamakan dengan benar sebagai serianit-(Ce)[58][59][60]).[61][62][63]
Bastnäsit, LnIIICO3F, biasanya kekurangan torium dan lantanida berat setelah samarium dan europium, sehingga ekstraksi serium darinya cukup langsung. Pertama, bastnäsit dimurnikan, menggunakan asam klorida encer untuk menghilangkan pengotor kalsium karbonat. Bijih tersebut kemudian dipanggang di udara untuk mengoksidasinya menjadi lantanida oksida: serium akan dioksidasi menjadi dioksida CeO2, sementara sebagian besar lantanida akan dioksidasi menjadi seskuioksida Ln2O3. Ia tidak larut dalam air dan dapat dilarutkan dengan asam klorida 0,5 M, meninggalkan lantanida lainnya.[64]
Prosedur untuk monasit, , yang biasanya mengandung semua tanah jarang, serta torium, lebih rumit. Monasit, karena sifat magnetiknya, dapat dipisahkan melalui pemisahan elektromagnetik berulang. Setelah pemisahan, ia diolah dengan asam sulfat pekat panas untuk menghasilkan sulfat tanah jarang yang larut dalam air. Filtrat asam dinetralkan sebagian dengan natrium hidroksida hingga pH 3–4. Torium mengendap dari larutan sebagai hidroksida dan dihilangkan. Setelah itu, larutan tersebut diolah dengan amonium oksalat untuk mengubah tanah jarang menjadi oksalat mereka yang tidak larut. Oksalat tersebut diubah menjadi oksida melalui penganilan. Oksida tersebut dilarutkan dalam asam nitrat, tetapi serium oksida tidak larut dalam HNO3 sehingga ia mengendap.[65] Kehati-hatian harus diberikan saat menangani beberapa residu karena mereka mengandung 228Ra, turunan dari 232Th, yang merupakan pemancar gama yang kuat.[66]
Aplikasi
Serium memiliki dua aplikasi utama, yang keduanya menggunakan CeO2. Aplikasi industri seria adalah untuk pemolesan, terutama planarisasi kimia-mekanik (CMP). Dalam aplikasi utamanya yang lain, CeO2 digunakan untuk menghilangkan warna kaca. Ia berfungsi dengan mengubah kotoran besi berwarna hijau menjadi ferioksida yang hampir tidak berwarna.[67] Seria juga telah digunakan sebagai pengganti kongenernya yang radioaktif, toria, misalnya dalam pembuatan elektrode yang digunakan dalam las busur wolfram gas, di mana seria sebagai unsur pemadu akan meningkatkan stabilitas busur dan kemudahan penyalaan sambil mengurangi pembakaran.[68]
Mantel gas dan paduan piroforik
Penggunaan serium pertama kali ialah dalam mantel gas, ditemukan oleh kimiawan Austria Carl A. von Welsbach. Pada tahun 1885, dia sebelumnya bereksperimen dengan campuran magnesium, lantanum, dan itrium oksida, tetapi mereka memberikan cahaya berwarna hijau dan tidak berhasil.[69] Enam tahun kemudian, dia menemukan bahwa torium oksida murni menghasilkan cahaya yang jauh lebih baik, meski berwarna biru, dan dengan mencampurkannya dengan serium dioksida akan menghasilkan cahaya putih terang.[70] Serium dioksida juga bertindak sebagai katalis untuk pembakaran torium oksida.
