Serium

Serium adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Ce dan nomor atom 58. Serium adalah sebuah logam yang lunak, ulet, dan berwarna putih keperakan yang akan mengusam jika terkena udara. Serium adalah unsur kedua dalam deret lantanida, dan meskipun sering menunjukkan sifat keadaan oksidasi +3 yang khas dari deret tersebut, ia juga memiliki keadaan +4 stabil yang tidak mengoksidasi air. Ia juga dianggap sebagai salah satu unsur tanah jarang. Serium tidak memiliki peran biologis yang diketahui pada manusia tetapi tidak terlalu beracun, kecuali dengan paparan yang intens atau terus menerus.

Meskipun selalu terjadi dalam kombinasi dengan unsur tanah jarang lainnya dalam mineral seperti kelompok monasit dan bastnäsit, serium mudah diekstraksi dari bijihnya, karena ia dapat dibedakan dari antara lantanida lainnya dengan kemampuannya yang unik untuk dioksidasi menjadi keadaan +4 dalam larutan berair. Ia adalah lantanida yang paling umum, diikuti oleh neodimium, lantanum, dan praseodimium. Ia adalah unsur paling melimpah ke-25, membentuk 66 ppm kerak Bumi, setengah dari klorin dan lima kali lebih banyak dari timbal.

Serium adalah lantanida pertama yang ditemukan, di Bastnäs, Swedia, oleh Jöns J. Berzelius dan Wilhelm Hisinger pada tahun 1803, dan secara terpisah oleh Martin H. Klaproth di Jerman pada tahun yang sama. Pada tahun 1839, Carl G. Mosander menjadi orang pertama yang mengisolasi logam tersebut. Saat ini, serium dan senyawanya memiliki berbagai kegunaan: misalnya, serium(IV) oksida digunakan untuk memoles kaca dan merupakan bagian penting dari konverter katalitik. Logam serium digunakan dalam korek api feroserium karena sifat piroforiknya. Fosfor YAG yang didoping serium digunakan bersama dengan dioda pemancar cahaya biru untuk menghasilkan cahaya putih di sebagian besar sumber cahaya LED putih komersial.

Karakteristik

Sifat fisik
Serium adalah unsur kedua dalam deret lantanida. Dalam tabel periodik, ia muncul di antara lantanida lantanum di sebelah kirinya dan praseodimium di sebelah kanannya, serta di atas aktinida torium. Ia adalah sebuah logam ulet dengan kekerasan yang mirip dengan perak. 58 elektronnya tersusun dalam konfigurasi [Xe]4f15d16s2, di mana keempat elektron terluarnya adalah elektron valensi. Tingkat energi 4f, 5d, dan 6s sangatlah dekat satu sama lain, dan transfer satu elektron ke kulit 5d disebabkan oleh tolakan antarelektron yang kuat pada kulit 4f yang kompak. Efek ini akan kewalahan ketika atom serium terionisasi positif; jadi, Ce2+ itu sendiri memiliki konfigurasi reguler [Xe]4f2, meskipun dalam beberapa larutan padat mungkin [Xe]4f15d1. Sebagian besar lantanida hanya dapat menggunakan tiga elektron sebagai elektron valensi, karena setelah itu elektron 4f yang tersisa terikat terlalu kuat: serium adalah pengecualian karena stabilitas kulit-f kosong di Ce4+ dan fakta bahwa ia muncul sangat awal dalam deret lantanida, di mana muatan inti masih cukup rendah hingga neodimium memungkinkan penghilangan elektron valensi keempat dengan cara kimia.

Serium memiliki struktur elektronik variabel. Energi elektron 4f hampir sama dengan energi elektron 5d dan 6s terluar yang terdelokalisasi dalam keadaan logam, dan hanya sejumlah kecil energi yang diperlukan untuk mengubah penempatan relatif dari tingkat elektronik ini. Hal ini akan menimbulkan keadaan valensi ganda. Misalnya, perubahan volume sekitar 10% terjadi ketika serium mengalami tekanan tinggi atau suhu rendah. Tampaknya, valensi serium akan berubah dari sekitar 3 menjadi 4 ketika didinginkan atau dikompresi.

