セリウム Ce

発見の歴史

1803年、スウェーデンのイェンス・ヤコブ・ベルセリウスとヴィルヘルム・ヒシンゲルは、バストネス鉱山で採れた重い鉱物(現在のセル石)を分析し、新しい酸化物を見つけました。同じ年、ドイツの化学者マルティン・ハインリヒ・クラプロートも独立に同じ酸化物を発見しました。

当時セリアは一つの元素の酸化物と考えられていましたが、1839年以降カール・グスタフ・モサンデルがそこからランタンとジジムを分離し、いくつもの希土類の混合物であることが明らかになりました。

金属は1875年、アメリカのウィリアム・ヒルブランドとトーマス・ノートンが融解塩化セリウムを電気分解して初めてつくりました。1903年にはオーストリアの化学者カール・アウアー・フォン・ヴェルスバッハが、こすると火花を出すセリウムと鉄の合金フェロセリウムの特許を取り、これは今もライターの着火石に使われています。

名前の由来

この元素は、1801年に発見され現在は準惑星に分類されているケレスにちなんで名づけられました。ケレスの名はローマ神話の農業の女神に由来します。元素記号は Ce です。

主な用途

• ガラスの研磨: 酸化セリウムは研磨しながらガラスの表面と化学的に反応し、レンズ、鏡、スマートフォンの画面、シリコンウエハーをなめらかに仕上げます。
• 排ガス浄化触媒: 酸化セリウムは酸素を蓄えたり放出したりでき、条件が変わっても三元触媒が効率よく働くのを助けます。
• 着火石: フェロセリウムは、ライターやキャンプ用のファイヤースターターの火花を生み出します。
• ガラス添加剤: ガラスを無色にし、紫外線を遮ります。
• 蛍光体: セリウムを添加したYAG蛍光体は、白色LEDで青い光を黄色に変えます。
• 化学: 硝酸セリウムアンモニウムは有機合成でよく使われる酸化剤です。

同位体

天然のセリウムには4つの同位体、セリウム136、138、140、142があり、セリウム140が約88%を占めます。セリウム142は理論上ごくゆっくり崩壊しうるものの、崩壊は観測されていません。放射性のセリウム144(半減期約285日)とセリウム141(約33日)は核分裂生成物で、原子力事故のあとの環境モニタリングで測定されます。

身近なところで

セリウムはバストネス石やモナズ石からほかの希土類とともに取り出されます。地殻中には銅と同じくらい存在し、「希土類」という名前とは裏腹に、まったく希少ではありません。

ライターの火花は、空中を飛びながら燃えるセリウム合金の小さな削りくずです。かつて酸化セリウムはガス灯を明るく光らせるガスマントルの成分でした。セリウム化合物の毒性はかなり低いものの、金属の粉末は発火しやすいため注意して扱う必要があります。