Hal ini menghasilkan kesuksesan komersial bagi von Welsbach dan penemuannya, serta menciptakan permintaan besar akan torium. Produksinya menghasilkan sejumlah besar lantanida yang terekstraksi secara bersamaan sebagai produk sampingan.[71] Aplikasi segera ditemukan untuk mereka, terutama dalam paduan piroforik yang dikenal sebagai "mischmetal" yang terdiri dari 50% serium, 25% lantanum, dan sisanya adalah lantanida lainnya, yang digunakan secara luas untuk rijang korek api.[72] Biasanya, besi ditambahkan untuk membentuk paduan feroserium, yang juga ditemukan oleh von Welsbach.[73] Karena kesamaan kimia antara para lantanida, pemisahan kimia biasanya tidak diperlukan untuk aplikasinya, seperti penambahan mischmetal ke baja sebagai pengubah inklusi untuk meningkatkan sifat mekanik, atau sebagai katalis untuk perengkahan minyak bumi.[74] Sifat serium ini menyelamatkan nyawa penulis Primo Levi di kamp konsentrasi Auschwitz, ketika dia menemukan pasokan paduan ferserium dan menukarnya dengan makanan.[75]
Pigmen dan fosfor
Fotostabilitas pigmen dapat ditingkatkan dengan penambahan serium, karena ia dapat memberikan pigmen itu ketahancahayaan dan mencegah polimer bening menjadi gelap di bawah sinar matahari.[76] Contoh senyawa serium yang digunakan sendiri sebagai pigmen anorganik adalah serium(III) sulfida berwarna merah terang (merah serium sulfida), yang secara kimiawi tetap lengai hingga suhu yang sangat tinggi. Pigmen tersebut adalah alternatif yang lebih aman untuk pigmen berbasis kadmium selenida yang tahan cahaya tetapi beracun.[77] Penambahan serium oksida pada pelat kaca televisi tabung sinar katoda yang lebih tua terbilang bermanfaat, karena menekan efek penggelapan dari pembentukan cacat pusat-F akibat pemborbardiran elektron terus menerus selama operasi. Serium juga merupakan komponen penting sebagai dopan untuk fosfor yang digunakan pada layar TV CRT, lampu fluoresen, dan dioda pemancar cahaya putih.[78][79] Contoh yang paling umum digunakan adalah garnet itrium aluminium yang didoping serium(III) (Ce:YAG) yang memancarkan cahaya hijau hingga kuning-hijau (550–530 nm) dan juga berperilaku sebagai sintilator.
Kegunaan lainnya
Garam serium, seperti sulfida Ce2S3 dan Ce3S4, dipertimbangkan selama Proyek Manhattan sebagai bahan tahan api canggih untuk konstruksi krus yang dapat menahan suhu tinggi dan kondisi reduksi kuat saat pengecoran logam plutonium.[80][81] Terlepas dari sifat yang diinginkan, sulfida ini tidak pernah diadopsi secara luas karena masalah praktis dengan sintesisnya.[82] Serium digunakan sebagai unsur pemadu dalam aluminium untuk membuat paduan aluminium eutektik yang dapat dicetak dengan 6–16% Ce dari total berat, yang dapat ditambahkan Mg dan/atau Si lebih lanjut. Paduan Al–Ce ini memiliki kekuatan suhu tinggi yang sangat baik dan cocok untuk aplikasi otomotif, misalnya pada kepala silinder.[83] Paduan serium lainnya meliputi paduan plutonium Pu–Ce dan Pu–Ce–Co, yang telah digunakan sebagai bahan bakar nuklir.
Aplikasi otomotif lainnya untuk seskuioksida yang lebih rendah adalah sebagai konverter katalitik untuk oksidasi emisi CO dan NOx dalam gas buang dari kendaraan bermotor.[84][85]
Peran biologis dan pencegahan
Lantanida awal telah ditemukan penting untuk beberapa bakteri metanotrofik yang hidup di kolam lumpur vulkanik, seperti Methylacidiphilum fumariolicum: lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium kira-kira sama efektifnya.[86][87] Serium tidak diketahui memiliki peran biologis dalam organisme lain, tetapi juga tidak terlalu beracun; ia tidak terakumulasi dalam rantai makanan sampai batas tertentu. Karena sering terjadi bersamaan dengan kalsium dalam mineral fosfat, dan tulang utamanya merupakan kalsium fosfat, serium dapat terakumulasi pada tulang dalam jumlah kecil yang dianggap tidak berbahaya.