Sifat kimia
Seperti lantanida lainnya, logam serium adalah zat pereduksi yang baik, memiliki potensial reduksi standar sebesar E⦵ = −2,34 V untuk pasangan Ce3+/Ce.  Ia akan ternoda di udara, membentuk lapisan oksida pasif seperti karat besi. Sampel logam serium berukuran beberapa sentimeter akan terkorosi sepenuhnya dalam waktu sekitar satu tahun. Lebih dramatis lagi, serium metalik dapat sangat piroforik: 
Ce + O2 → CeO2
Serium akan bereaksi dengan air karena ia sangat bersifat elektropositif. Reaksinya berjalan lambat dengan air dingin tetapi akan bertambah cepat dengan meningkatnya suhu, menghasilkan serium(III) hidroksida dan gas hidrogen:
2 Ce + 6 H2O → 2 Ce(OH)3 + 3 H2

Alotrop

Empat bentuk alotropik serium diketahui eksis pada tekanan standar, dan diberi label umum α hingga δ:
 Bentuk suhu tinggi, serium-δ, memiliki struktur kristal bcc (kubus berpusat-badan) dan eksis di atas suhu 726 °C.
 Bentuk stabil di bawah suhu 726 °C hingga kira-kira suhu kamar adalah serium-γ, dengan struktur kristal fcc (kubus berpusat-muka).
 Bentuk DHCP (padat heksagon ganda) serium-β adalah struktur kesetimbangan, kira-kira dari suhu kamar hingga −150 °C.
 Bentuk fcc serium-α stabil di bawah suhu sekitar −150 °C; massa jenisnya adalah 8,16 g/cm3.
 Fase padat lain yang terjadi hanya pada tekanan tinggi ditunjukkan pada diagram fase.
 Baik bentuk γ maupun β cukup stabil pada suhu kamar, meskipun suhu transformasi kesetimbangannya diperkirakan pada 75 °C.

Pada suhu yang lebih rendah, perilaku serium diperumit oleh laju transformasi yang lambat. Suhu transformasinya menjadi subjek pada histeresis substansial dan nilai yang dikutip di sini adalah perkiraan. Setelah pendinginan hingga di bawah suhu −15 °C, serium-γ mulai berubah menjadi serium-β, tetapi transformasi melibatkan peningkatan volume dan, karena lebih banyak β terbentuk, tekanan internal menumpuk dan menekan transformasi lebih lanjut. Pendinginan di bawah kira-kira suhu −160 °C akan memulai pembentukan serium-α tetapi ini hanya dari sisa serium-γ. Serium-β tidak berubah secara signifikan menjadi serium-α kecuali dengan adanya tekanan atau deformasi. Pada tekanan atmosfer, serium cair lebih padat daripada bentuk padatnya pada titik leburnya.

Isotop

Serium alami terdiri dari empat isotop: 136Ce (0,19%), 138Ce (0,25%), 140Ce (88,4%), dan 142Ce (11,1%). Keempatnya stabil secara pengamatan, meskipun isotop ringan 136Ce dan 138Ce secara teoretis diperkirakan mengalami penangkapan elektron ganda menjadi isotop barium, dan isotop terberat 142Ce diperkirakan mengalami peluruhan beta ganda menjadi 142Nd atau peluruhan alfa menjadi 138Ba. Selain itu, 140Ce akan melepaskan energi pada saat fisi spontan. Tak satu pun dari mode peluruhan ini telah teramati, meskipun peluruhan beta ganda 136Ce, 138Ce, dan 142Ce telah dicari secara eksperimental. Batas eksperimental saat ini untuk waktu paruh mereka adalah:
136Ce: >3,8×1016 tahun
138Ce: >5,7×1016 tahun
142Ce: >5,0×1016 tahun

Semua isotop serium lainnya adalah sintetis dan radioaktif. Yang paling stabil adalah 144Ce dengan waktu paruh 284,9 hari, 139Ce dengan waktu paruh 137,6 hari, dan 141Ce dengan waktu paruh 32,5 hari. Semua isotop serium radioaktif lainnya memiliki waktu paruh di bawah empat hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh di bawah sepuluh menit. Isotop antara 140Ce dan 144Ce terjadi sebagai produk fisi uranium. Mode peluruhan utama isotop yang lebih ringan dari 140Ce adalah peluruhan beta terbalik atau penangkapan elektron menjadi isotop lantanum, sedangkan isotop yang lebih berat adalah peluruhan beta menjadi isotop praseodimium. Beberapa isotop neodimium dapat mengalami peluruhan alfa atau diperkirakan akan meluruh menjadi isotop serium.

Kelangkaan 136Ce dan 138Ce yang kaya proton dijelaskan oleh fakta bahwa mereka tidak dapat dibuat dalam proses nukleosintesis bintang yang paling umum untuk unsur-unsur setelah besi, proses-s (penangkapan neutron lambat) dan proses-r (penangkapan neutron cepat). Hal ini terjadi karena mereka dilewati oleh aliran reaksi proses-s, dan nuklida proses-r diblokir agar tidak meluruh menjadi nuklida stabil yang kaya neutron. Inti semacam itu disebut inti-p, dan asalnya masih belum dipahami dengan baik: beberapa spekulasi mengenai mekanisme pembentukannya meliputi penangkapan proton serta fotodisintegrasi. 140Ce adalah isotop serium yang paling umum, karena dapat diproduksi dalam proses s- dan -r, sedangkan 142Ce hanya dapat diproduksi dalam proses-r. Alasan lain untuk kelimpahan 140Ce adalah bahwa ia merupakan sebuah inti ajaib, memiliki kulit neutron tertutup (memiliki 82 neutron), sehingga memiliki penampang lintang yang sangat rendah menuju penangkapan neutron lebih lanjut. Meskipun nomor protonnya 58 bukanlah ajaib, ia diberikan stabilitas tambahan, karena delapan proton tambahannya melewati bilangan ajaib 50 dan melengkapi orbital proton 1g7/2 proton orbital. Kelimpahan isotop cerium mungkin sedikit berbeda dalam beberapa sumber alami, karena 138Ce dan 140Ce adalah produk dari radionuklida primordial berumur panjang 138La dan 144Nd, masing-masing.

Senyawa
Serium eksis dalam dua keadaan oksidasi utama, Ce(III) dan Ce(IV). Pasangan keadaan oksidasi yang berdekatan ini mendominasi beberapa aspek kimia unsur ini. Larutan berair serium(IV) dapat dibuat dengan mereaksikan larutan serium(III) dengan zat pengoksidasi kuat peroksodisulfat atau bismutat. Nilai E⦵(Ce4+/Ce3+) sangat bervariasi tergantung pada kondisi karena relatif mudahnya kompleksasi dan hidrolisis dengan berbagai anion, meskipun +1,72 V dapat mewakili. Serium adalah satu-satunya lantanida yang memiliki kimia berair dan koordinasi penting dalam keadaan oksidasi +4.

Halida
Serium membentuk keempat trihalida CeX3 (X = F, Cl, Br, I), biasanya melalui reaksi serium oksida dengan hidrogen halida. Serium halida anhidrat adalah padatan berwarna pucat, bersifat paramagnetik dan higroskopis. Setelah hidrasi, serium trihalida berubah menjadi kompleks yang mengandung kompleks akuo [Ce(H2O)8-9]3+.  Tidak seperti kebanyakan lantanida, Ce membentuk sebuah tetrafluorida, padatan putih. Ia juga membentuk sebuah diiodida berwarna perunggu, yang memiliki sifat metalik. Selain fase biner halida, sejumlah kompleks anionik halida diketahui. Serium fluorida menghasilkan turunan Ce(IV)  dan . Serium klorida menghasilkan turunan berwarna oranye .

