О самарийтова е химичен елемент принадлежащи към групата на лантанидите, известни също като редкоземни метали. Самарият има класическа степен на окисление +3 на лантанидите, но има и стабилна степен на окисление +2. Има добра устойчивост на корозия, тъй като металната му форма създава слой, който го предпазва от по-дълбоки корозивни процеси.
В своята метална форма се получава чрез редукция с лантан, при високи температури, в прекъснат промишлен процес, продължаващ приблизително десет часа. Самарият се използва главно в производството на постоянни магнити, под формата на сплав от самарий и кобалт, SmCo. И магнит, който запазва своите магнитни свойства при добри температури, е достъпен и устойчив на корозия. Прилага се и като неутронни контролни пръти в ядрени реактори.
Прочетете също: Хром — друг химичен елемент, известен с добрата си устойчивост на корозия
Резюме за Samarium
Самарият, символ Sm и атомен номер 62, е метал, принадлежащ към лантанидите, известни също като редкоземни метали.
Подобно на другите лантаниди, той има степен на окисление +3 в съединенията, но също така има стабилно състояние +2.
Има добра устойчивост на корозия.
Среща се главно в монацит и бастназит.
Неговата метална форма се получава чрез редукция с лантан.
Използва се главно за производството на постоянни магнити, когато образува метални сплави с кобалт.
Свойства на самария
символ: см.
Атомно число: 62.
Атомна маса: 150,36 a.u.a.u.
Електроотрицателност: 1,17.
Точка на сливане: 1072 °C.
Точка на кипене: 1794 °C.
Плътност: 7,520 g.cm-3 (α форма, 25 °C).
Електронна конфигурация: [Xe] 6s2 4f6.
химически серии: редкоземни метали, лантаниди.
Характеристики на самария
самариумът е един от метални елементи принадлежащи към серията лантаноиди, известни още като редкоземни метали. Подобно на другите метали в тази група, самарият е a мек, бял метал. Въпреки това, такива метали обикновено са покрити с тънък оксиден слой, който ги предпазва от по-тежки окислителни процеси.
Както всички други лантаниди, Sm има степен на окисление +3 в разтвор. Това, което го отличава обаче, е степен на окисление +2 добре дефинирана, нещо, което споделя само с елементите итербий (Yb) и европий (Eu) от тази серия.
Когато е в контакт с разредени киселини или пара, самарият отделя Н газ2, в допълнение към образуването на оксида Sm2О3 при изгаряне в присъствието на атмосферен въздух. При нагряване самарият може да реагира с H2 и образуват хидриди като SmH2 и SmH3. Самариевите карбиди също могат да се образуват, когато този елемент се нагрява с въглерод, образувайки Sm2У3 и SmC2.
Естественият самарий се състои от седем изотопа, две от които са нестабилни, на 147sm и 148см. Въпреки това, техният полуживот е много дълъг, като е 1,06 x 1011 години и 7 х 1015 години, съответно.
Къде може да се намери самарий?
Всички лантаниди, с изключение на прометий (Pm), се срещат в природата в два минерала, главно бастнасит, смес от редкоземни карбонатни флуориди и монацит, редкоземен фосфат.
Все пак е възможно да се намери самарий в други минерали, като напр фергюсонит (оксид, който смесва леки и тежки редкоземни елементи, актиниди и други метали), ксенотим (итриев фосфат) и евдиалит (силикат на няколко метала, който има леки и тежки редкоземни елементи в състава си).
Получаване на самарий
Съединенията на самария, като неговите оксиди, фосфати и флуориди, могат да бъдат получени от самарий минерални източници. Използват се техники за крекинг и подготовка на минерали, докато не се подложи на излугване киселина, пречистване и разделяне на съединения, или чрез селективна кристализация, йонен обмен или екстракция чрез разтворител.
Въпреки това, за да се получи чист метален самарий, чиито приложения са по-проучени, е необходима друга техника: неговото намаляване.
А намаляване на самария възниква от друг редкоземен метал, лантан (La). Самарият се получава под формата на пара и реакцията протича при температура 1200 °C:
см2О3 (s) + 2 La (l) → La2О3 (s) + 2 Sm (g)
Тази реакция също протича във вакуумна камера с налягане от порядъка на 10-3 до 10-4 паскали. Степента на възстановяване на самария от неговия оксид е в диапазона от 90%. Процесът протича на партиди със средна продължителност от десет часа и произвежда от 20 до 40 kg метален самарий. Едно промишлено предприятие може да произведе до 100 кг самариеви пари на ден.
Самариеви приложения
Основното приложение на самария е в производството на постоянни магнити.. Това се постига, когато той образува сплавта с кобалт (Co), чиито кристални форми са SmCo5 и См2ко17. Отличава се с ниска цена и голяма устойчивост на високи температури, тоест запазва свойствата си стабилни магнитни свойства дори при температури от порядъка на 150 °C, необходими за приложение в двигатели и електрогенератори. енергия.
Това го поставя пред основния му конкурент, постоянните магнити NdFeB (които напоследък привличат повече внимание), които трябва да се заменят неодимови (Nd) атоми с диспрозий (Dy) или тербий (Tb), за да имат по-голяма термична устойчивост, което увеличава цената им Финал. Освен това SmCo магнитите са по-устойчиви на корозия.
Самариумът Прилага се и като управляващ прът в ядрени реактори. (устройства, които контролират енергията, освободена при делене), тъй като неговият изотоп 149Sm има голям афинитет към неутроните. Това подпомага кинетичния контрол на ядрените реакции, контролирайки енергията, произведена в ядрените централи.
Вижте също: Стронций — друг химичен елемент, използван при производството на магнити
история на самария
В руските планини Илмен са открити два минерала, от които са открити няколко редкоземни елементи: монацит и самарскит. Това е описано за първи път през 1839 г. от немския минералог Густав Розе.
Той открива уран и тантал в състава на самарскита и така предлага името уранотанталит. Братът на Густав, химикът Хайнрих Розе, направи независим анализ през 1844 г. и установи, че голяма част от минералът всъщност е бил съставен от ниобий, изковавайки името на този метал, който по онова време се е наричал колумбий. За да разграничи името на метала и състава на минерала, Хейринч решава да преименува минерала на „самарскит“ в чест на полковник Самаркси-Биховец, който му предоставя проби.
Големи количества от минерала самарскит са открити в Северна Америка през 1878 г., което го прави изходен материал за изолиране на нови редкоземни елементи. Lecoq de Boisbaudran изолира през 1879 г. нов метален оксид от минерала самарскит, предлагайки името самарий., поддържайки етимологията на минерала самарскит.
От Стефано Араухо Новаис
Учител по химия
