Cério (Ce)

Principais propriedades

O cério é um metal cinza-prateado, mole e o mais reativo dos lantanídeos depois do európio, oxidando-se com rapidez ao ar. Na forma de limalha ou pó fino é pirofórico: o simples atrito produz partículas incandescentes, propriedade que se tornou a base de uma aplicação clássica.

Sua marca química é a capacidade de alternar entre os estados de oxidação mais três e mais quatro com facilidade, exceção notável em uma série na qual o estado mais três domina. Essa mobilidade permite ao óxido de cério absorver e devolver oxigênio conforme as condições do meio, comportamento que o transformou em material-chave da catálise moderna.

Ocorrência na natureza

É o mais abundante dos lantanídeos, presente na crosta terrestre em concentração próxima à do cobre. Ocorre principalmente na bastnasita e na monazita, além do mineral cerita, que deu origem à sua descoberta. Nas areias monazíticas brasileiras, exploradas desde o final do século XIX, o cério é o lantanídeo predominante.

Processo de obtenção

A separação industrial se beneficia da química incomum do elemento: como o cério pode ser levado ao estado mais quatro, é o único da série que se aparta dos demais com relativa facilidade, antes das etapas mais trabalhosas de extração por solventes. O produto comercial mais vendido é o óxido, e o metal e as ligas com ferro são obtidos em unidades metalúrgicas dedicadas.

Aplicações

O óxido de cério é o abrasivo padrão para o polimento de lentes, espelhos, vidros ópticos e telas, tarefa em que combina dureza moderada com ação química sobre a superfície. Nos conversores catalíticos de veículos, funciona como reservatório de oxigênio e mantém o desempenho do catalisador quando a mistura de combustível varia. O ferrocério, liga de cério com ferro e outros lantanídeos, gera as faíscas das pedras de isqueiro e de dispositivos de ignição. Compostos do elemento ainda absorvem radiação ultravioleta em vidros, descoram a tonalidade esverdeada causada pelo ferro e integram eletrodos de células a combustível de óxido sólido.

Importância biológica

O cério não é um nutriente humano e sua absorção pelo organismo é muito baixa. Na medicina, o nitrato de cério associado a agentes antimicrobianos é utilizado em curativos de grandes queimados, com resultados descritos na redução de infecções. Assim como o lantânio, o cério figura entre os lantanídeos leves aproveitados por bactérias metanotróficas em suas enzimas.

Riscos e precauções

O principal risco do cério metálico é o incêndio: aparas e pó podem entrar em ignição espontaneamente e queimam com intensidade difícil de extinguir com água. Os compostos apresentam toxicidade baixa por via oral, mas irritam olhos e vias respiratórias, e a exposição ocupacional a poeiras de óxidos de terras raras é monitorada por causa de efeitos pulmonares descritos na literatura. Operações industriais exigem a ficha de informações de segurança e a supervisão de profissionais habilitados.

História da descoberta

Jöns Jacob Berzelius e Wilhelm Hisinger anunciaram em 1803 a descoberta de uma nova terra em um mineral pesado encontrado na mina de Bastnäs, na Suécia, resultado alcançado de forma independente por Martin Heinrich Klaproth no mesmo período. Décadas mais tarde, Mosander demonstraria que o material continha, além do cério, outros elementos ainda desconhecidos.

Origem do nome

Homenagem ao asteroide Ceres, identificado apenas dois anos antes da descoberta do elemento e batizado, por sua vez, com o nome da deusa romana da agricultura.

Isótopos relevantes

¹⁴⁰Ce (cerca de 88%), ¹⁴²Ce, ¹³⁸Ce e ¹³⁶Ce em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• O cério é mais abundante na crosta terrestre que o estanho e o chumbo, o que contraria a ideia sugerida pela expressão terras raras.
• A pedra que produz a faísca nos isqueiros é feita de uma liga cujo principal componente é o cério.
• A capacidade do óxido de cério de armazenar e liberar oxigênio é o que mantém estável o funcionamento dos catalisadores automotivos.