Túlio (Tm): ominaisuudet, saaminen, sovellukset

THE tuliumia, symboli Tm ja atominumero 69, on yksi lantanideista (tunnetaan harvinaisina maametalleina). Lantanidien joukossa se on yksi harvinaisimmista, ja siksi sillä on korkeat kustannukset ja rajoitetut sovellukset. Metallimuodossaan sillä on harmahtava väri ja tyypillinen hopeakiilto, joka kestää hyvin korroosio. Liuoksessa, kuten muutkin lantanidit, tuliumilla on hapetusluku, joka on yhtä suuri kuin +3.

Elementti on nimetty Thulen tai Tilen alueen mukaan, ja se on hyvin yleinen keskiajan kartoissa kuvaamaan alueita, kuten Islantia tai Skandinaviaa. Hän oli sen löysi vuonna 1879 ruotsalainen kemisti nimeltä Per Teodor Cleve, joka teki analyyseja ja tutkimuksia erbiamalmista ruotsalaisesta Ytterbyn kaupungista. Tuliumia käytetään pohjimmiltaan lääketieteessä, vaikka se sisältää väriaineita Tm: llä³⁺ koostumuksessaan ovat euroseteleissä väärentämisen välttämiseksi.

Lue myös: Cerium — lantanidi, jota käytetään laajalti lasi- ja katalyyttiteollisuudessa

Tämän artikkelin aiheet

• 1 - Abstrakti kemiallisesta alkuaineesta tuliumista
• 2 - Tuliumin ominaisuudet
• 3 - Tuliumin ominaisuudet
• 4 - Mistä tuliumia löytyy?
• 5 - Tuliumin saaminen
• 6 - Tuliumin sovellukset
• 7 - Tuliumin historia
• 8 - Ratkaistiin harjoituksia tuliumilla

Tiivistelmä kemiallisesta alkuaineesta tuliumista

• Thulium on metalli, joka kuuluu lantanidien tai harvinaisten maametallien luokkaan.

• Metallimuodossa sillä on harmahtava väri.

• Liuoksessa sen NOx on aina +3.

• Se on yksi harvinaisimmista olemassa olevista lantanideista, ja siksi sen hinta on korkea.

• Se saadaan pelkistämällä lantaanilla induktiouuneissa.

• Tuliumia käytetään vain vähän, ja sitä käytetään enemmän lääketieteen alalla.

• Sen löytö kuuluu ruotsalaisen kemistin Per Teodor Cleven ansioksi.

Älä lopeta nyt... Mainoksen jälkeen on muutakin ;)

tuliumin ominaisuudet

• Symboli: Tim.

• atominumero: 69.

• atomimassa: 168.93421 c.m.u.

• elektronegatiivisuus: 1,25.

• Fuusiopiste: 1545 °C.

• Kiehumispiste: 1950 °C.

• Tiheys: 9,321 g.cm^-3 (25 °C: ssa).

• Sähköinen konfigurointi: [Xe] 6s² 4f¹³.

• Kemia-sarja: harvinaiset maametallit, lantanidit.

tuliumin ominaisuudet

Tulimetallinäyte, puhtaus 99,9 %

Thulium, symboli Tm, siinä on kiiltävä harmaa kiilto metallisessa tilassa. Vaikka se on suhteellisen vakaa, se tulee säilyttää paikassa, jossa ei ole kosteutta. Se on a metalli- pehmeä, sitkeä ja muokattava, ja voidaan jopa leikata veitsellä.

huolimatta 41 tunnettua isotooppia, joiden massa vaihtelee välillä 146-176, Tm: llä on yksi luonnollinen isotooppi, ¹⁶⁹Tm, joka on vakaa.

Kuten muut lantanidit, on todennäköisin hapetusluku +3. Toinen yhteinen ominaisuus on se, että se vapauttaa vetykaasua (H₂) sekoitettuna laimean hapon tai höyryn kanssa. Tuliumia on mahdollista polttaa ilmassa, jolloin muodostuu Tm₂THE₃.

4 Tim + 3 O₂ → 2 Tim₂THE₃

Mistä tuliumia löytyy?

Eudialiitti on mineraali, joka sisältää hyvän määrän tuliumia muihin tutkittuihin mineraaleihin verrattuna.

tuliumia esiintyy pieninä määrinä yhdessä muiden mineraalien harvinaisten maametallien kanssa. Bastnasiitissa ja monatsiitissa, kahdessa mineraalissa, joissa on runsaasti kevyempiä lantanideja ja joita hyödynnetään hyvin kaupallisesti, Tm-pitoisuus on enintään 0,1 painoprosenttia Tm: stä.₂THE₃. Mineraalit, joissa on korkein tuliumipitoisuus (muodossa Tm₂THE₃) ovat ksenotiimi (0,9 %) ja eudialiitti (0,4 %).

