Ο σαμάριοείναι ένα χημικό στοιχείο που ανήκουν στην ομάδα των λανθανιδών, γνωστών και ως μέταλλα σπανίων γαιών. Το σαμάρι έχει την κλασική κατάσταση οξείδωσης +3 των λανθανιδών, αλλά έχει επίσης τη σταθερή κατάσταση οξείδωσης +2. Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση, καθώς η μεταλλική του μορφή παράγει ένα στρώμα που το προστατεύει από βαθύτερες διαβρωτικές διεργασίες.
Στη μεταλλική του μορφή, λαμβάνεται με αναγωγή με λανθάνιο, σε υψηλές θερμοκρασίες, σε μια ασυνεχή βιομηχανική διαδικασία διάρκειας περίπου δέκα ωρών. Το σαμάριο χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή μόνιμων μαγνητών, με τη μορφή κράματος σαμαρίου και κοβαλτίου, SmCo. ΚΑΙ ένας μαγνήτης που διατηρεί τις μαγνητικές του ιδιότητες σε καλές θερμοκρασίες, είναι οικονομικός και ανθεκτικός διάβρωση. Εφαρμόζεται επίσης ως ράβδοι ελέγχου νετρονίων σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Διαβάστε επίσης: Χρώμιο — ένα άλλο χημικό στοιχείο γνωστό για την καλή του αντοχή στη διάβρωση
Θέματα αυτού του άρθρου
- 1 - Σύνοψη για το σαμάριο
- 2 - Ιδιότητες του σαμαριού
- 3 - Χαρακτηριστικά του σαμαριού
- 4 - Πού μπορεί να βρεθεί το σαμάριο;
- 5 - Λήψη σαμάριου
- 6 - Εφαρμογές σαμαριού
- 7 - Ιστορία του σαμαριού
Σύνοψη για το Samarium
Το σαμάριο, σύμβολο Sm και ατομικός αριθμός 62, είναι ένα μέταλλο που ανήκει στις λανθανίδες, γνωστά και ως μέταλλα σπανίων γαιών.
Όπως και οι άλλες λανθανίδες, έχει μια κατάσταση οξείδωσης +3 στις ενώσεις, αλλά έχει επίσης μια σταθερή κατάσταση +2.
Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση.
Βρίσκεται κυρίως στον μοναζίτη και τον μπαστνασίτη.
Η μεταλλική του μορφή παράγεται μέσω αναγωγής με λανθάνιο.
Χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή μόνιμων μαγνητών όταν σχηματίζει μεταλλικά κράματα με κοβάλτιο.
Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν περισσότερα μετά τη δημοσιότητα ;)
Ιδιότητες σαμαριού
Σύμβολο: sm.
Ατομικός αριθμός: 62.
Ατομική μάζα: 150,36 a.u.a.u.
Ηλεκτραρνητικότητα: 1,17.
Σημείο σύντηξης: 1072 °C.
Σημείο βρασμού: 1794 °C.
Πυκνότητα: 7.520 γρ.εκ-3 (α μορφή, 25 °C).
Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Xe] 6s2 4στ6.
χημική σειρά: μέταλλα σπάνιων γαιών, λανθανίδες.
Χαρακτηριστικά του σαμαριού
σαμάρι είναι Ένα από μεταλλικά στοιχεία που ανήκουν στη σειρά λανθανιδών, γνωστά και ως μέταλλα σπανίων γαιών. Όπως τα άλλα μέταλλα αυτής της ομάδας, το σαμάριο είναι α μαλακό, λευκό μέταλλο. Ωστόσο, τέτοια μέταλλα καλύπτονται συνήθως από ένα λεπτό στρώμα οξειδίου που τα προστατεύει από πιο σοβαρές οξειδωτικές διεργασίες.
Όπως όλες οι άλλες λανθανίδες, το Sm έχει το κατάσταση οξείδωσης +3 σε διάλυμα. Αυτό που το ξεχωρίζει, ωστόσο, είναι το κατάσταση οξείδωσης +2 καλά καθορισμένη, κάτι που μοιράζεται μόνο με τα στοιχεία υττέρβιο (Yb) και europium (Eu) αυτής της σειράς.
