O samarioè un elemento chimico appartenenti al gruppo dei lantanidi, noti anche come metalli delle terre rare. Il samario ha il classico stato di ossidazione +3 dei lantanidi, ma ha anche lo stato di ossidazione stabile +2. Ha una buona resistenza alla corrosione, in quanto la sua forma metallica produce uno strato che lo protegge da processi corrosivi più profondi.
Nella sua forma metallica si ottiene per riduzione con lantanio, ad alte temperature, in un processo industriale discontinuo della durata di circa dieci ore. Il samario viene utilizzato principalmente nella produzione di magneti permanenti, sotto forma di una lega di samario e cobalto, SmCo. E un magnete che mantiene le sue proprietà magnetiche a buone temperature, è conveniente e resistente a corrosione. Viene anche applicato come barre di controllo dei neutroni nei reattori nucleari.
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Riassunto sul Samario
Il samario, simbolo Sm e numero atomico 62, è un metallo appartenente ai lantanidi, noti anche come metalli delle terre rare.
Come gli altri lantanidi, ha uno stato di ossidazione di +3 nei composti, ma ha anche uno stato stabile di +2.
Ha una buona resistenza alla corrosione.
Si trova principalmente in monazite e bastnasite.
La sua forma metallica è prodotta tramite riduzione con lantanio.
Viene utilizzato principalmente per la produzione di magneti permanenti quando forma leghe metalliche con il cobalto.
Proprietà del samario
Simbolo: sm.
Numero atomico: 62.
Massa atomica: 150,36 u.a.u.
Elettronegatività: 1,17.
Punto di fusione: 1072 °C.
Punto di ebollizione: 1794 °C.
Densità: 7.520 g.cm-3 (forma α, 25 °C).
Configurazione elettronica: [Xe] 6s2 4f6.
serie chimica: metalli delle terre rare, lantanidi.
Caratteristiche del samario
il samario è uno di elementi metallici appartenente alla serie dei lantanidi, noto anche come metalli delle terre rare. Come gli altri metalli di questo gruppo, il samario è a morbido metallo bianco. Tuttavia, tali metalli sono comunemente ricoperti da un sottile strato di ossido che li protegge da processi ossidativi più severi.
Come tutti gli altri lantanidi, Sm ha il stato di ossidazione +3 in soluzione. Ciò che lo distingue, tuttavia, è il stato di ossidazione +2 ben definito, qualcosa che condivide solo con gli elementi itterbio (Yb) ed europio (Eu) di questa serie.
A contatto con acidi diluiti o vapore, il samario rilascia gas H2, oltre a formare l'ossido Sm2O3 quando bruciato in presenza di aria atmosferica. Se riscaldato, il samario può reagire con H2 e formare idruri come SmH2 e l'SMH3. I carburi di samario possono anche formarsi quando questo elemento viene riscaldato con carbonio, formando Sm2W3 e l'SmC2.
Il samario naturale è composto da sette isotopi, due dei quali sono instabili, il 147sm e il 148sm. Tuttavia, la loro emivita è molto lunga, essendo 1,06 x 1011 anni e 7 x 1015 anni, rispettivamente.
Dove si trova il samario?
Tutti i lantanidi, ad eccezione del promezio (Pm), si trovano in natura in due minerali, principalmente bastnasite, una miscela di fluoruri di carbonato di terre rare e il monazite, un fosfato di terre rare.
Tuttavia, è possibile trovare il samario in altri minerali, come ad esempio fergusonite (un ossido che mescola terre rare leggere e pesanti, attinidi e altri metalli), il xenotimo (un fosfato di ittrio) e il eudialite (un silicato di diversi metalli che ha terre rare leggere e pesanti nella sua composizione).
Ottenere il samario
Da esso si possono ottenere composti di samario, come i suoi ossidi, fosfati e fluoruri fonti minerali di samario. Vengono utilizzate tecniche di cracking minerale e di estrazione mineraria di preparazione, fino a quando non subisce la lisciviazione acido, purificazione e separazione di composti, mediante cristallizzazione selettiva, scambio ionico o estrazione mediante solvente.
Tuttavia, per ottenere il samario metallico puro, le cui applicazioni sono più esplorate, è necessaria un'altra tecnica: la sua riduzione.
UN riduzione del samario si verifica da un altro metallo delle terre rare, il lantanio (La). Il samario viene prodotto sotto forma di vapore e la reazione avviene ad una temperatura di 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Anche questa reazione avviene all'interno di una camera a vuoto, con pressione nell'ordine di 10-3 a 10-4 Pascal. Il tasso di recupero del samario dal suo ossido è nell'ordine del 90%. Il processo avviene a lotti, con una durata media di dieci ore, e produce dai 20 ai 40 kg di samario metallico. Un impianto industriale può produrre fino a 100 kg di vapore di samario al giorno.
Applicazioni di samario
L'applicazione principale del samario è nella produzione di magneti permanenti.. Ciò si ottiene quando forma la lega con il cobalto (Co), le cui forme cristalline sono SmCo5 e Sm2co17. Si distingue per il suo prezzo contenuto e per la sua grande resistenza alle alte temperature, cioè mantiene le sue proprietà proprietà magnetiche stabili anche a temperature nell'intervallo di 150 °C, necessarie per l'applicazione in motori e generatori di corrente. energia.
Questo lo pone davanti al suo principale concorrente, i magneti permanenti NdFeB (che hanno guadagnato più attenzione ultimamente), che necessità di sostituire gli atomi di neodimio (Nd) con disprosio (Dy) o terbio (Tb) per avere una maggiore resistenza termica, che ne aumenta il prezzo Finale. Inoltre, i magneti SmCo sono più resistenti alla corrosione.
Il samario Viene anche applicato come barra di controllo nei reattori nucleari. (dispositivi che controllano l'energia rilasciata in una fissione), dal suo isotopo 149Sm ha una grande affinità per i neutroni. Questo aiuta nel controllo cinetico delle reazioni nucleari, controllando l'energia prodotta nelle centrali nucleari.
Vedi anche: Stronzio — un altro elemento chimico utilizzato nella produzione di magneti
storia del samario
Nelle montagne russe Ilmen sono stati scoperti due minerali da cui sono state scoperte diverse terre rare: monazite e samarskite. Questo fu descritto per la prima volta nel 1839 dal mineralogista tedesco Gustav Rose.
Trovò uranio e tantalio nella composizione della samarskite e quindi propose il nome di uranotantalite. Il fratello di Gustav, il chimico Heinrich Rose, fece un'analisi indipendente nel 1844 e scoprì che gran parte del minerale era, infatti, composto da niobio, coniando il nome di questo metallo che, all'epoca, veniva chiamato columbio. Per differenziare il nome del metallo e la composizione del minerale, Heirinch ha deciso di rinominare il minerale "samarskite", in onore del colonnello Samarksy-Bykhovets, che gli ha fornito dei campioni.
Grandi quantità del minerale samarskite furono trovate in Nord America nel 1878, rendendolo un materiale di partenza per l'isolamento di nuovi elementi delle terre rare. Lecoq de Boisbaudran isolò, nel 1879, un nuovo ossido metallico dal minerale samarskite, proponendo il nome samario., mantenendo l'etimologia del minerale samarskite.
Di Stefano Araujo Novais
Insegnante di chimica
