O szamáriumez egy kémiai elem a lantanidok, más néven ritkaföldfémek csoportjába tartozó. A szamárium a lantanidok klasszikus +3 oxidációs állapotával rendelkezik, de stabil +2 oxidációs állapotú is. Jó a korrózióállósága, mivel fémes formája olyan réteget képez, amely megvédi a mélyebb korróziós folyamatoktól.
Fémes formájában lantánnal történő redukcióval, magas hőmérsékleten, körülbelül tíz órán át tartó megszakításos ipari folyamatban nyerik. A szamáriumot főként állandó mágnesek gyártására használják, szamárium és kobalt ötvözete, az SmCo formájában. ÉS mágnes, amely jó hőmérsékleten is megőrzi mágneses tulajdonságait, megfizethető és ellenálló korrózió. Atomreaktorokban neutronszabályozó rúdként is alkalmazzák.
Olvasd el te is: Króm – egy másik kémiai elem, amely jó korrózióállóságáról ismert
Összefoglaló a Szamáriumról
A szamárium, az Sm szimbólum és a 62-es atomszám, a lantanidok közé tartozó fém, más néven ritkaföldfémek.
A többi lantanidhoz hasonlóan ennek is +3 oxidációs állapota van vegyületekben, de stabil állapota is +2.
Jó korrózióállósággal rendelkezik.
Főleg monacitban és basztnazitban található.
Fémes formáját lantánnal való redukálással állítják elő.
Főleg állandó mágnesek gyártására használják, amikor fémötvözeteket képez kobalttal.
Szamárium tulajdonságai
Szimbólum: sm.
Atomszám: 62.
Atomtömeg: 150.36 a.u.a.u.
Elektronegativitás: 1,17.
Fúziós pont: 1072 °C.
Forráspont: 1794 °C.
Sűrűség: 7,520 g.cm-3 (α forma, 25 °C).
Elektronikus konfiguráció: [Xe] 6s2 4f6.
kémiai sorozat: ritkaföldfémek, lantanidok.
A szamárium jellemzői
szamárium az az egyik fémes elemek a lantanid sorozathoz tartozó, más néven ritkaföldfémek. Az ebbe a csoportba tartozó többi fémhez hasonlóan a szamárium is a puha, fehér fém. Az ilyen fémeket azonban általában vékony oxidréteg borítja, amely megvédi őket a súlyosabb oxidációs folyamatoktól.
Mint minden más lantanid, az Sm is rendelkezik a oxidációs állapota +3 oldatban. Ami azonban megkülönbözteti, az az oxidációs állapot +2 jól meghatározott, amit csak az elemekkel oszt meg itterbium (Yb) és európium (Eu) ennek a sorozatnak.
Híg savakkal vagy gőzzel érintkezve a szamárium H-gázt szabadít fel2, amellett, hogy az Sm oxidot képezi2O3 amikor légköri levegő jelenlétében elégetik. Melegítéskor a szamárium reagálhat H-val2 és hidrideket, például SmH-t képeznek2 és az SmH3. Szamárium-karbidok akkor is képződhetnek, ha ezt az elemet szénnel hevítik, és Sm keletkezik2W3 és az SmC2.
A természetes szamárium hét izotópból áll, amelyek közül kettő instabil, a 147sm és a 148sm. Felezési idejük azonban nagyon hosszú, 1,06 x 1011 év és 7x1015 év, ill.
Hol található a szamárium?
A prométium (Pm) kivételével minden lantanid két ásványban található meg a természetben, főleg basztnazit, ritkaföldfém-karbonát-fluoridok keveréke, és a monacita, egy ritkaföldfém-foszfát.
Mégis előfordulhat, hogy szamáriumot találunk más ásványokban, mint pl ferguzonit (egy oxid, amely könnyű és nehéz ritkaföldfémeket, aktinidákat és más fémeket kever össze), a xenotím (egy ittrium-foszfát) és a eudialit (több fémből álló szilikát, amelynek összetétele könnyű és nehéz ritkaföldfémeket tartalmaz).