Όταν έρχεται σε επαφή με αραιά οξέα ή ατμό, το σαμάριο απελευθερώνει αέριο Η2, εκτός από το σχηματισμό του οξειδίου Sm2Ο3 όταν καίγεται παρουσία ατμοσφαιρικού αέρα. Όταν θερμαίνεται, το σαμάριο μπορεί να αντιδράσει με το H2 και σχηματίζουν υδρίδια όπως το SmH2 και το SmH3. Τα καρβίδια του σαμαρίου μπορούν επίσης να σχηματιστούν όταν αυτό το στοιχείο θερμαίνεται με άνθρακα, σχηματίζοντας Sm2W3 και το SmC2.
Το φυσικό σαμάριο αποτελείται από επτά ισότοπα, δύο εκ των οποίων είναι ασταθείς, οι 147sm και το 148sm. Ωστόσο, ο χρόνος ημιζωής τους είναι πολύ μεγάλος και είναι 1,06 x 1011 ετών και 7 x 1015 χρόνια, αντίστοιχα.
Πού μπορεί να βρεθεί το σαμάριο;
Όλες οι λανθανίδες, με εξαίρεση το προμεθύλιο (Pm), βρίσκονται στη φύση σε δύο ορυκτά, κυρίως μπαστνασίτης, ένα μείγμα φθοριούχων ανθρακικών σπάνιων γαιών, και το μοναζίτης, ένα φωσφορικό άλας σπανίων γαιών.
Ακόμα, είναι δυνατό να βρεθεί το σαμάριο σε άλλα μέταλλα, όπως π.χ φεργουσονίτης (ένα οξείδιο που αναμειγνύει ελαφριές και βαριές σπάνιες γαίες, ακτινίδες και άλλα μέταλλα), ξενόθυμο (ένα φωσφορικό ύττριο) και το ευδιαλίτης (πυριτικό από πολλά μέταλλα που έχει στη σύνθεσή του ελαφριές και βαριές σπάνιες γαίες).
Λήψη σαμάριου
Οι ενώσεις του σαμαρίου, όπως τα οξείδια, τα φωσφορικά και τα φθοριούχα του, μπορούν να ληφθούν από ορυκτές πηγές σαμάριου. Χρησιμοποιούνται τεχνικές πυρόλυσης και προετοιμασίας ορυκτών, έως ότου υποβληθεί σε έκπλυση οξύ, καθαρισμός και διαχωρισμός ενώσεων, είτε με επιλεκτική κρυστάλλωση, ανταλλαγή ιόντων ή εκχύλιση με διαλυτικό μέσο.
Ωστόσο, για την απόκτηση καθαρού μεταλλικού σαμάριου, του οποίου οι εφαρμογές έχουν διερευνηθεί περισσότερο, είναι απαραίτητη μια άλλη τεχνική: η μείωσή του.
ΕΝΑ μείωση σαμαριού εμφανίζεται από ένα άλλο μέταλλο σπάνιων γαιών, το λανθάνιο (La). Το σαμάριο παράγεται με τη μορφή ατμού και η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία 1200 °C:
sm2Ο3 (s) + 2 La (l) → La2Ο3 (s) + 2 Sm (g)
Αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα επίσης μέσα σε ένα θάλαμο κενού, με πίεση στην περιοχή 10-3 έως 10-4 Πασκάλ. Το ποσοστό ανάκτησης του σαμαριού από το οξείδιο του κυμαίνεται στο 90%. Η διαδικασία γίνεται σε παρτίδες, μέσης διάρκειας δέκα ωρών, και παράγει από 20 έως 40 κιλά μεταλλικό σαμάριο. Μια βιομηχανική μονάδα μπορεί να παράγει έως και 100 κιλά ατμού σαμαριού την ημέρα.
Εφαρμογές Samarium
Η κύρια εφαρμογή του σαμαριού είναι στην παραγωγή μόνιμων μαγνητών.. Αυτό επιτυγχάνεται όταν σχηματίζει το κράμα με το κοβάλτιο (Co), του οποίου οι κρυσταλλικές μορφές είναι SmCo5 και Σμ2συν17. Ξεχωρίζει για τη χαμηλή τιμή του και για τη μεγάλη αντοχή του στις υψηλές θερμοκρασίες, διατηρεί δηλαδή τις ιδιότητές του σταθερές μαγνητικές ιδιότητες ακόμη και σε θερμοκρασίες στην περιοχή των 150 °C, απαραίτητες για εφαρμογή σε κινητήρες και γεννήτριες ισχύος. ενέργεια.