Oksida dan kalkogenida
Serium(IV) oksida ("seria") memiliki struktur fluorit, mirip dengan dioksida praseodimium dan terbium. Seria adalah senyawa nonstoikiometri, artinya rumus sebenarnya adalah CeO2−x, dengan x sekitar 0,2. Dengan demikian, bahan tersebut tidak dijelaskan dengan sempurna sebagai Ce(IV). Seria tereduksi menjadi serium(III) oksida dengan gas hidrogen. Banyak kalkogenida nonstoikiometri juga dikenal, bersama dengan trivalen Ce2Z3 (Z = S, Se, Te). Monokalkogenida CeZ dapat menghantarkan listrik dan akan lebih baik diformulasikan sebagai Ce3+Z2−e−. Meskipun CeZ2 diketahui, mereka adalah polikalkogenida dengan serium(III): turunan serium(IV) dari S, Se, dan Te tidak diketahui.

Kompleks serium(IV)

Senyawa seriamonium nitrat ("CAN")  merupakan senyawa serium yang paling umum ditemui di laboratorium. Enam ligan nitrat berikatan sebagai ligan bidentat. Kompleks  memiliki koordinat 12, bilangan koordinasi tinggi yang menekankan ukuran besar ion Ce4+. CAN adalah sebuah oksidan yang populer dalam sintesis organik, baik sebagai pereaksi stoikiometri maupun sebagai katalis. Ia tidak berharga mahal dan mudah ditangani. Ia beroperasi dengan redoks satu elektron. Serium nitrat juga membentuk kompleks 4:3 dan 1:1 dengan 18-mahkota-6 (perbandingan antara serium dan eter mahkota). Secara klasik, CAN adalah standar utama untuk analisis kuantitatif.  Garam serium(IV), khususnya serium(IV) sulfat, sering digunakan sebagai pereaksi standar untuk analisis volumetrik dalam titrasi serimetri.

Karena transfer muatan ligan-ke-logam, ion serium(IV) encer berwarna jingga-kuning. Serium(IV) encer bersifat metastabil dalam air dan merupakan zat pengoksidasi kuat yang dapat mengoksidasi asam klorida untuk menghasilkan gas klorin. Dalam reaksi Belousov–Zhabotinsky, serium berosilasi antara keadaan oksidasi +4 dan +3 untuk mengatalisis reaksi tersebut.

Senyawa organoserium
Kimia organoserium mirip dengan lantanida lainnya, seringkali melibatkan kompleks ligan siklopentadienil dan siklooktatetraenil. Serosena (Ce(C8H8)2) mengadopsi struktur molekul uranosena. Elektron 4f dalam serosena, , diposisikan secara ambigu antara terlokalisasi dan terdelokalisasi dan senyawa ini dianggap sebagai valensi menengah. Turunan alkil, alkunil, dan alkenil organoserium dibuat dari transmetalasi masing-masing pereaksi organolitium atau Grignard, dan lebih bersifat nukleofilik tetapi kurang basa dibandingkan prekursornya.

Sejarah

Serium ditemukan di Bastnäs di Swedia oleh Jöns J. Berzelius dan Wilhelm Hisinger, dan secara terpisah di Jerman oleh Martin H. Klaproth, keduanya pada tahun 1803. Serium dinamai oleh Berzelius dari asteroid Ceres, yang ditemukan dua tahun sebelumnya. Asteroid itu sendiri dinamai dari dewi Romawi Ceres, dewi pertanian, tanaman biji-bijian, kesuburan, dan hubungan keibuan.

Serium awalnya diisolasi dalam bentuk oksidanya yang diberi nama seria, istilah yang masih digunakan hingga sekarang. Logam itu sendiri terlalu elektropositif untuk diisolasi dengan teknologi peleburan saat itu, karakteristik logam tanah jarang pada umumnya. Setelah pengembangan elektrokimia oleh Humphry Davy lima tahun kemudian, tanah tersebut segera menghasilkan logam yang dikandungnya. Seria, yang diisolasi pada tahun 1803, mengandung semua lantanida yang terdapat dalam bijih serit dari Bastnäs, Swedia, dan dengan demikian hanya mengandung sekitar 45% dari apa yang sekarang dikenal sebagai seria murni. Baru setelah Carl G. Mosander berhasil menghilangkan lantana dan "didimia" pada akhir tahun 1830-an, seria diperoleh secara murni. Wilhelm Hisinger adalah seorang pemilik tambang yang kaya dan ilmuwan amatir, dan sponsor dari Berzelius. Dia memiliki dan mengendalikan tambang di Bastnäs, dan telah mencoba selama bertahun-tahun untuk mengetahui komposisi batuan tak berharga berat yang melimpah ("Wolfram dari Bastnäs", yang meskipun namanya seperti itu, ia tidak mengandung wolfram sama sekali), sekarang dikenal sebagai serit, yang dia miliki di tambangnya. Mosander dan keluarganya tinggal selama bertahun-tahun di rumah yang sama dengan Berzelius, dan Mosander tidak diragukan lagi dibujuk oleh Berzelius untuk menyelidiki seria lebih lanjut.

