ल्यूटेटियम (लू): अधिग्रहण, अनुप्रयोग, इतिहास

ल्यूटेशियम, प्रतीक लू और परमाणु संख्या 71, आवर्त सारणी का एक रासायनिक तत्व है जो लैंथेनाइड्स के समूह (दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के रूप में जाना जाता है) से संबंधित है। यह उत्पादन करने के लिए एक कठिन धातु है और इसे अन्य लैंथेनाइड्स के खनन के उप-उत्पाद के रूप में या येट्रियम अयस्कों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। अपने धात्विक रूप में, इसका रंग भूरा सफेद होता है और यह जंग के लिए प्रतिरोधी होता है। समाधान में, अन्य लैंथेनाइड्स की तरह, ल्यूटेटियम को अपनाता है ऑक्सीकरण संख्या +3 के बराबर।

 लुटेटियम का नाम फ्रांस की राजधानी पेरिस शहर के नाम पर रखा गया है। प्राचीन काल में, जैसा कि रोमन साम्राज्य में था, शहर को लुटेटिया कहा जाता था। हालांकि तेजी से बढ़ते आर्थिक क्षेत्रों में लैंथेनाइड्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, ल्यूटेटियम में अभी भी अनुप्रयोग हैं। प्रतिबंधित, जैसे कि लेजर, ऑप्टिकल उपकरणों, सिरेमिक के निर्माण में और गंभीर मामलों के लिए प्रयोगात्मक उपचार में कैंसर।

यह भी देखें: आंतरिक संक्रमण तत्व क्या हैं?

इस लेख में विषय

• 1 - लुटेटियम पर सारांश
• 2 - लुटेटियम के गुण
• 3 - लुटेटियम के लक्षण
• 4 - लुटेटियम कहाँ पाया जाता है?
• 5 - लुटेटियम प्राप्त करना
• 6 - लुटेटियम के अनुप्रयोग
• 7 - लुटेटियम का इतिहास
• 8 - लुटेटियम पर हल किए गए अभ्यास

ल्यूटेटियम सारांश

• ल्यूटेटियम लैंथेनाइड्स के वर्ग से संबंधित धातु है या धातुओं दुर्लभ भूमि।

• धात्विक रूप में, इसका रंग भूरा सफेद होता है।

• समाधान में, इसका NOx हमेशा +3 होता है।

• यह आम तौर पर अन्य लैंथेनाइड्स या यट्रियम खनन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है।

• कैल्शियम की कमी से इसका उत्पादन बाधित होता है।

• ल्यूटेटियम के कुछ उपयोग हैं, जिनका उपयोग लेजर, सिरेमिक और ऑप्टिकल उपकरणों के निर्माण में अधिक किया जा रहा है।

• इसकी खोज का श्रेय फ्रांसीसी जॉर्जेस अर्बेन को दिया जाता है।

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ल्यूटेटियम गुण

• प्रतीक: लू

• परमाणु संख्या: 71

• परमाणु भार: 174.9668 घन मीटर

• विद्युत ऋणात्मकता: 1,27

• संलयन बिंदु: 1663 डिग्री सेल्सियस

• क्वथनांक: 3402 डिग्री सेल्सियस

• घनत्व: 9.841 ग्राम सेमी^-3 (25 डिग्री सेल्सियस पर)

• इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [एक्सई] 6एस² 4f¹⁴ 5डी¹

• रासायनिक श्रृंखला: दुर्लभ पृथ्वी धातु, लैंथेनाइड्स

ल्यूटेटियम के लक्षण

लुटेटियम धातु का नमूना, 99.95% शुद्धता के साथ।

ल्यूटेटियम है a नरम भूरा सफेद धातु, इसकी सतह पर एक पतली ऑक्साइड परत के निर्माण के कारण ऑक्सीकरण के खिलाफ स्थिर। घोल में और यौगिकों के रूप में, ल्यूटेटियम में होता है +3. के बराबर ऑक्सीकरण संख्या.

वह सभी के साथ प्रतिक्रिया करता है हैलोजनहालांकि, क्लोरीन (Cl .) के मामले में₂), ब्रोमीन (Br₂) और आयोडीन (I₂), हैलाइड ल्यूटेटियम (III) ऑक्साइड के बीच संबंधित हाइड्रेट के जलीय घोल के साथ प्रतिक्रिया के माध्यम से प्राप्त होते हैं। प्रारंभ में ल्यूटेटियम (III) हैलाइड हाइड्रेटेड रूप में प्राप्त किया जाता है और फिर इसे गर्मी के माध्यम से या सुखाने वाले एजेंट का उपयोग करके निर्जलित किया जाना चाहिए।

लू₂₃ + 6 एचसीएल → 2 एलयूसीएल₃(ओह₂)₆

लाभ₃(ओह₂)₆ → लूक्ल₃ + 6 घंटे₂

ल्यूटेटियम में 50 ज्ञात समस्थानिक हैं, हालांकि, केवल दो स्वाभाविक रूप से होते हैं, प्राणी:

• ¹⁷⁶लू, स्थिर, 97.41% प्राकृतिक लुटेटियम के अनुरूप;

• ¹⁷⁵लू, रेडियोधर्मी, के साथ हाफ लाइफ लगभग 40 अरब वर्ष, प्राकृतिक ल्यूटेटियम के 2.59% के अनुरूप।

लुटेटियम उन तत्वों के बारे में चर्चा में है जो नीचे होने चाहिए yttrium और स्कैंडियमग्रुप 3 में आवर्त सारणी. संदेह बना रहता है कि क्या येट्रियम के नीचे लैंथेनम और एक्टिनियम या ल्यूटेटियम और लॉरेंस होना चाहिए।

सच्चाई यह है कि आईयूपीएसी ने इस मुद्दे को अस्पष्ट छोड़ दिया, यहां तक ​​कि एक समाधान निकालने के लिए एक कार्यदल का गठन भी किया। इस प्रकार, अधिकांश आवर्त सारणी में, ल्यूटेटियम दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के रूप में जाने जाने वाले 15 तत्वों के समूह में है, जो लैंथेनम से शुरू होता है और लुटेटियम के साथ ही समाप्त होता है।

लुटेटियम कहाँ पाया जाता है?

यूडियालाइट, एक सिलिकेट खनिज जिसकी संरचना में ल्यूटेटियम होता है।

ऐसा कोई खनिज नहीं है जिसमें मुख्य घटक के रूप में ल्यूटेटियम हो। इस प्रकार, इसका अधिकांश उत्पादन होता है येट्रियम खनन के उपोत्पाद, मुख्य रूप से खनिजों में बास्टनासाइट और मोनाजाइट. इन दो खनिजों की संरचना में बड़ी मात्रा में दुर्लभ पृथ्वी धातुएं हैं, हालांकि ल्यूटेटियम (लु के रूप में)₂₃) उनमें द्रव्यमान द्वारा 0.1% से कम है।

इसके अलावा, यह उल्लेखनीय है कि खनिज जो पास Lu2O3. की उच्च द्रव्यमान मात्रा इस प्रकार हैं:

• xenotime, द्रव्यमान द्वारा 0.8% के साथ;

• eudialite, द्रव्यमान द्वारा 0.3% के साथ;

• फर्ग्यूसोनाइट, 0.2% द्रव्यमान के साथ।

यह भी पढ़ें: सेरियम - लैंथेनाइड समूह से संबंधित एक अन्य धातु

लुटेटियम प्राप्त करना

धातु और शुद्ध रूप में ल्यूटेटियम प्राप्त करना रसायन विज्ञान के इतिहास में हाल ही में है। वास्तव में, इसे प्राप्त करने के लिए सबसे कठिन (यदि सबसे कठिन नहीं) तत्वों में से एक माना जाता है। मुख्य तकनीक में शामिल हैं LuCl कमी₃ या लूफ₃धातु कैल्शियम का उपयोग कर निर्जल उत्पाद, एक प्रतिक्रिया में जिसका तापमान 1470 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।

एक और जटिल कारक यह है कि ऐसी प्रतिक्रिया दुर्लभ दबाव की स्थितियों में होनी चाहिए, 10. की सीमा में^-4 दबाव पास्कल (केवल तुलना के लिए, समुद्र तल पर दबाव 101,325 पास्कल है)। प्रक्रिया प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

3 सीए (एल) + 2 एलयूएफ₃ (एल) → 3 सीएएफ₂ (एल) + 2 लू (एल)

प्राप्त तरल मिश्रण विषमांगी है, जिससे फ्लोराइड को से अलग करने की सुविधा मिलती है कैल्शियम ल्यूटेटियम का। एक बार अलग होने के बाद, ल्यूटेटियम जम जाता है और फिर शुद्ध हो जाता है।

ल्यूटेटियम के अनुप्रयोग

लुटेटियम के अनुप्रयोग अभी भी दुर्लभ हैं। सभी लैंथेनाइड्स में सबसे महंगा होने के नाते, यूएस $ 100/जी की सीमा में कीमत के साथ, ल्यूटेटियम का उपयोग किया जाता है ऑप्टिकल लेंस, सिरेमिक और लेजर का निर्माण.

