Ö Samariumes ist ein chemisches element gehören zur Gruppe der Lanthanoide, auch Seltenerdmetalle genannt. Samarium hat die klassische Oxidationsstufe +3 der Lanthanoide, aber auch die stabile Oxidationsstufe +2. Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, da seine metallische Form eine Schicht erzeugt, die es vor tieferen korrosiven Prozessen schützt.
In seiner metallischen Form wird es durch Reduktion mit Lanthan bei hohen Temperaturen in einem diskontinuierlichen industriellen Prozess gewonnen, der etwa zehn Stunden dauert. Samarium wird hauptsächlich zur Herstellung von Permanentmagneten in Form einer Legierung aus Samarium und Kobalt, SmCo, verwendet. UND ein Magnet, der seine magnetischen Eigenschaften bei guten Temperaturen behält, erschwinglich und widerstandsfähig ist Korrosion. Es wird auch als Neutronensteuerstab in Kernreaktoren eingesetzt.
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Zusammenfassung zu Samarium
Samarium, Symbol Sm und Ordnungszahl 62, ist ein Metall, das zu den Lanthanoiden gehört, die auch als Seltenerdmetalle bekannt sind.
Wie die anderen Lanthanide hat es in Verbindungen eine Oxidationsstufe von +3, aber es hat auch eine stabile Stufe von +2.
Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit.
Es kommt hauptsächlich in Monazit und Bastnasit vor.
Seine metallische Form entsteht durch Reduktion mit Lanthan.
Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Permanentmagneten verwendet, wenn es mit Kobalt metallische Legierungen bildet.
Eigenschaften von Samarium
Symbol: klein
Ordnungszahl: 62.
Atommasse: 150,36 a.u.a.u.
Elektronegativität: 1,17.
Schmelzpunkt: 1072 °C.
Siedepunkt: 1794 °C.
Dichte: 7,520 g.cm-3 (α-Form, 25 °C).
Elektronische Konfiguration: [Xe] 6s2 4f6.
chemische Reihe: Seltenerdmetalle, Lanthanide.
Eigenschaften von Samarium
Samarium ist einer der metallische Elemente gehören zur Lanthanidenreihe, auch bekannt als Seltenerdmetalle. Wie die anderen Metalle in dieser Gruppe ist Samarium ein weiches, weißes Metall. Solche Metalle sind jedoch üblicherweise von einer dünnen Oxidschicht bedeckt, die sie vor stärkeren oxidativen Prozessen schützt.
Wie alle anderen Lanthanoide hat Sm die Oxidationsstufe +3 in Lösung. Was es jedoch auszeichnet, ist die Oxidationsstufe +2 gut definiert, etwas, das es nur mit den Elementen teilt Ytterbium (Yb) und Europium (Eu) dieser Reihe.
Bei Kontakt mit verdünnten Säuren oder Dampf setzt Samarium H-Gas frei2, zusätzlich zur Bildung des Oxids Sm2Ö3 beim Verbrennen in Gegenwart atmosphärischer Luft. Beim Erhitzen kann Samarium mit H reagieren2 und bilden Hydride wie SmH2 und die SmH3. Samariumkarbide können auch gebildet werden, wenn dieses Element mit Kohlenstoff erhitzt wird, wodurch Sm entsteht2W3 und der SMC2.
Natürliches Samarium besteht aus sieben Isotopen, von denen zwei instabil sind, die 147sm und die 148klein Ihre Halbwertszeit ist jedoch sehr lang und beträgt 1,06 x 1011 Jahre und 7 x 1015 Jahre bzw.
Wo ist Samarium zu finden?
Alle Lanthanide, mit Ausnahme von Promethium (Pm), kommen in der Natur hauptsächlich in zwei Mineralien vor Bastnasit, eine Mischung aus Carbonatfluoriden der Seltenen Erden und der Monazit, ein Seltenerdphosphat.
Dennoch ist es möglich, Samarium in anderen Mineralien zu finden, wie z Fergusonit (ein Oxid, das leichte und schwere Seltene Erden, Aktinide und andere Metalle mischt), die Xenothym (ein Yttriumphosphat) und die Eudialit (ein Silikat aus mehreren Metallen, das in seiner Zusammensetzung leichte und schwere seltene Erden enthält).