Serium nitrat adalah pengobatan antimikroba topikal yang efektif untuk luka bakar tingkat tiga,[88][89] walaupun dosis besar dapat menyebabkan keracunan serium dan metemoglobinemia.[90] Lantanida awal bertindak sebagai kofaktor esensial untuk metanol dehidrogenase dari bakteri metanotrofik Methylacidiphilum fumariolicum SolV, dengan lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium kira-kira sama efektifnya.[91]
Seperti semua logam tanah jarang, serium memiliki toksisitas rendah hingga sedang. Ia merupakan zat pereduksi yang kuat, dan dapat menyala secara spontan di udara pada suhu 65 hingga 80 °C. Asap dari kebakaran serium bersifat racun. Air tidak boleh digunakan untuk menghentikan kebakaran serium, karena serium akan bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen. Para pekerja yang terpapar serium akan mengalami gatal-gatal, sensitif terhadap panas, dan lesi kulit. Serium tidak beracun saat dimakan, tetapi hewan yang disuntikkan dengan serium dosis besar akan mati karena kolaps kardiovaskular.[92] Serium lebih berbahaya bagi organisme akuatik, karena ia dapat merusak membran sel; ini merupakan risiko penting karena ia tidak terlalu larut dalam air, sehingga akan menyebabkan pencemaran lingkungan.[93]
Bibliografi
Pranala luar
- Los Alamos National Laboratory – Cerium
- Lattice and spin dynamics of gamma-Ce
- WebElements.com – Cerium
- It's Elemental – The Element Cerium
- Cerium Properties and Applications
Referensi
- ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1232–5
- ↑ Christian Jørgensen. The Loose Connection between Electron Configuration and the Chemical Behavior of the Heavy Elements (Transuranics). Angewandte Chemie International Edition. 1973. Vol. 12 (1). hlm. 12–19. doi:10.1002/anie.197300121.
- ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
- ↑ Börje Johansson. Cerium; Crystal Structure and Position in The Periodic Table. Scientific Reports. 17 September 2014. Vol. 4. hlm. 6398. doi:10.1038/srep06398.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8
- ↑ Theodore Gray. The Elements. Black Dog & Leventhal Pub. 2010. ISBN 978-1-57912-895-1.
- ↑ Chemical reactions of Cerium. Webelements.
- ↑ D. C. Koskimaki. Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements. Journal of Crystal Growth. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.
- ↑ D. C. Koskimaki. Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements. Journal of Crystal Growth. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.
- ↑ D. C. Koskimaki. Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements. Journal of Crystal Growth. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.
- ↑ D. C. Koskimaki. Preparation of single phase β and α cerium samples for low temperature measurements. Journal of Crystal Growth. 1974. Vol. 22 (3). hlm. 225–229. doi:10.1016/0022-0248(74)90098-0.
- ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
- ↑ Stassis, C. Lattice and spin dynamics of γ-Ce. Physical Review B. 1979. Vol. 19 (11). hlm. 5746–5753. doi:10.1103/PhysRevB.19.5746.
- ↑ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. 2003. hlm. 199–200. ISBN 978-0-07-049439-8.
- ↑ P. Belli. Experimental searches for rare alpha and beta decays. European Physical Journal A. 2019. Vol. 55. hlm. 4–6. doi:10.1140/epja/i2019-12823-2.
- ↑ A. G. W. Cameron. Abundance of the Elements in the Solar System. Space Science Reviews. 1973. Vol. 15 (1). hlm. 121–146. doi:10.1007/BF00172440.
- ↑ A. G. W. Cameron. Abundance of the Elements in the Solar System. Space Science Reviews. 1973. Vol. 15 (1). hlm. 121–146. doi:10.1007/BF00172440.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1240–2
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1238–9
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1238–9
- ↑ Vijay Nair. Cerium(IV) Ammonium NitrateA Versatile Single-Electron Oxidant. Chemical Reviews. 2007. Vol. 107 (5). hlm. 1862–1891. doi:10.1021/cr068408n.
