Seryum Elementi

Nadir toprak elementleri arasında ilk bulunan element olan Seryum elementi günlük hayatta fazlasıyla kullanılan ve hemen hemen her alanda karşımıza çıkan bir elementtir. Ce sembolü ile gösterilir. Seryum elementi her ne kadar nadir toprak elementleri yani lantanitler grubunda yer alsa da bunun tam tersi olarak doğada çok fazla bulunur. Fakat seryum doğada saf olarak bulunmaz. Genellikle monazit, allantoit, manyezit ve tahıl minerallerinde vardır. Yeryüzünde en çok bulunan elementler arasında 26. Sırada yer almaktadır. Deniz suyunda her trilyonda 1.5 parça oranında seryum vardır. Dünya üzerinde yıllık olarak 20 ton ile 30 ton arasında seryum üretilir. Bu rezervlerin çoğu Hindistan, Brezilya ve Güney Kaliforniya’dır.

Seryum elementinin insan sağlığı üzerinde herhangi bir biyolojik etkisi yoktur. Zehirleyici olma etkisi ise orta düzeydedir. Seryum elementi fosfat minerallerinde çok düşük miktarlarda bulunur. İnsanların tükettiği gıdalarda bulunan fosfat sayesinde kemiklerde seryum birikebilir. Fakat bu miktarlar çok düşük olduğu için herhangi bir zararı yoktur. Bunun dışında seryumun bir bileşimi olan seryum nitrat özellikle yanık sonucu oluşan enfeksiyonların tedavisinde kullanılan ilaçların içeriğinde seryum vardır. Ayrıca vücutta bağışıklık baskılayıcı durumların oluşumunu azaltır.

Seryum Elementi Tarihçesi

Seryum elementi, 1803 yılında ünlü kimyager Jöns Jacob Berzelius ve Wilhelm Hisinger tarafından bulunmuştur. Bu ikili seryum elementini İsveç Bastnas’ta bir demir madeninde görülen bir mineralde bulmuştur. Seryum elementi aynı dönemlerde bu ikiliden bağımsız olmak üzere Almanya’da da kimyager Martin Heinrich Klaproth tarafından da bulunmuştur. Berzelius ve Hisinger mineralin içinde buldukları bu element üzerinde hemen araştırma yapmaya başladılar. İlk olarak seryum tuzlarını kimyasal reaksiyona soktular ve seryumu saf metal olarak izole edemeseler bile bu elementin iki oksidasyon hali olduğunu tespit ettiler. Berzelius ve Hisinger yaptıkları araştırmaların sonuçlarını Klaproth’dan önce yayınladıkları için Seryum’un kaşifleri olarak tarihe geçtiler. Metal seryumun ilk kez izole edilmesi ise 1839 yılında gerçekleşti. İsveçli bir kimyager olan Carl Gustaf Mosader seryumu, seria adı verilen ilk formundan izole etmiştir.

Seryum Elementinin Özellikleri

Kimyasal sembolü Ce olan seryum elementinin atam numarası 58’dir. Periyodik tabloda 3B grubunda 6. Periyotta bulunur. Lantanitler olarak bulunan nadir toprak elementlerinden ilk sıradadır. Seryum elementinin proton sayısı 58, nötron sayısı 82 ve elektron sayısı 58’dir. Kristal yapısı 726 derecenin altında kübik merkezli yüzey olup atom ağırlığı 140,155 ‘dir. Seryumun erime noktası 800°C, kaynama noktası ise 3433°C ‘dir. Oldukça yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptir. Sabit yarılanma ömrüne sahip eleman radyoaktif değildir. Gümüşü beyaz renkte olan seryum elementi gümüş gibi parlak bir yapıya sahiptir. Seryum elementi yumuşak bir yapıdadır ve bıçak ile bile kesilebilir. Ayrıca sünek bir yapıdadır. İşlenmesi kolaydır. Seryum, elektropozitifliği yüksek olan bir elementtir.

Seryum elementinin özellikleri arasında havadan çok çabuk etkilenmesi gelir. Hava ile temas ettiği anda donuklaşarak yüzeyinde oksitlenmeler meydana gelir. Seryum su ile etkileşime girer. Bu etkileşime soğuk suda ve sıcak suda farklılık gösterir. Soğuk su ile yavaş olan bu reaksiyon sıcak suda daha hızlıdır ve sıcaklık arttıkça reaksiyon artar. Seryumun su ile girdiği reaksiyondan hidrojen gazı ve hidroksit üretilir. Seryumun metal formu, tüm halojenler ile reaksiyona girer. Nedeni trihalid vermesidir. Seria adı ile bilinen seryum oksit 150 derecede kolaylıkla yanan bir yapıdadır. Beyaza yakın sarı bir renge sahiptir ve florit yapıdadır. Piroforik bir yapısı vardır. Yani seryumun öğütülmesi ile ortaya çıkan talaşlar kendiliğinden yanar. Seryum elementi yanıcı bir elementtir. Öyle ki havadaki sıcaklık 65 ile 80 derece aralığında ise seryum kendiliğinden yanacaktır. Seryumun yanması sonucu ortaya çıkan duman ise zehirlidir. Bu nedenle seryumun saklanması oldukça önemli ve dikkat edilmesi gereken bir durumdur. Seryum elementinin demir ile alaşımı reaktiftir. Seryumun demir ile olan alaşımı yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direncini azaltmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.

Seryum elementi dört izotopun karışmasından ortaya çıkar. Ce -136, Ce -138, Ce -140 ve Ce -142 bu izotoplardır. Seryumun oluştuğu en kararlı izotop Ce -140 ‘dır. Diğer izotoplar hem radyoaktif özellik taşır hem de yapaydır. Seryumun bazı izotoplarının yarılanma ömrü yaklaşık 4 gün olarak bilinir. Bazılarının yaklaşık 10 dakika olan bu yarılanma ömrü bazılarında ise yüzlerce gün sürebilir. Seryumun elektron yapısı oldukça değişken bir yapıdadır.

Seryum Elementi Kullanım Alanları

Lantanitler arasında bulunan Seryum, ticari anlamda kullanımı en fazla olan elementlerden bir tanesidir. Seryum elementi kullanım alanları amaca ve bileşimine göre farklılık gösterir. Seryumun en çok kullanıldığı alan aydınlatmadır. Seryum, fosfor için önemli bir bileşendir. Özellikle floresan lambalarda ve televizyon ekranlarında güneş ışığına maruz kalan pigmentlerin polimer oluşumlarına engel olur. Seryum, vakum tüplerinde de kullanılır. Buradaki görevi oksijen giderici olmaktır. Seryum tuzları hem fotoğrafçılık alanında hem de dokuma sanayisinde sıklıkla kullanılır. Ayrıca seryumdan elde edilen nanopartiküller egzos emisyonlarının azaltılmasında kullanılır. Seryum oksitin bazı katkıları çeşitli motorlarda kullanılır. Amaç motorların kurum tutmamasını sağlamaktır. Seryumum bir başka bileşimi olan sertum sülfür, zengin bir kırmızı içeriğe sahiptir. Bu kırmızı pigmentler çeşitli oyuncakların yapımında ve mutfakta kullanılan kapların yapımında kullanılabilir. Seryum alaşımları ve bileşikleri bütün bunların dışında; porselen kaplamalar, karbon ark alaşımları, projektörler, paslanmaz çelik, mıknatıs üretimi, çeşitli gözlüklerin üretimi, cam cilalar, televizyon ekranları ve krom kaplamalarda da kullanılır.