Αυτό την τοποθετεί μπροστά από τον κύριο ανταγωνιστή της, τους μόνιμους μαγνήτες NdFeB (που έχουν κερδίσει περισσότερη προσοχή τον τελευταίο καιρό), οι οποίοι πρέπει να αντικατασταθούν τα άτομα νεοδυμίου (Nd) με δυσπρόσιο (Dy) ή τέρβιο (Tb) για να έχουν μεγαλύτερη θερμική αντίσταση, γεγονός που αυξάνει την τιμή τους Τελικός. Επιπλέον, οι μαγνήτες SmCo είναι πιο ανθεκτικοί στη διάβρωση.
Το σαμάριο Εφαρμόζεται επίσης ως ράβδος ελέγχου σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. (συσκευές που ελέγχουν την ενέργεια που απελευθερώνεται σε μια σχάση), δεδομένου ότι το ισότοπό του 149Το Sm έχει μεγάλη συγγένεια με τα νετρόνια. Αυτό βοηθά στον κινητικό έλεγχο των πυρηνικών αντιδράσεων, ελέγχοντας την ενέργεια που παράγεται στα πυρηνικά εργοστάσια.
Δείτε επίσης: Στρόντιο — ένα άλλο χημικό στοιχείο που χρησιμοποιείται στην παραγωγή μαγνητών
ιστορία του σαμαριού
Στα ρωσικά βουνά Ilmen, ανακαλύφθηκαν δύο ορυκτά από τα οποία ανακαλύφθηκαν αρκετές σπάνιες γαίες: ο μοναζίτης και ο σαμαρσκίτης. Αυτό περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1839 από τον Γερμανό ορυκτολόγο Gustav Rose.
Βρήκε ουράνιο και ταντάλιο στη σύνθεση του σαμαρσκίτη και έτσι πρότεινε το όνομα ουρανότανταλίτης. Ο αδελφός του Gustav, ο χημικός Heinrich Rose, έκανε μια ανεξάρτητη ανάλυση το 1844 και διαπίστωσε ότι μεγάλο μέρος του Το ορυκτό στην πραγματικότητα αποτελούνταν από νιόβιο, δημιουργώντας το όνομα αυτού του μετάλλου που τότε ονομαζόταν κολόμβιο. Για να διαφοροποιήσει το όνομα του μετάλλου και τη σύνθεση του ορυκτού, ο Heirinch αποφάσισε να μετονομάσει το ορυκτό σε "samarskite", προς τιμή του συνταγματάρχη Samarksy-Bykhovets, ο οποίος του παρείχε δείγματα.
Μεγάλες ποσότητες του ορυκτού σαμαρσκίτη βρέθηκαν στη Βόρεια Αμερική το 1878, καθιστώντας τον ως πρώτη ύλη για την απομόνωση νέων στοιχείων σπάνιων γαιών. Ο Lecoq de Boisbaudran απομόνωσε, το 1879, ένα νέο μεταλλικό οξείδιο από το ορυκτό σαμαρσκίτη, προτείνοντας το όνομα samarium., διατηρώντας την ετυμολογία του ορυκτού σαμαρσκίτη.
Του Stefano Araujo Novais
Καθηγητής Χημείας
Έχετε ακούσει ποτέ για το χημικό στοιχείο δημήτριο; Κάντε κλικ εδώ και μάθετε για τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες, τις εφαρμογές, την απόκτηση και το ιστορικό του.
Μάθετε για τις ιδιαιτερότητες των εσωτερικών μεταβατικών στοιχείων (ακτινίδες και λανθανίδες), που καταλαμβάνουν την έκτη και έβδομη περίοδο της ομάδας 3 του Περιοδικού Πίνακα.
Μάθετε περισσότερα για το σκάνδιο, καθώς και για τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες, τις εφαρμογές, την απόκτηση και την ιστορία του.
Κάντε κλικ εδώ και μάθετε περισσότερα για το iterbium. Μάθετε για τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες, τις εφαρμογές, την απόκτηση και την ιστορία του.
Έχετε ακούσει ποτέ για το χημικό στοιχείο λουτέτιο; Κάντε κλικ εδώ και μάθετε για τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες, την απόκτηση, τις εφαρμογές και το ιστορικό του.
Έχετε ακούσει ποτέ για το χημικό στοιχείο ύττριο; Κάντε κλικ εδώ και μάθετε για τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες, τις εφαρμογές, την απόκτηση και το ιστορικό του.