Unsur ini berperan dalam Proyek Manhattan, di mana senyawa serium diselidiki di situs Berkeley sebagai bahan krus untuk pengecoran uranium dan plutonium. Untuk alasan ini, metode baru untuk persiapan dan pengecoran serium dikembangkan dalam lingkup proyek anak Ames (sekarang Laboratorium Ames). Produksi serium yang sangat murni di Ames dimulai pada pertengahan 1944 dan berlanjut hingga Agustus 1945.

Keterjadian dan produksi
Serium adalah yang paling melimpah dari semua lantanida, membentuk 66 ppm kerak Bumi; nilai ini tepat di belakang tembaga (68 ppm), dan serium bahkan lebih melimpah daripada logam biasa seperti timbal (13 ppm) dan timah (2,1 ppm). Jadi, meskipun posisinya sebagai salah satu logam tanah jarang, serium sebenarnya tidak langka sama sekali. Kandungan serium dalam tanah bervariasi antara 2 dan 150 ppm, dengan rata-rata 50 ppm; air laut mengandung 1,5 bagian per triliun serium. Serium terjadi dalam berbagai mineral, tetapi sumber komersial yang paling penting adalah mineral dari kelompok monasit dan bastnäsit, di mana ia membentuk setengah dari kandungan lantanida. Monasit-(Ce) adalah perwakilan monasit yang paling umum, dengan "-Ce" merupakan akhiran Levinson yang menginformasikan dominasi perwakilan unsur tanah jarang tertentu. Bastnäsit dominan serium yang paling penting adalah bastnäsit-(Ce). Serium adalah lantanida yang paling mudah diekstraksi dari mineralnya karena merupakan satu-satunya yang dapat mencapai keadaan oksidasi +4 yang stabil dalam larutan berair. Karena penurunan kelarutan serium dalam keadaan oksidasi +4, serium kadang-kadang terdeplesi dari batuan relatif terhadap unsur tanah jarang lainnya dan digabungkan ke dalam zirkon, karena Ce4+ dan Zr4+ memiliki muatan yang sama dan jari-jari ionik yang mirip. Dalam kasus ekstrem, serium(IV) dapat membentuk mineralnya sendiri yang terpisah dari unsur tanah jarang lainnya, seperti serianit  (dinamakan dengan benar sebagai serianit-(Ce)).

Bastnäsit, LnIIICO3F, biasanya kekurangan torium dan lantanida berat setelah samarium dan europium, sehingga ekstraksi serium darinya cukup langsung. Pertama, bastnäsit dimurnikan, menggunakan asam klorida encer untuk menghilangkan pengotor kalsium karbonat. Bijih tersebut kemudian dipanggang di udara untuk mengoksidasinya menjadi lantanida oksida: serium akan dioksidasi menjadi dioksida CeO2, sementara sebagian besar lantanida akan dioksidasi menjadi seskuioksida Ln2O3. Ia tidak larut dalam air dan dapat dilarutkan dengan asam klorida 0,5 M, meninggalkan lantanida lainnya.

