O samarioes un elemento quimico pertenecientes al grupo de los lantánidos, también conocidos como metales de tierras raras. El samario tiene el clásico estado de oxidación +3 de los lantánidos, pero también tiene el estado de oxidación estable +2. Tiene buena resistencia a la corrosión, ya que su forma metálica produce una capa que lo protege de procesos corrosivos más profundos.
En su forma metálica, se obtiene por reducción con lantano, a altas temperaturas, en un proceso industrial discontinuo con una duración aproximada de diez horas. El samario se utiliza principalmente en la producción de imanes permanentes, en forma de una aleación de samario y cobalto, SmCo. Y un imán que mantiene sus propiedades magnéticas a buenas temperaturas, es asequible y resistente a corrosión. También se aplica como barras de control de neutrones en reactores nucleares.
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Resumen sobre Samario
El samario, de símbolo Sm y número atómico 62, es un metal perteneciente a los lantánidos, también conocidos como metales de tierras raras.
Al igual que los otros lantánidos, tiene un estado de oxidación de +3 en compuestos, pero también tiene un estado estable de +2.
Tiene buena resistencia a la corrosión.
Se encuentra principalmente en monacita y bastnasita.
Su forma metálica se produce por reducción con lantano.
Se utiliza principalmente para la producción de imanes permanentes cuando forma aleaciones metálicas con cobalto.
Propiedades del samario
Símbolo: sm.
Número atómico: 62.
Masa atomica: 150,36 a.u.a.u.
Electronegatividad: 1,17.
Punto de fusión: 1072 °C.
Punto de ebullición: 1794 °C.
Densidad: 7.520 g.cm-3 (forma α, 25 °C).
Configuración electrónica: [Xe] 6s2 4f6.
serie química: metales de tierras raras, lantánidos.
Características del samario
el samario es uno de los elementos metalicos perteneciente a la serie de los lantánidos, también conocidos como metales de tierras raras. Al igual que los demás metales de este grupo, el samario es un metal blanco blando. Sin embargo, estos metales suelen estar cubiertos por una fina capa de óxido que los protege de procesos oxidativos más severos.
Como todos los demás lantánidos, Sm tiene la estado de oxidación +3 en solución. Lo que lo distingue, sin embargo, es el estado de oxidación +2 bien definido, algo que solo comparte con los elementos iterbio (Yb) y europio (Eu) de esta serie.
Cuando entra en contacto con ácidos diluidos o vapor, el samario libera gas H2, además de formar el óxido Sm2O3 cuando se quema en presencia de aire atmosférico. Cuando se calienta, el samario puede reaccionar con H2 y formar hidruros como SmH2 y el SmH3. Los carburos de samario también se pueden formar cuando este elemento se calienta con carbono, formando Sm2W3 y el SMC2.
El samario natural se compone de siete isótopos., dos de los cuales son inestables, el 147SM y el 148sm. Sin embargo, sus vidas medias son muy largas, siendo 1.06 x 1011 años y 7 x 1015 años, respectivamente.
¿Dónde se puede encontrar samario?
Todos los lantánidos, a excepción del prometio (Pm), se encuentran en la naturaleza en dos minerales, principalmente bastnasita, una mezcla de fluoruros de carbonato de tierras raras, y el monacita, un fosfato de tierras raras.
Aún así, es posible encontrar samario en otros minerales, como fergusonita (un óxido que mezcla tierras raras ligeras y pesadas, actínidos y otros metales), el xenotima (un fosfato de itrio) y el eudialita (un silicato de varios metales que tiene tierras raras ligeras y pesadas en su composición).
Obtención de samario
Los compuestos de samario, como sus óxidos, fosfatos y fluoruros, se pueden obtener a partir de fuentes minerales de samario. Se utilizan técnicas de extracción y preparación del mineral hasta su lixiviación. ácido, purificación y separación de compuestos, ya sea por cristalización selectiva, intercambio iónico o extracción por solvente.
Sin embargo, para obtener samario metálico puro, cuyas aplicaciones están más exploradas, es necesaria otra técnica: su reducción.
A reducción de samario ocurre por otro metal de tierras raras, el lantano (La). El samario se produce en forma de vapor y la reacción tiene lugar a una temperatura de 1200 °C:
SM2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 cm (g)
Esta reacción también tiene lugar dentro de una cámara de vacío, con una presión en el rango de 10-3 a 10-4 Pascales. La tasa de recuperación de samario de su óxido está en el rango del 90%. El proceso se realiza por lotes, con una duración promedio de diez horas, y produce de 20 a 40 kg de samario metálico. Una planta industrial puede producir hasta 100 kg de vapor de samario por día.
Aplicaciones de samario
La principal aplicación del samario es en la producción de imanes permanentes.. Esto se logra cuando forma la aleación con el cobalto (Co), cuyas formas cristalinas son SmCo5 y SM2co17. Destaca por su bajo precio y por su gran resistencia a las altas temperaturas, es decir, mantiene sus propiedades propiedades magnéticas estables incluso a temperaturas en el rango de 150 °C, necesarias para su aplicación en motores y generadores de energía. energía.
Esto lo coloca por delante de su principal competidor, los imanes permanentes de NdFeB (que han ganado más atención últimamente), que necesitan reemplazar los átomos de neodimio (Nd) por disprosio (Dy) o terbio (Tb) para tener mayor resistencia térmica, lo que aumenta su precio Final. Además, los imanes SmCo son más resistentes a la corrosión.
el samario También se aplica como barra de control en reactores nucleares. (dispositivos que controlan la energía liberada en una fisión), ya que su isótopo 149Sm tiene una gran afinidad por los neutrones. Esto ayuda en el control cinético de las reacciones nucleares, controlando la energía producida en las plantas nucleares.
Vea también: Estroncio: otro elemento químico utilizado en la producción de imanes.
historia del samario
En las montañas rusas Ilmen se descubrieron dos minerales a partir de los cuales se descubrieron varias tierras raras: monacita y samarskita.. Esto fue descrito por primera vez en 1839 por el mineralogista alemán Gustav Rose.
Encontró uranio y tantalio en la composición de la samarskita y, por lo tanto, propuso el nombre de uranotantalita. El hermano de Gustav, el químico Heinrich Rose, hizo un análisis independiente en 1844 y descubrió que gran parte de la el mineral estaba, de hecho, compuesto de niobio, acuñando el nombre de este metal que, en su momento, se denominó columbio. Para diferenciar el nombre del metal y la composición del mineral, Heirinch decidió renombrar el mineral como “samarskita”, en honor al coronel Samarksy-Bykhovets, quien le proporcionó muestras.
Grandes cantidades del mineral samarskita se encontraron en América del Norte en 1878, lo que lo convierte en un material de partida para aislar nuevos elementos de tierras raras. Lecoq de Boisbaudran aisló, en 1879, un nuevo óxido metálico del mineral samarskita, proponiendo el nombre de samario., manteniendo la etimología del mineral samarskita.
Por Stefano Araújo Novais
Profesor de química