Ó samariumje to chemický prvek patřící do skupiny lanthanoidů, známých také jako kovy vzácných zemin. Samarium má klasický oxidační stav +3 lanthanoidů, ale má také stabilní oxidační stav +2. Má dobrou odolnost proti korozi, protože jeho kovová forma vytváří vrstvu, která jej chrání před hlubšími korozními procesy.
Ve své kovové formě se získává redukcí lanthanem při vysokých teplotách v nespojitém průmyslovém procesu trvajícím přibližně deset hodin. Samarium se používá především při výrobě permanentních magnetů, ve formě slitiny samaria a kobaltu, SmCo. A magnet, který si zachovává své magnetické vlastnosti při dobrých teplotách, je cenově dostupný a odolný vůči koroze. Používá se také jako neutronové regulační tyče v jaderných reaktorech.
Přečtěte si také: Chrom — další chemický prvek známý pro svou dobrou odolnost proti korozi
Shrnutí o Samariu
Samarium, symbol Sm a atomové číslo 62, je kov patřící mezi lanthanoidy, známé také jako kovy vzácných zemin.
Stejně jako ostatní lanthanoidy má ve sloučeninách oxidační stav +3, ale má také stabilní stav +2.
Má dobrou odolnost proti korozi.
Nachází se především v monazitu a bastnasitu.
Jeho kovová forma se vyrábí redukcí lanthanem.
Používá se především k výrobě permanentních magnetů, kdy tvoří kovové slitiny s kobaltem.
Vlastnosti Samária
Symbol: sm
Protonové číslo: 62.
Atomová hmotnost: 150,36 a.u.a.u.
Elektronegativita: 1,17.
Fúzní bod: 1072 °C.
Bod varu: 1794 °C.
Hustota: 7,520 g.cm-3 (a forma, 25 °C).
Elektronická konfigurace: [Xe] 6s2 4f6.
chemická řada: kovy vzácných zemin, lanthanoidy.
Charakteristika samaria
samarium je jeden z kovové prvky patřící do řady lanthanoidů, známé také jako kovy vzácných zemin. Stejně jako ostatní kovy v této skupině je samarium a měkký, bílý kov. Takové kovy jsou však běžně pokryty tenkou vrstvou oxidu, která je chrání před závažnějšími oxidačními procesy.
Stejně jako všechny ostatní lanthanoidy má Sm oxidační stav +3 v roztoku. Čím se však odlišuje, je oxidační stav +2 dobře definovaný, něco, co sdílí pouze s prvky ytterbium (Yb) a europium (Eu) této řady.
Při kontaktu se zředěnými kyselinami nebo párou samarium uvolňuje plyn H2, kromě tvorby oxidu Sm2Ó3 při spalování v přítomnosti atmosférického vzduchu. Při zahřátí může samarium reagovat s H2 a tvoří hydridy, jako je SmH2 a SmH3. Při zahřívání tohoto prvku uhlíkem mohou vznikat také karbidy samaria, přičemž vzniká Sm2W3 a SmC2.
Přírodní samarium se skládá ze sedmi izotopů, z nichž dva jsou nestabilní, 147sm a 148sm Jejich poločasy rozpadu jsou však velmi dlouhé, 1,06 x 1011 let a 7 x 1015 let, resp.
Kde lze samarium nalézt?
Všechny lanthanoidy, s výjimkou promethia (Pm), se v přírodě nacházejí ve dvou minerálech, především bastnasite, směs fluoridů uhličitanu vzácných zemin a monazit, fosfát vzácných zemin.
Přesto je možné samarium nalézt i v jiných minerálech, jako např fergusonit (oxid, který mísí lehké a těžké vzácné zeminy, aktinidy a další kovy), xenothyme (fosforečnan yttrium) a eudialit (křemičitan několika kovů, který má ve svém složení lehké a těžké vzácné zeminy).
Získání samaria
Sloučeniny samaria, jako jsou jeho oxidy, fosfáty a fluoridy, lze získat z minerální zdroje samaria. Používají se techniky krakování a preparační těžby, dokud neprojde vyluhováním kyseliny, čištění a separace sloučenin, buď selektivní krystalizací, iontovou výměnou nebo extrakcí solventní.
K získání čistého kovového samaria, jehož aplikace jsou více prozkoumané, je však nezbytná jiná technika: jeho redukce.
A redukce samaria vyskytuje se u jiného kovu vzácných zemin, lanthanu (La). Samarium se vyrábí ve formě páry a reakce probíhá při teplotě 1200 °C:
sm2Ó3 (s) + 2 La (l) → La2Ó3 (s) + 2 Sm (g)
Tato reakce také probíhá uvnitř vakuové komory s tlakem v rozmezí 10-3 do 10-4 Pascals. Výtěžnost samaria z jeho oxidu se pohybuje v rozmezí 90 %. Proces probíhá v dávkách s průměrnou dobou trvání deset hodin a produkuje 20 až 40 kg kovového samaria. Průmyslový závod dokáže vyrobit až 100 kg par samaria za den.
Aplikace Samária
Hlavní uplatnění samaria je při výrobě permanentních magnetů.. Toho je dosaženo, když tvoří slitinu s kobalt (Co), jehož krystalické formy jsou SmCo5 a Sm2co17. Vyniká nízkou cenou a velkou odolností vůči vysokým teplotám, to znamená, že si zachovává své vlastnosti stabilní magnetické vlastnosti i při teplotách v rozmezí 150 °C, nezbytné pro aplikaci v motorech a elektrocentrálách. energie.
Tím se dostává před svého hlavního konkurenta, permanentní magnety NdFeB (které v poslední době získávají více pozornosti), které potřeba nahradit atomy neodymu (Nd) dysprosiem (Dy) nebo terbiem (Tb), aby měly větší tepelnou odolnost, což zvyšuje jejich cenu Finále. Kromě toho jsou magnety SmCo odolnější vůči korozi.
Samárium Používá se také jako regulační tyč v jaderných reaktorech. (zařízení, která řídí energii uvolněnou při štěpení), protože jeho izotop 149Sm má velkou afinitu k neutronům. To pomáhá při kinetické kontrole jaderných reakcí a řízení energie produkované v jaderných elektrárnách.
Viz také: Stroncium — další chemický prvek používaný při výrobě magnetů
historie samaria
V ruských horách Ilmen byly objeveny dva minerály, ze kterých bylo objeveno několik vzácných zemin: monazit a samarskit. Poprvé to popsal v roce 1839 německý mineralog Gustav Rose.
Ve složení samarskitu našel uran a tantal, a proto navrhl název uranotantalit. Gustavův bratr, chemik Heinrich Rose, provedl v roce 1844 nezávislou analýzu a zjistil, že většina Minerál byl ve skutečnosti složen z niobu, což vytvořilo název pro tento kov, který se v té době nazýval kolumbium. Aby se odlišil název kovu a složení minerálu, rozhodl se Heirinch přejmenovat minerál na „samarskit“ na počest plukovníka Samarksy-Bykhovetse, který mu poskytl vzorky.
Velké množství minerálu samarskitu bylo nalezeno v Severní Americe v roce 1878, což z něj činí výchozí materiál pro izolaci nových prvků vzácných zemin. Lecoq de Boisbaudran izoloval v roce 1879 nový oxid kovu z minerálu samarskit a navrhl název samarium., zachování etymologie minerálu samarskitu.
Autor: Stefano Araujo Novais
Učitel chemie