Prosedur untuk monasit, , yang biasanya mengandung semua tanah jarang, serta torium, lebih rumit. Monasit, karena sifat magnetiknya, dapat dipisahkan melalui pemisahan elektromagnetik berulang. Setelah pemisahan, ia diolah dengan asam sulfat pekat panas untuk menghasilkan sulfat tanah jarang yang larut dalam air. Filtrat asam dinetralkan sebagian dengan natrium hidroksida hingga pH 3–4. Torium mengendap dari larutan sebagai hidroksida dan dihilangkan. Setelah itu, larutan tersebut diolah dengan amonium oksalat untuk mengubah tanah jarang menjadi oksalat mereka yang tidak larut. Oksalat tersebut diubah menjadi oksida melalui penganilan. Oksida tersebut dilarutkan dalam asam nitrat, tetapi serium oksida tidak larut dalam HNO3 sehingga ia mengendap. Kehati-hatian harus diberikan saat menangani beberapa residu karena mereka mengandung 228Ra, turunan dari 232Th, yang merupakan pemancar gama yang kuat.

Aplikasi

Serium memiliki dua aplikasi utama, yang keduanya menggunakan CeO2. Aplikasi industri seria adalah untuk pemolesan, terutama planarisasi kimia-mekanik (CMP). Dalam aplikasi utamanya yang lain, CeO2 digunakan untuk menghilangkan warna kaca. Ia berfungsi dengan mengubah kotoran besi berwarna hijau menjadi ferioksida yang hampir tidak berwarna. Seria juga telah digunakan sebagai pengganti kongenernya yang radioaktif, toria, misalnya dalam pembuatan elektroda yang digunakan dalam las busur wolfram gas, di mana seria sebagai unsur pemadu akan meningkatkan stabilitas busur dan kemudahan penyalaan sambil mengurangi pembakaran.

Mantel gas dan paduan piroforik
Penggunaan serium pertama kali ialah dalam mantel gas, ditemukan oleh kimiawan Austria Carl A. von Welsbach. Pada tahun 1885, dia sebelumnya bereksperimen dengan campuran magnesium, lantanum, dan itrium oksida, tetapi mereka memberikan cahaya berwarna hijau dan tidak berhasil. Enam tahun kemudian, dia menemukan bahwa torium oksida murni menghasilkan cahaya yang jauh lebih baik, meski berwarna biru, dan dengan mencampurkannya dengan serium dioksida akan menghasilkan cahaya putih terang. Serium dioksida juga bertindak sebagai katalis untuk pembakaran torium oksida.

Hal ini menghasilkan kesuksesan komersial bagi von Welsbach dan penemuannya, serta menciptakan permintaan besar akan torium. Produksinya menghasilkan sejumlah besar lantanida yang terekstraksi secara bersamaan sebagai produk sampingan. Aplikasi segera ditemukan untuk mereka, terutama dalam paduan piroforik yang dikenal sebagai "mischmetal" yang terdiri dari 50% serium, 25% lantanum, dan sisanya adalah lantanida lainnya, yang digunakan secara luas untuk rijang korek api. Biasanya, besi ditambahkan untuk membentuk paduan feroserium, yang juga ditemukan oleh von Welsbach. Karena kesamaan kimia antara para lantanida, pemisahan kimia biasanya tidak diperlukan untuk aplikasinya, seperti penambahan mischmetal ke baja sebagai pengubah inklusi untuk meningkatkan sifat mekanik, atau sebagai katalis untuk perengkahan minyak bumi. Sifat serium ini menyelamatkan nyawa penulis Primo Levi di kamp konsentrasi Auschwitz, ketika dia menemukan pasokan paduan ferserium dan menukarnya dengan makanan.

Pigmen dan fosfor
Fotostabilitas pigmen dapat ditingkatkan dengan penambahan serium, karena ia dapat memberikan pigmen itu ketahancahayaan dan mencegah polimer bening menjadi gelap di bawah sinar matahari. Contoh senyawa serium yang digunakan sendiri sebagai pigmen anorganik adalah serium(III) sulfida berwarna merah terang (merah serium sulfida), yang secara kimiawi tetap lengai hingga suhu yang sangat tinggi. Pigmen tersebut adalah alternatif yang lebih aman untuk pigmen berbasis kadmium selenida yang tahan cahaya namun beracun. Penambahan serium oksida pada pelat kaca televisi tabung sinar katoda yang lebih tua terbilang bermanfaat, karena menekan efek penggelapan dari pembentukan cacat pusat-F akibat pemborbardiran elektron terus menerus selama operasi. Serium juga merupakan komponen penting sebagai dopan untuk fosfor yang digunakan pada layar TV CRT, lampu fluoresen, dan dioda pemancar cahaya putih. Contoh yang paling umum digunakan adalah garnet itrium aluminium yang didoping serium(III) (Ce:YAG) yang memancarkan cahaya hijau hingga kuning-hijau (550–530 nm) dan juga berperilaku sebagai sintilator.

Kegunaan lainnya
Garam serium, seperti sulfida Ce2S3 dan Ce3S4, dipertimbangkan selama Proyek Manhattan sebagai bahan tahan api canggih untuk konstruksi krus yang dapat menahan suhu tinggi dan kondisi reduksi kuat saat pengecoran logam plutonium. Terlepas dari sifat yang diinginkan, sulfida ini tidak pernah diadopsi secara luas karena masalah praktis dengan sintesisnya. Serium digunakan sebagai unsur pemadu dalam aluminium untuk membuat paduan aluminium eutektik yang dapat dicetak dengan 6–16% Ce dari total berat, yang dapat ditambahkan Mg dan/atau Si lebih lanjut. Paduan Al–Ce ini memiliki kekuatan suhu tinggi yang sangat baik dan cocok untuk aplikasi otomotif, misalnya pada kepala silinder. Paduan serium lainnya meliputi paduan plutonium Pu–Ce dan Pu–Ce–Co, yang telah digunakan sebagai bahan bakar nuklir.

Aplikasi otomotif lainnya untuk seskuioksida yang lebih rendah adalah sebagai konverter katalitik untuk oksidasi emisi CO dan NOx dalam gas buang dari kendaraan bermotor.

Peran biologis dan pencegahan

Lantanida awal telah ditemukan penting untuk beberapa bakteri metanotrofik yang hidup di kolam lumpur vulkanik, seperti Methylacidiphilum fumariolicum: lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium kira-kira sama efektifnya. Serium tidak diketahui memiliki peran biologis dalam organisme lain, tetapi juga tidak terlalu beracun; ia tidak terakumulasi dalam rantai makanan sampai batas tertentu. Karena sering terjadi bersamaan dengan kalsium dalam mineral fosfat, dan tulang utamanya merupakan kalsium fosfat, serium dapat terakumulasi pada tulang dalam jumlah kecil yang dianggap tidak berbahaya.

Serium nitrat adalah pengobatan antimikroba topikal yang efektif untuk luka bakar tingkat tiga, walaupun dosis besar dapat menyebabkan keracunan serium dan metemoglobinemia. Lantanida awal bertindak sebagai kofaktor esensial untuk metanol dehidrogenase dari bakteri metanotrofik Methylacidiphilum fumariolicum SolV, dengan lantanum, serium, praseodimium, dan neodimium kira-kira sama efektifnya.

Seperti semua logam tanah jarang, serium memiliki toksisitas rendah hingga sedang. Ia merupakan zat pereduksi yang kuat, dan dapat menyala secara spontan di udara pada suhu 65 hingga 80 °C. Asap dari kebakaran serium bersifat racun. Air tidak boleh digunakan untuk menghentikan kebakaran serium, karena serium akan bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen. Para pekerja yang terpapar serium akan mengalami gatal-gatal, sensitif terhadap panas, dan lesi kulit. Serium tidak beracun saat dimakan, tetapi hewan yang disuntikkan dengan serium dosis besar akan mati karena kolaps kardiovaskular. Serium lebih berbahaya bagi organisme akuatik, karena ia dapat merusak membran sel; ini merupakan risiko penting karena ia tidak terlalu larut dalam air, sehingga akan menyebabkan pencemaran lingkungan.

Referensi

Bibliografi

Pranala luar

  Los Alamos National Laboratory – Cerium
  Lattice and spin dynamics of gamma-Ce
  WebElements.com – Cerium
  It's Elemental – The Element Cerium
  Cerium Properties and Applications

 
Unsur kimia
Unsur kimia dengan struktur padat heksagon ganda
Lantanida
Reduktor