- ↑ Vellaisamy Sridharan. Cerium(IV) Ammonium Nitrate as a Catalyst in Organic Synthesis. Chemical Reviews. 2010. Vol. 110 (6). hlm. 3805–3849. doi:10.1021/cr100004p.
- ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
- ↑ Gupta, C. K. Extractive metallurgy of rare earths. CRC Press. 2004. hlm. 30. ISBN 978-0-415-33340-5.
- ↑ Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, Volume 36. Elsevier. 2006. hlm. 286–288. ISBN 978-0-444-52142-2.
- ↑ Farid M.A. Sroor. Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. 2012. doi:10.1002/9781119951438.eibc2033. ISBN 978-1-119-95143-8.
- ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1244–8
- ↑ B. P. Belousov. Периодически действующая реакция и ее механизм. Сборник рефератов по радиационной медицине. 1959. Vol. 147. hlm. 145.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1248–9
- ↑ Eric J. Schelter. Cerium under the lens. Nature Chemistry. 20 Maret 2013. Vol. 5 (4). hlm. 348. doi:10.1038/nchem.1602.
- ↑ Mikhail N. Bochkarev. Molecular compounds of "new" divalent lanthanides. Coordination Chemistry Reviews. 2004. Vol. 248 (9–10). hlm. 835–851. doi:10.1016/j.ccr.2004.04.004.
- ↑ M. Cristina Cassani. Aspects of non-classical organolanthanide chemistry. Journal of Organometallic Chemistry. 2002. Vol. 647 (1–2). hlm. 71–83. doi:10.1016/s0022-328x(01)01484-x.
- ↑ Visual Elements: Cerium. Royal Society of Chemistry. 1999–2012.
- ↑ Visual Elements: Cerium. Royal Society of Chemistry. 1999–2012.
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ↑ Visual Elements: Cerium. Royal Society of Chemistry. 1999–2012.
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ↑ Mary Elvira Weeks. The discovery of the elements. Journal of Chemical Education. 1956.
- ↑ Mary Elvira Weeks. The Discovery of the Elements: XI. Some Elements Isolated with the Aid of Potassium and Sodium: Zirconium, Titanium, Cerium and Thorium. The Journal of Chemical Education. 1932. Vol. 9 (7). hlm. 1231–1243. doi:10.1021/ed009p1231.
- ↑ James L. Marshall Marshall. Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Beginnings. The Hexagon. 2015. hlm. 41–45.
- ↑ James L. Marshall Marshall. Rediscovery of the elements: The Rare Earths–The Confusing Years. The Hexagon. 2015. hlm. 72–77.
- ↑ Shinji Hirai. Synthesis and Sintering of Cerium(III) Sulfide Powders. Journal of the American Ceramic Society. 21 Januari 2005. Vol. 81 (1). hlm. 145–151. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x.
- ↑ Manhattan District History. United States Army Corps of Engineers. 1946. Vol. 4.
- ↑ Manhattan District History. United States Army Corps of Engineers. 1946. Vol. 4.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1294
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ↑ Ernst A.J. Burke. The use of suffixes in mineral names. Elements. 2008. Vol. 4 (2). hlm. 96.
- ↑ Monazite-(Ce): Mineral information, data and localities. www.mindat.org.
- ↑ CNMNC. nrmima.nrm.se.
- ↑ Ernst A.J. Burke. The use of suffixes in mineral names. Elements. 2008. Vol. 4 (2). hlm. 96.
- ↑ Bastnäsite-(Ce): Mineral information, data and localities. www.mindat.org.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232
- ↑ J. B. Thomas. Melt inclusions in zircon. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2003. Vol. 53 (1). hlm. 63–87. doi:10.2113/0530063.
- ↑ Ernst A.J. Burke. The use of suffixes in mineral names. Elements. 2008. Vol. 4 (2). hlm. 96.
- ↑ CNMNC. nrmima.nrm.se.
- ↑ Cerianite-(Ce): Mineral information, data and localities.
- ↑ A. R. Graham. Cerianite CeO 2 : a new rare-earth oxide mineral. American Mineralogist. 1955. Vol. 40. hlm. 560–564.