Szamárium megszerzése
A szamáriumvegyületek, például oxidjai, foszfátjai és fluoridjai beszerezhetők szamárium ásványi források. Ásványi krakkolási és preparációs bányászati technikákat alkalmaznak, amíg kioldódik sav, a vegyületek tisztítása és elválasztása, akár szelektív kristályosítással, ioncserével vagy extrakcióval oldószer.
Ahhoz azonban, hogy tiszta fémes szamáriumot kapjunk, amelynek alkalmazásai jobban feltártak, egy másik módszerre van szükség: a redukcióra.
A szamárium redukció Előfordul egy másik ritkaföldfém, a lantán (La). A szamárium gőz formájában keletkezik, és a reakció 1200 °C hőmérsékleten megy végbe:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Ez a reakció egy vákuumkamrában is végbemegy, 10°-os nyomástartományban-3 10-re-4 Pascals. A szamárium oxidjából való visszanyerési aránya 90%-os tartományban van. A folyamat tételesen zajlik, átlagosan tíz óra időtartammal, és 20-40 kg fémes szamáriumot állít elő. Egy ipari üzem akár 100 kg szamáriumgőzt is képes előállítani naponta.
Szamáriumi alkalmazások
A szamárium fő felhasználási területe az állandó mágnesek gyártása.. Ez akkor érhető el, amikor az ötvözetet a kobalt (Co), amelynek kristályos formái az SmCo5 és Sm2co17. Alacsony árával és magas hőmérséklettel szembeni nagy ellenálló képességével tűnik ki, vagyis megőrzi tulajdonságait stabil mágneses tulajdonságok még 150 °C hőmérséklet tartományban is, szükségesek a motorokban és áramfejlesztőkben történő alkalmazáshoz. energia.
Ezzel megelőzi fő versenytársát, az NdFeB állandó mágneseket (amelyek az utóbbi időben egyre nagyobb figyelmet kapnak). a neodímium (Nd) atomokat diszpróziummal (Dy) vagy terbiummal (Tb) kell helyettesíteni, hogy nagyobb hőállóságuk legyen, ami növeli az árat Végső. Ezenkívül az SmCo mágnesek jobban ellenállnak a korróziónak.
A szamárium Atomreaktorokban vezérlőrúdként is alkalmazzák. (olyan eszközök, amelyek szabályozzák a hasadás során felszabaduló energiát), mivel az izotópja 149Az Sm-nek nagy affinitása van a neutronokhoz. Ez segíti a nukleáris reakciók kinetikai szabályozását, szabályozza az atomerőművekben termelt energiát.
Lásd még: Stroncium - egy másik kémiai elem, amelyet a mágnesek előállításához használnak
szamárium története
Az orosz Ilmen-hegységben két ásványt fedeztek fel, amelyekből számos ritkaföldfémet fedeztek fel: monacitot és szamarszkitot.. Ezt először Gustav Rose német ásványkutató írta le 1839-ben.
A szamarszkit összetételében uránt és tantált talált, és így javasolta az uranotantalit nevet. Gustav testvére, a vegyész Heinrich Rose független elemzést végzett 1844-ben, és megállapította, hogy az ásvány valójában nióbiumból állott, ami ennek a fémnek a nevét adta, amelyet akkoriban úgy hívtak. kolumbium. A fém nevének és az ásvány összetételének megkülönböztetése érdekében Heirinch úgy döntött, hogy az ásványt Szamarszkitnak nevezi át, Samarksy-Bykhovets ezredes tiszteletére, aki mintákat adott neki.
1878-ban Észak-Amerikában nagy mennyiségben találtak szamarszkit ásványt, így kiindulási anyag lett új ritkaföldfém-elemek izolálásához. Lecoq de Boisbaudran 1879-ben izolált egy új fém-oxidot a samarskite ásványból, és a szamárium nevet javasolta., fenntartva a samarskit ásvány etimológiáját.
Írta: Stefano Araujo Novais
Kémia tanár