硫酸铈 | 17106-39-7

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 金属硫化物及硫酸盐
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 镧系含氧阴离子化合物
• 中文名称: 硫酸铈
• 英文名称: Cerium(4+);sulfuric acid;disulfate;hydrate
• CAS: 17106-39-7
• 化学式: CeH4O13S3
• 分子量: 448.3
• InChiKey: FGTHNVIWCFTMAV-UHFFFAOYSA-J

物化性质

• 密度：
  3.01 g/mL at 25 °C(lit.)
• 稳定性/保质期：

  常温常压下稳定。

  避免接触的物料：还原剂。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -4.15
• 重原子数：
  17
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  261
• 氢给体数：
  3
• 氢受体数：
  13

安全信息

• 危险等级：
  8
• 危险品标志：
  C,Xi
• 安全说明：
  S26,S27,S36,S36/37/39,S45
• 危险类别码：
  R36/38,R8,R34
• WGK Germany：
  3
• 包装等级：
  II
• 危险品运输编号：
  UN 3084

制备方法与用途

概述

硫酸铈是一种无色至绿色的单斜或斜方系晶体，其五水合物为白色单斜系晶体，八水合物为粉红色三斜系晶体，九水合物则呈现白色六方系针状晶体。这些物质都溶于冷水，微溶于热水，并能溶于稀硫酸。在酸性溶液中，通过草酸钠还原硫酸高铈可制得之。它不仅可用作苯胺黑的显色剂和制取有色玻璃，还用作丁酸戊酯、乙酸丁酯等食品香料合成的催化剂，以及膜生物反应器中控制膜污染的添加剂。

理化性质

硫酸铈为无色至绿色的单斜或斜方系晶体，相对密度3.912。在920℃时分解。其五水合物为白色单斜系晶体，相对密度3.17；八水合物为粉红色三斜系晶体，相对密度2.886；九水合物为白色六方系针状晶体，相对密度2.831，在650℃时分解。它们均溶于冷水或热水，但在空气中易被氧化为四价化合物，并与碱金属硫酸盐生成复盐。当与新制的碳酸铵温热溶液作用时，则有五水合碳酸铈Ce₂(CO₃)₃·5H₂O沉淀生成。此外，其还可被高锰酸钾氧化成铈(IV)。

制备方法

将氧化铈、硝酸铈或草酸铈与浓硫酸共热以除去过剩的酸，或将水合硫酸铈在350～400℃下加热水解可得到无水物。

溶液配制和标定方法

1. 配制方法：取42g硫酸铈，加入含有28ml硫酸的500ml水中，加热溶解后冷却至室温，并稀释至1000ml，摇匀即可。此滴定液稳定性良好，久置、光照或加热均不会引起浓度变化，无需重新标定。

2. 标定方法：取在105℃干燥至恒重的基准三氧化二砷0.15g，精密称量后，加入10ml氢氧化钠滴定液（1mol/L），微热使其溶解。随后，加水50ml、盐酸25ml及一氯化碘试液5ml与邻二氮菲指示液2滴，在近终点时加热至50℃继续滴定至溶液由浅红色变为淡绿色。

   标定原理： [ As_2O_3 + 6NaOH → 2Na_3AsO_3 + 3H_2O ] [ Na_3AsO_3 + H_2O + 2Ce^{4+} → H_3AsO_3 + 2Ce^{3+} + 2H^+ ]

   硫酸铈滴定液浓度计算公式： [ C = \frac{W \times 4.946}{V} ] 式中，( W )为三氧化二砷的称样量（g）；( V )为消耗的滴定液体积（ml）。

应用

硫酸铈广泛应用于多个领域：作为苯胺黑的显色剂和制取有色玻璃；其五水合物、八水合物及九水合物还可用于光学玻璃抛光材料；它亦可用作丁酸戊酯、乙酸丁酯等食品香料合成的催化剂，其中后者同时用作溶剂。此外，硫酸铈还可以添加到铝合金中以改善氧化膜的耐蚀性，并作为膜生物反应器中控制膜污染的添加剂。

本文概述了硫酸铈的相关信息，包括其理化性质、制备方法及应用等，由Chemicalbook的丁红编辑整理（2015-11-16）。