- ↑ Mindat.org - Mines, Minerals and More. www.mindat.org.
- ↑ nrmima.nrm.se
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232
- ↑ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. 2003. hlm. 199–200. ISBN 978-0-07-049439-8.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232
- ↑ .
- ↑ AWS D10.11M/D10.11 - An American National Standard - Guide for Root Pass Welding of Pipe Without Backing. American Welding Society. 2007.
- ↑ Vivian Byam Lewes. Vol. 16. hlm. 656.
- ↑ Mathias S. Wickleder. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer. 2006. Vol. 3. hlm. 52–160. doi:10.1007/1-4020-3598-5_3. ISBN 978-1-4020-3555-5.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1228
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1228
- ↑ Klaus Reinhardt and Herwig Winkler in "Cerium Mischmetal, Cerium Alloys, and Cerium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000, Wiley-VCH, Weinheim.
- ↑ Greenwood dan Earnshaw, hlm. 1229–1232
- ↑ Tom Wilkinson. Book Of A Lifetime: The Periodic Table, By Primo Levi. The Independent. 6 November 2009.
- ↑ Marta Gleń. Effect of CeO2 and Sb2O3 on the phase transformation and optical properties of photostable titanium dioxide. Chemical Papers. 1 April 2011. Vol. 65 (2). hlm. 203–212. doi:10.2478/s11696-010-0103-x.
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ↑ Cerium dioxide nanopartikel.info (2 Februari 2011)
- ↑ Trovarelli, Alessandro. Catalysis by ceria and related materials. Imperial College Press. 2002. hlm. 6–11. ISBN 978-1-86094-299-0.
- ↑ Shinji Hirai. Synthesis and Sintering of Cerium(III) Sulfide Powders. Journal of the American Ceramic Society. 21 Januari 2005. Vol. 81 (1). hlm. 145–151. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x.
- ↑ Manhattan District History. United States Army Corps of Engineers. 1946. Vol. 4.
- ↑ Shinji Hirai. Synthesis and Sintering of Cerium(III) Sulfide Powders. Journal of the American Ceramic Society. 21 Januari 2005. Vol. 81 (1). hlm. 145–151. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02306.x.
- ↑ Zachary Sims. Cerium-Based, Intermetallic-Strengthened Aluminum Casting Alloy: High-Volume Co-product Development. JOM. 2016. Vol. 68 (7). hlm. 1940–1947. doi:10.1007/s11837-016-1943-9.
- ↑ Bleiwas, D.I. (2013). Potential for Recovery of Cerium Contained in Automotive Catalytic Converters. Reston, Va.: U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey.
- ↑ Argonne's deNOx Catalyst Begins Extensive Diesel Engine Exhaust Testing. Argonne National Laboratory.
- ↑ Arjan Pol. Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots. Environmental Microbiology. 2013. Vol. 16 (1). hlm. 255–64. doi:10.1111/1462-2920.12249.
- ↑ Kang, L., Shen, Z. & Jin, C. Neodymium cations Nd 3+ were transported to the interior of Euglena gracilis 277. Chin.Sci.Bull. 45, 585–592 (2000). https://doi.org/10.1007/BF02886032
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ↑ Tianhong Dai. Topical antimicrobials for burn wound infections. Recent Pat Anti-Infect Drug Discov. 2010. Vol. 5 (2). hlm. 124–151. doi:10.2174/157489110791233522.
- ↑ Rachid Attof. Methemoglobinemia by cerium nitrate poisoning. Burns. 2007. Vol. 32 (8). hlm. 1060–1061. doi:10.1016/j.burns.2006.04.005.
- ↑ Arjan Pol. Rare earth metals are essential for methanotrophic life in volcanic mudpots. Environmental Microbiology. 2013. Vol. 16 (1). hlm. 255–264. doi:10.1111/1462-2920.12249.
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
- ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. 2011. hlm. 120–125. ISBN 978-0-19-960563-7.
Sumber dan atribusi
Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29343157 (2026-06-14T00:11:15Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.