Toinen tärkeä tuliumin lähde on harvinaisten maametallien kationien adsorptioliete, muodostunut miljoonien vuosien aikana prosesseissa huuhtoutuminen (lämpimän trooppisen sateen pesu) harvinaisten maametallien graniittia. Erityisesti Kiina hyödyntää näitä lähteitä, jotka sisältävät yleensä noin 0,3 massaprosenttia Tm: tä₂THE₃.

On aivan totta, että tuliumia ei ole kovin runsaasti – itse asiassa se on vähiten runsas kaikista lantanideista. Uudet Tm-lähteiden löydöt ovat kuitenkin jopa asettaneet sen harvinaisuuden samalle tasolle kulta-, hopea tai kadmium.

Katso se podcastistamme: Kova kuin timantti - mitä se tarkoittaa?

Tuliumin saaminen

Tuliumia saa mm sen oksidin pelkistys käyttämällä lantaania pelkistimenä, induktiouunissa.

tm₂THE₃ (s) + 2 La (l) → La₂THE₃ (s) + 2 Tm (g)

Kun otetaan huomioon reaktio-olosuhteet (≈ 1500 °C ja 10^-6 klo 10^-5 paine), tuliumia saadaan kaasun muodossa, joka kerrostetaan induktiouunin kylmään osaan.

tuliumisovellukset

Koska se on kallis elementti (70 dollaria/gramma) ja harvinainen, tuliumisovelluksia on rajoitetusti. Sitä käytetään pieninä määrinä lääketieteen alalla, esimerkiksi dopingaineena yttrium-alumiinigranaatissa (Y₃Al₅THE₁₂), laserkirurgiassa käytettävä mineraali. isotooppisi ¹⁷⁰Tm toimii kannettavien laitteiden röntgenlähteenä.

Mielenkiintoinen tosiasia tuliumista on, että Tm-ionit³⁺ he ovat euroseteleiden väärentämisenestomusteissa. Ultraviolettivaloon laitettuna sinertävä väri on juuri Tm-ioneja³⁺.

Eurosetelit ultraviolettivalossa.

tuliumin historia

THE elementin 69 löysi Per Teodor Cleve, ruotsalainen kemisti, vuonna 1879 (useimmat harvinaisista maametalleista ovat jopa ruotsalaisten kemistien löytämiä). Thulium löydettiin, kun Cleve tutki erbiaa ruotsalaisesta Ytterbyn kaupungista.

THE nimi "thulium" tulee Thulen tai Tilen alueelta Pohjois-Euroopassa, kuvailtu keskiajalla, joka on jo liitetty useisiin paikkoihin, kuten Islantiin, saarille pohjoisessa Skotlannissa ja Skandinaviassa.

Lue myös: Tieteelliset löydöt, jotka tapahtuivat vahingossa

Ratkaistiin harjoituksia tuliumilla

Kysymys 1

Lantanidit sisältävät tavallisesti liuoksessa NOx: n, joka on yhtä suuri kuin +3. Thulium, symboli Tm, on lantanidi, jonka atominumero on 69. Missä näistä yhdisteistä Tm: llä on lantanidien tyypillinen NOx?

A) TmCl

B) TmCl₂

C) Tim₂THE₃

D) TmS

E) Tim₂minä

Vastaus:

Kirjain C

THE fluori jonka NOx on -1. Muut halogeenit, ilman happi kaavassa niillä on myös varaus, joka on yhtä suuri kuin -1. THE rikki, ilman happea, sen varaus on -2. Hapen varaus on -2. Joten laskelma NOx kunkin aineen lutetiumin määrä on annettu seuraavasti:

• TmCl: x + (-1) = 0 → x = +1; niin väärä vastaus.

• TmCl₂: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; niin väärä vastaus.

• tm₂THE₃: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; niin oikea vastaus.

• TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; niin väärä vastaus.

• tm₂I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; niin väärä vastaus.

kysymys 2

THE ¹⁷⁰Tm on tuliumin (Z = 69) isotooppi, jota käytetään röntgenlähteenä kannettavissa laitteissa. Mikä on neutronien lukumäärä tässä isotoopissa?

A) 170

B) 69

C) 101

D) 239

E) 99

Vastaus:

Kirjain C

THE atominumero Tm on yhtä suuri kuin 69. Eli lukumäärä neutroneja voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

A = Z + n

A on massaluku, Z on atomiluku ja n on neutronien lukumäärä. Arvot korvaamalla meillä on:

170 = 69 + n

n = 170 - 69

n = 101

Kirjailija: Stefano Araújo Novais
Kemian opettaja