O samarijto je kemijski element koji pripadaju skupini lantanida, također poznatih kao metali rijetkih zemalja. Samarij ima klasično +3 oksidacijsko stanje lantanida, ali ima i stabilno +2 oksidacijsko stanje. Ima dobru otpornost na koroziju jer njegov metalni oblik stvara sloj koji ga štiti od dubljih korozivnih procesa.
U svom metalnom obliku dobiva se redukcijom s lantanom, na visokim temperaturama, u diskontinuiranom industrijskom procesu koji traje otprilike deset sati. Samarij se uglavnom koristi u proizvodnji trajnih magneta, u obliku legure samarija i kobalta, SmCo. I magnet koji zadržava svoja magnetska svojstva na dobrim temperaturama, pristupačan je i otporan na korozija. Također se primjenjuje kao neutronska kontrolna šipka u nuklearnim reaktorima.
Pročitajte također: Krom — još jedan kemijski element poznat po dobroj otpornosti na koroziju
Sažetak o Samariumu
Samarij, simbol Sm i atomski broj 62, je metal koji pripada lantanoidima, također poznatim kao metali rijetkih zemalja.
Kao i drugi lantanoidi, ima oksidacijsko stanje +3 u spojevima, ali ima i stabilno stanje +2.
Ima dobru otpornost na koroziju.
Uglavnom se nalazi u monazitu i bastnazitu.
Njegov metalni oblik nastaje redukcijom s lantanom.
Uglavnom se koristi za proizvodnju trajnih magneta kada tvori metalne legure s kobaltom.
Svojstva samarija
Simbol: sm.
Atomski broj: 62.
Atomska masa: 150,36 a.u.a.u.
Elektronegativnost: 1,17.
Točka spajanja: 1072 °C.
Vrelište: 1794 °C.
Gustoća: 7,520 g.cm-3 (α oblik, 25 °C).
Elektronička konfiguracija: [Xe] 6s2 4f6.
kemijska serija: metali rijetke zemlje, lantanoidi.
Karakteristike samarija
samarij je jedan od metalni elementi koji pripadaju seriji lantanida, također poznat kao metali rijetke zemlje. Kao i drugi metali u ovoj skupini, samarij je a mekani, bijeli metal. Međutim, takvi su metali obično prekriveni tankim slojem oksida koji ih štiti od težih oksidativnih procesa.
Kao i svi drugi lantanoidi, Sm ima oksidacijsko stanje +3 u otopini. Međutim, ono što ga izdvaja je oksidacijsko stanje +2 dobro definirano, nešto što dijeli samo s elementima iterbij (Yb) i europij (Eu) iz ove serije.
U dodiru s razrijeđenim kiselinama ili parom, samarij oslobađa plin H2, osim što stvara oksid Sm2O3 pri spaljivanju u prisutnosti atmosferskog zraka. Kada se zagrijava, samarij može reagirati s H2 i tvore hidride kao što je SmH2 i SmH3. Samarijevi karbidi također mogu nastati kada se ovaj element zagrijava s ugljikom, tvoreći Sm2W3 i SmC2.
Prirodni samarij sastoji se od sedam izotopa, od kojih su dva nestabilna, 147sm i 148sm. Međutim, njihov poluživot je vrlo dug i iznosi 1,06 x 1011 godine i 7 x 1015 godine, odnosno.
Gdje se može pronaći samarij?
Svi lantanoidi, s izuzetkom prometija (Pm), nalaze se u prirodi u dva minerala, uglavnom bastnasit, mješavina karbonatnih fluorida rijetkih zemalja i monacit, fosfat rijetke zemlje.
Ipak, moguće je naći samarij u drugim mineralima, kao npr fergusonit (oksid koji miješa lake i teške rijetke zemlje, aktinoide i druge metale), ksenotimijana (itrijev fosfat) i eudijalit (silikat nekoliko metala koji u svom sastavu ima lake i teške rijetke zemlje).
Dobivanje samarija
Spojevi samarija, kao što su njegovi oksidi, fosfati i fluoridi, mogu se dobiti iz mineralni izvori samarija. Koriste se rudarske tehnike krekiranja i pripreme minerala, sve dok ne dođe do ispiranja kiseline, pročišćavanje i odvajanje spojeva, bilo selektivnom kristalizacijom, ionskom izmjenom ili ekstrakcijom otapalo.
Međutim, za dobivanje čistog metalnog samarija, čije su primjene još istražene, potrebna je druga tehnika: njegova redukcija.
A redukcija samarija javlja drugi metal rijetke zemlje, lantan (La). Samarij se proizvodi u obliku pare, a reakcija se odvija na temperaturi od 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Ova reakcija se također odvija unutar vakuumske komore, s tlakom u rasponu od 10-3 do 10-4 paskali. Stopa oporavka samarija iz njegovog oksida je u rasponu od 90%. Proces se odvija u serijama, u prosjeku traje deset sati, a proizvodi se od 20 do 40 kg metalnog samarija. Industrijsko postrojenje može proizvesti do 100 kg samarijeve pare dnevno.
Primjene samarija
Glavna primjena samarija je u proizvodnji trajnih magneta.. To se postiže kada on tvori leguru s kobalt (Co), čiji su kristalni oblici SmCo5 i Sm2co17. Ističe se niskom cijenom i velikom otpornošću na visoke temperature, odnosno zadržava svoja svojstva stabilna magnetska svojstva čak i na temperaturama u rasponu od 150 °C, neophodna za primjenu u motorima i generatorima. energije.
Time je ispred svog glavnog konkurenta, NdFeB trajnih magneta (koji u zadnje vrijeme dobivaju više pozornosti), koji potrebno je zamijeniti atome neodija (Nd) s disprozijem (Dy) ili terbijem (Tb) kako bi imali veću toplinsku otpornost, što povećava njihovu cijenu Konačna. Nadalje, SmCo magneti su otporniji na koroziju.
Samarij Također se primjenjuje kao kontrolna šipka u nuklearnim reaktorima. (uređaji koji kontroliraju energiju oslobođenu fisijom), budući da je njegov izotop 149Sm ima veliki afinitet prema neutronima. To pomaže u kinetičkoj kontroli nuklearnih reakcija, kontroliranju energije proizvedene u nuklearnim postrojenjima.
Vidi također: Stroncij — još jedan kemijski element koji se koristi u proizvodnji magneta
povijest samarija
U ruskim planinama Ilmen otkrivena su dva minerala iz kojih je otkriveno nekoliko rijetkih zemalja: monacit i samarskit. To je prvi opisao njemački mineralog Gustav Rose 1839.
Pronašao je uran i tantal u sastavu samarskita i tako predložio naziv uranotantalit. Gustavov brat, kemičar Heinrich Rose, napravio je neovisnu analizu 1844. godine i otkrio da velik dio mineral se zapravo sastojao od niobija, što je i ime za ovaj metal koji se u to vrijeme nazivao kolumbij. Kako bi razlikovao naziv metala i sastav minerala, Heirinch je odlučio preimenovati mineral u "samarskit", u čast pukovnika Samarksy-Bykhovetsa, koji mu je dao uzorke.
Velike količine minerala samarskita pronađene su u Sjevernoj Americi 1878. godine, što ga čini početnim materijalom za izolaciju novih elemenata rijetke zemlje. Lecoq de Boisbaudran izolirao je, 1879., novi metalni oksid iz minerala samarskita, predlažući naziv samarij., održavajući etimologiju minerala samarskita.
Autor Stefano Araujo Novais
Profesor kemije