समस्थानिक ¹⁷⁷लू में इस्तेमाल किया गया है के गंभीर मामलों के खिलाफ प्रायोगिक उपचार कैंसर. इस मामले में, प्रोटीन ल्यूटेटियम से बंधते हैं और इसका उपयोग करते हैं आयनीकरण विकिरण कैंसर कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए।

कैसे हेफ़नियम, लुटेटियम का उपयोग किया जा सकता है भूवैज्ञानिक डेटिंग. वैसे, इस तकनीक का उपयोग मोरक्को में बौ रेग्रेग नदी के खनिज भंडार में दुर्लभ पृथ्वी धातुओं (स्वयं लुटेटियम सहित) को मापने के लिए किया गया था।

लुटेटियम का इतिहास

तत्व 71 वर्ष 1907 में पहली बार स्वतंत्र रूप से पृथक किया गया था, खनिज नमूनों के आधार पर जिसमें यटरबियम ऑक्साइड की अच्छी मात्रा होती है, जो अंतिम लैंथेनाइड्स में से एक है। इस प्रकार, यह माना जाता है कि ल्यूटेटियम भी इस खनिज नमूने की संरचना का हिस्सा था। हालांकि, दो वैज्ञानिकों ने तत्व 71 की खोज के लिए जिम्मेदार होने का दावा किया।

सबसे पहले, फ्रांसीसी जॉर्जेस अर्बेन ने वर्णन किया कि 1879 में जीन डे मारिग्नैक द्वारा खोजे गए यटरबियम को दो नए तत्वों में विभाजित किया जा सकता है: येटरबियम (या नव-यटरबियम) और ल्यूटेटियम। यह पता चला है कि ये दो तत्व एल्डेबर्नियम और कैसिओपियो तत्वों के समान थे। इनकी खोज ऑस्ट्रियाई कार्ल एउर वॉन वेल्सबाक ने की थी।

1909 में, परमाणु भार पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग ने हथौड़ा गिरा दिया, और यह निर्णय लिया गया कि जॉर्जेस अर्बन वह था खोज के लेखक, नए तत्व के लिए लुटेटियम नाम रखते हुए।

यह उल्लेखनीय है कि लुटेटियम शब्द शब्द को संदर्भित करता है लुटिया, पेरिस शहर का पूर्व नाम, फ्रांसीसी राजधानी, प्राचीन काल से, जैसा कि में है रोमन साम्राज्य, शहर को लुटेटिया कहा जाता था।

दिलचस्प बात यह है कि वॉन वेल्सबैक के कैसिओपियो को पीछे छोड़ दिए जाने के वर्षों बाद, 2009 में, Iupac ने तत्व 112 की खोज को आधिकारिक बना दिया, जिसका अपनाया गया नाम कोपर्निकियम था। प्रारंभ में, अपनाया गया प्रतीक सीपी होगा, लेकिन, कैसिओपियो के कारण (जो इस प्रतीक का उपयोग करता था और फिर भी ल्यूटेटियम को नामित करने के लिए जर्मन भाषा में बनाए रखा गया), Iupac ने तत्व के लिए प्रतीक Cn को स्थापित करने का निर्णय लिया 112.

ल्यूटेटियम पर हल किए गए व्यायाम

प्रश्न 1

ल्यूटेटियम, अन्य लैंथेनाइड्स की तरह, समाधान में, NOx +3 प्रस्तुत करता है। निम्नलिखित में से किस पदार्थ में इस ऑक्सीकरण अवस्था में एक तत्व है?

ए) लूफ

बी) लूक्ली₂

सी) लु₂₃

डी) लुब्रू₄

ई) लु₂मैं

संकल्प:

वैकल्पिक सी

एक अधातु तत्त्व NOx -1 के बराबर है। अन्य हैलोजन, की अनुपस्थिति में परमाणु सूत्र में ऑक्सीजन का, -1 के साथ भी चार्ज किया जाता है। पहले से ही ऑक्सीजन -2 का प्रभार है। इस प्रकार, प्रत्येक पदार्थ में ल्यूटेटियम के NOx की गणना निम्नानुसार दी गई है:

• एलयूएफ: एक्स + (-1) = 0 → एक्स = +1; इतना गलत जवाब।

• लाभ₂: x + 2(-1) = 0 → x - 2 = 0 → x = +2; इतना गलत जवाब।

• लू₂₃: 2x + 3(-2) = 0 → 2x - 6 = 0 → x = +3; इतना सही उत्तर।

• लुब्री₄: x + 4(-1) = 0 → x - 4 = 0 → x = +4; इतना गलत जवाब।

• लू₂I: 2x + (-1) = 0 → 2x - 1 = 0 → x = +½; इतना गलत जवाब।

प्रश्न 2

¹⁷⁷लू का प्रयोग कैंसर के कुछ गंभीर मामलों के प्रायोगिक उपचार में किया गया है। ऐसे समस्थानिक का अवलोकन करते समय और यह जानते हुए कि तत्व का परमाणु क्रमांक 71 है, इस समस्थानिक में न्यूट्रॉनों की संख्या कितनी है?

ए) 177

बी) 71

सी) 248

डी) 106

ई) 108

संकल्प:

वैकल्पिक डी

लू का परमाणु क्रमांक 71 है। तो, की संख्या न्यूट्रॉन निम्नलिखित सूत्र द्वारा गणना की जा सकती है:

ए = जेड + एन

जहाँ A की संख्या है परमाणु भारZ परमाणु क्रमांक है और n न्यूट्रॉनों की संख्या है। मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हमारे पास है:

177 = 71 + एन

एन = 177 - 71

एन = 106

स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक