DET thulium, symbol Tm og atomnummer 69, er en af lanthaniderne (kendt som sjældne jordarters metaller). Blandt lanthaniderne er det en af de sjældneste og har derfor en høj pris og begrænsede anvendelser. I sin metalliske form har den en grålig farve og en karakteristisk sølvglans, der modstår godt korrosion. I opløsning, som de andre lanthanider, antager thulium et oxidationstal lig med +3.
Elementet er opkaldt efter regionen Thule eller Tile, meget almindeligt på kort fra middelalderen for at beskrive regioner som Island eller Skandinavien. Han var opdaget i 1879 af en svensk kemiker ved navn Per Teodor Cleve, der udførte analyser og undersøgelser af erbia malm, fra den svenske by Ytterby. Thulium bruges som udgangspunkt i medicin, selvom farvestoffer med Tm3+ i deres sammensætning er til stede på eurosedler for at undgå forfalskning.
Læs også: Cerium — lanthanid, der er meget udbredt i glas- og katalysatorindustrien
Emner i denne artikel
- 1 - Abstrakt om det kemiske grundstof thulium
- 2 - Egenskaber af thulium
- 3 - Karakteristika for thulium
- 4 - Hvor kan thulium findes?
- 5 - Indhentning af thulium
- 6 - Anvendelser af thulium
- 7 - Historien om thulium
- 8 - Løste øvelser på thulium
Abstrakt om det kemiske grundstof thulium
Thulium er et metal, der tilhører klassen af lanthanider eller sjældne jordarters metaller.
I metallisk form har den en grålig farve.
I opløsning er dens NOx altid +3.
Det er en af de sjældneste lanthanider, der findes og har derfor en høj pris.
Det opnås via reduktion med lanthan i induktionsovne.
Der er få anvendelser af thulium, der er mere brugt inden for medicin.
Dens opdagelse er krediteret til den svenske kemiker Per Teodor Cleve.
Stop ikke nu... Der er mere efter annoncen ;)
thulium egenskaber
Symbol: Tim.
Atom nummer: 69.
atommasse: 168,93421 c.m.u.
elektronegativitet: 1,25.
Fusionspunkt: 1545°C.
Kogepunkt: 1950°C.
Massefylde: 9,321 g.cm-3 (ved 25°C).
Elektronisk konfiguration: [Xe] 6s2 4f13.
Kemi-serien: sjældne jordarters metaller, lanthanider.
egenskaber ved thulium
Thulium, symbol Tm, udviser en skinnende grå glans i metallisk tilstand. Selvom det er relativt stabilt, bør det opbevares et sted uden fugt. Det er en metal blød, sej og formbar, og kan endda skæres med en kniv.
på trods af at have 41 kendte isotoper, som varierer i masse fra 146 til 176, Tm har en enkelt naturlig isotop, 169Tm, som er stabil.
Ligesom de andre lanthanider, har oxidationstal +3 som det mest sandsynlige. Et andet fælles træk er det faktum, at det frigiver brintgas (H2) når det blandes med fortyndet syre eller damp. Det er muligt at brænde thulium i luften og dermed producere Tm2DET3.
4 Tim + 3 O2 → 2 Tim2DET3
Hvor kan thulium findes?
thulium forekommer i små mængder sammen med de andre sjældne jordarters metaller i mineralerne. I bastnasit og monazit, to mineraler rige på lettere lanthanider og godt udnyttet kommercielt, er Tm-indholdet ikke mere end 0,1 vægtprocent af Tm2DET3. Mineraler med den højeste koncentration af thulium (i form af Tm2DET3) er xenotime (0,9 %) og eudialit (0,4 %).
En anden vigtig kilde til thulium er sjældne jordarters kationadsorptionsslam, dannet over millioner af år i processer af udvaskning (vaskning ved varm tropisk regn) af sjældne jordarters metalgranitter. Især Kina udnytter disse kilder, som normalt indeholder omkring 0,3 vægtprocent Tm2DET3.
Det er helt rigtigt, at thulium ikke er særlig rigeligt - faktisk er det mindst rigeligt af alle lanthanider. Imidlertid har nye opdagelser af kilder til Tm endda placeret det på samme niveau af sjældenhed som guld, sølv eller cadmium.
Tjek det ud på vores podcast: Hård som en diamant - hvad betyder det?
opnåelse af thulium
Thulium kan fås ved reduktion af dets oxid ved hjælp af lanthan som reduktionsmiddel, i en induktionsovn.
tm2DET3 (s) + 2 La (l) → La2DET3 (s) + 2 Tm (g)
Givet reaktionsbetingelserne (≈ 1500 °C og 10-6 klokken 10-5 tryk), opnås thulium i form af gas, som aflejres i den kolde del af induktionsovnen.
thulium applikationer
Da det er et dyrt element (i størrelsesordenen 70 USD/gram) og sjældent, er det thulium-anvendelser er begrænsede. Det bruges i små mængder inden for det medicinske område, for eksempel som dopingmiddel i yttrium aluminium granat (Y3Al5DET12), mineral brugt i laserkirurgi. din isotop 170Tm tjener som røntgenkilde for bærbare enheder.
Et interessant faktum om thulium er, at Tm-ionerne3+ de er i anti-falskmøntneri blæk af eurosedler. Når den placeres i ultraviolet lys, er den blålige farve, der vises, netop Tm-ionerne3+.
thuliums historie
DET element 69 blev opdaget af Per Teodor Cleve, en svensk kemiker, i 1879 (de fleste af de sjældne jordarters metaller blev endda opdaget af svenske kemikere). Thulium blev opdaget, mens Cleve studerede mineralet erbia fra den svenske by Ytterby.
DET navnet "thulium" stammer fra Thule eller Tile, en region i det nordlige Europa, beskrevet under middelalderen, som allerede er blevet henført til flere steder, såsom Island, øer i det nordlige Skotland og Skandinavien.
Læs også: Videnskabelige opdagelser, der skete ved et uheld
Løste øvelser på thulium
Spørgsmål 1
Lantaniderne præsenterer sædvanligvis, i opløsning, NOx svarende til +3. Thulium, symbol Tm, er et lanthanid med atomnummer 69. I hvilken af disse forbindelser har Tm den karakteristiske NOx for lanthanider?
A) TmCl
B) TmCl2
C) Tim2DET3
D) TmS
E) Tim2jeg
Respons:
Bogstav C
DET fluor har NOx lig med -1. De andre halogener, i mangel af ilt i formlen har de også en ladning lig med -1. DET svovl, i fravær af oxygen, har en ladning lig med -2. Ilt har en ladning på -2. Altså beregningen af NOx af lutetium i hvert stof er givet som følger:
TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; så forkert svar.
TmCl2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; så forkert svar.
tm2DET3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; så rigtigt svar.
TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; så forkert svar.
tm2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; så forkert svar.
spørgsmål 2
DET 170Tm er en isotop af det kemiske grundstof thulium (Z = 69), der bruges som røntgenkilde i bærbare enheder. Hvad er antallet af neutroner i denne isotop?
A) 170
B) 69
C) 101
D) 239
E) 99
Respons:
Bogstav C
DET Atom nummer af Tm er lig med 69. Altså antallet af neutroner kan beregnes med følgende formel:
A = Z + n
A er massetallet, Z er atomnummeret og n er antallet af neutroner. Ved at erstatte værdierne har vi:
170 = 69 + n
n = 170 - 69
n = 101
Af Stefano Araújo Novais
Kemi lærer