Samarium erhalten
Samariumverbindungen, wie ihre Oxide, Phosphate und Fluoride, können erhalten werden aus Samarium-Mineralquellen. Mineral-Cracking- und Aufbereitungs-Mining-Techniken werden verwendet, bis es ausgelaugt wird Säure, Reinigung und Trennung von Verbindungen, entweder durch selektive Kristallisation, Ionenaustausch oder Extraktion durch Lösungsmittel.
Um jedoch reines metallisches Samarium zu erhalten, dessen Anwendungen stärker erforscht sind, ist eine andere Technik erforderlich: seine Reduktion.
A Samarium-Reduktion tritt durch ein anderes Seltenerdmetall auf, Lanthan (La). Samarium wird in Form von Dampf hergestellt und die Reaktion findet bei einer Temperatur von 1200 °C statt:
klein2Ö3 (s) + 2 La (l) → La2Ö3 (s) + 2 Sm (g)
Diese Reaktion findet auch in einer Vakuumkammer mit einem Druck im Bereich von 10 statt-3 bis 10-4 Pascal. Die Rückgewinnungsrate von Samarium aus seinem Oxid liegt im Bereich von 90 %. Der Prozess findet chargenweise mit einer durchschnittlichen Dauer von zehn Stunden statt und produziert 20 bis 40 kg metallisches Samarium. Eine Industrieanlage kann bis zu 100 kg Samariumdampf pro Tag produzieren.
Samarium-Anwendungen
Die Hauptanwendung von Samarium liegt in der Herstellung von Permanentmagneten.. Dies wird erreicht, wenn er die Legierung mit dem bildet Kobalt (Co), deren kristalline Formen SmCo sind5 und Sm2co17. Es zeichnet sich durch seinen niedrigen Preis und seine große Beständigkeit gegen hohe Temperaturen aus, dh es behält seine Eigenschaften bei stabile magnetische Eigenschaften auch bei Temperaturen im Bereich von 150 °C, notwendig für den Einsatz in Motoren und Stromgeneratoren. Energie.
Damit liegt es vor seinem Hauptkonkurrenten NdFeB-Permanentmagneten (die in letzter Zeit mehr Aufmerksamkeit erregt haben). Neodym (Nd)-Atome müssen durch Dysprosium (Dy) oder Terbium (Tb) ersetzt werden, um einen höheren thermischen Widerstand zu haben, was ihren Preis erhöht Finale. Außerdem sind SmCo-Magnete korrosionsbeständiger.
Das Samarium Es wird auch als Steuerstab in Kernreaktoren eingesetzt. (Geräte, die die bei einer Spaltung freigesetzte Energie steuern), da sein Isotop 149Sm hat eine große Affinität zu Neutronen. Dies hilft bei der kinetischen Kontrolle von Kernreaktionen und kontrolliert die in Kernkraftwerken erzeugte Energie.
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Geschichte des Samariums
Im russischen Gebirge Ilmen wurden zwei Mineralien entdeckt, aus denen mehrere Seltene Erden entdeckt wurden: Monazit und Samarskit. Dies wurde erstmals 1839 von dem deutschen Mineralogen Gustav Rose beschrieben.
Er fand Uran und Tantal in der Zusammensetzung von Samarskit und schlug daher den Namen Uranotallit vor. Gustavs Bruder, der Chemiker Heinrich Rose, führte 1844 eine unabhängige Analyse durch und stellte fest, dass vieles davon Mineral bestand tatsächlich aus Niob, was den Namen für dieses Metall prägte, das damals genannt wurde Niobium. Um den Namen des Metalls und die Zusammensetzung des Minerals zu unterscheiden, beschloss Heirinch, das Mineral zu Ehren von Oberst Samarksy-Bykhovets, der ihm Proben zur Verfügung stellte, in „Samarskite“ umzubenennen.
Große Mengen des Minerals Samarskit wurden 1878 in Nordamerika gefunden, was es zu einem Ausgangsmaterial für die Isolierung neuer Seltenerdelemente macht. Lecoq de Boisbaudran isolierte 1879 ein neues Metalloxid aus dem Mineral Samarskit und schlug den Namen Samarium vor., wobei die Etymologie des Minerals Samarskit beibehalten wird.
Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer