CERIO

CERIO (fr. cérium; sp. cerio; ted. Cer; ingl. cerium)

Elemento il cui ossido fa parte delle cosiddette terre rare; simbolo Ce, numero atomico 58, peso atomico 140, 125 (O. Hönigschmid e H. Holch 1928). Secondo le misure di Aston esso ha due isotopi (140 e 142).

Fu scoperto nel 1804, contemporaneamente ma indipendentemente da Klaproth e da Berzelius e Hisinger. Si deve a Mosander la prima preparazione di ossido di cerio relativamente puro (1842).

Il cerio si estrae principalmente da un fosfato, la monazite, e precisamente dei residui della lavorazione del nitrato di torio. Si conoscono due ossidi principali, Ce₂O₃ e CeO₂, ai quali corrispondono le due serie di sali: quelli del cerio trivalente (sali cerosi) incolori e quelli del cerio tetravalente (sali cerici) rosso aranciati.

L'ossido Ce2O3 è trigonale trapezoedrico e isomorfo con La₂O₃, Nd₂O₃, Pr₂O₃. L'ossido CeO è invece cubico con reticolo cristallino; riscaldato nel vuoto dà l'ossido ceroso-cerico (Ce₄O₇).

Il cerio metallico può essere ottenuto per elettrolisi del cloruro fuso; ha un peso specifico di 6,90, fonde a 640°. Si presenta sotto due forme allotropiche, una esagonale e l'altra cubica a facce centrali. Decompone l'acqua a caldo con sviluppo d'idrogeno.

I sali cerosi sono isomorfi con i corrispondenti composti degli altri elementi del gruppo del cerio. L'idrossido ceroso si ottiene per precipitazione dei sali cerosi con idrossidi alcalini; il fluoruro di CeF₃ e il carbonato Ce₂ (CO₃)₃ sono pure insolubili; il cloruro ceroso CeCl₃ e il nitrato Ce (NO₃)₃ sono solubilissimi; il nitrato dà varî nitrati doppî usati per il frazionamento delle terre rare.

Il solfato ceroso Ce₂ (SO₄)₃ è più solubile a freddo che a caldo e forma varî idrati. Con i solfati alcalini dà numerosissimi sali doppî usati per separare gli elementi del gruppo del cerio da quelli del terbio, erbio e itterbio.

Il cloruro cerico non è stato isolato. Si conoscono però sali di un ipotetico acido H₂CeCl₈ che sono isopolimorfi con i corrispondenti clorostannati e cloropiombati.

Il comportamento chimico dei sali cerosi è quello delle terre rare, mentre i composti cerici si avvicinano ai composti degli elementi del 4° gruppo della classificazione di Mendeleev.

Negli strati esterni O e P dell'atomo di cerio vi è, secondo Bohr, un assetto elettronico uguale a quello degli altri elementi delle terre rare (2 elettroni nell'orbita 6 dello strato P e rispettivamente 4, 4, 1 elettroni nelle orbite 5₁, 5₂ e 5₃ dello strato O; l'elettrone dell'orbita 5₃ insieme con quelli dell'orbita 6 determina la trivalenza). Nello strato interno N comincia invece formazione di un'orbita elettronica di numero quantico 4, orbita che continua a formarsi negli altri elementi delle terre rare e che diviene completa con il lutezio di numero atomico 71. L'elettrone 4₄ nell'atomo di cerio, per l'azione d'un ossidante anche blando, è allontanato dal livello interno e diventa un elettrone di valenza. Il risultante ione cerico (tetravalente) ha proprietà che lo avvicinano al torio e allo zirconio cioè a elementi del 4° gruppo del sistema periodico.

Si dosa il cerio, in assenza delle altre terre rare, precipitandolo dalle soluzioni dei suoi sali allo stato di ossalato che, calcinato, dà CeO₂. In presenza delle altre terre rare non si conoscono metodi ponderali d'analisi quantitativa, ma solo metodi volumetrici, basati sulla possibilità di ottenere sali in cui il cerio funziona da tetravalente.

Il cerio è piroforico; specialmente usata per accenditori automatici è una lega contenente il 35% di ferro e il 65% di metalli del gruppo del cerio. L'ossido di cerio, a temperatura elevata, emette una viva luce. Perciò è usato per fabbricare le reticelle delle lampade Auer un miscuglio di 99% di ossido di torio e 1% di ossido di cerio. Miscele di ossidi di cerio e lantanio e di altre terre rare sono usate come coloranti nelle industrie del vetro e della porcellana; servono anche a impartire al vetro speciali proprietà.

Farmacologia. - L'azione farmacologica del cerio ha molti punti di contatto con quella dell'alluminio. In terapia si usa una polvere bianca, quasi insolubile in acqua, in alcool e etere e solubile negli acidi; polvere che è formata per la massima parte di ossalato di cerio, ma che contiene anche una certa quantità di didimio, lantanio e altre terre rare. L'ossalato di cerio non è tossico se non a dosi molto elevate. È stato proposto, fino dal 1854, dal Simpson contro il vomito incoercibile delle gravide, ma con poca efficacia. Alla dose di gr. 0,05-0,10 più volte al giorno è stato proposto anche contro la tosse stizzosa, l'isterismo, l'emicrania, l'epilessia, ma quest'uso non ha alcuna base farmacologica.

Bibl.: L. Rolla, Le terre rare, Bologna 1929.