O סמאריוםזה יסוד כימי השייכים לקבוצת lanthanides, המכונה גם מתכות אדמה נדירות. לסמריום יש את מצב החמצון הקלאסי +3 של הלנתנידים, אבל יש לו גם את מצב החמצון +2 יציב. יש לו עמידות טובה בפני קורוזיה, שכן צורתו המתכתית מייצרת שכבה המגנה עליו מפני תהליכים קורוזיביים עמוקים יותר.
בצורתו המתכתית, הוא מתקבל באמצעות הפחתה עם לנתנום, בטמפרטורות גבוהות, בתהליך תעשייתי בלתי רציף הנמשך כעשר שעות. סמריום משמש בעיקר בייצור מגנטים קבועים, בצורת סגסוגת של סמריום וקובלט, SmCo. ו מגנט ששומר על תכונותיו המגנטיות בטמפרטורות טובות, זול ועמיד בפני קורוזיה. הוא מיושם גם כמוטות בקרת נויטרונים בכורים גרעיניים.
קראו גם: כרום - יסוד כימי נוסף הידוע בעמידותו הטובה בפני קורוזיה
נושאי מאמר זה
- 1 - סיכום על סמריום
- 2 - מאפייני הסמריון
- 3 - מאפיינים של סמריום
- 4 - היכן ניתן למצוא סמריום?
- 5 - השגת סמריום
- 6 - יישומים של סמריום
- 7 - היסטוריה של הסמריום
סיכום על סמריום
סמריום, סמל Sm ומספר אטומי 62, היא מתכת השייכת ל-lanthanides, המכונה גם מתכות אדמה נדירות.
כמו שאר הלנתאנידים, יש לו מצב חמצון של +3 בתרכובות, אבל יש לו גם מצב יציב של +2.
יש לו עמידות בפני קורוזיה טובה.
הוא נמצא בעיקר במונאזיט ובבסטנסיט.
הצורה המתכתית שלו מיוצרת באמצעות הפחתה עם לנתנום.
הוא משמש בעיקר לייצור מגנטים קבועים כאשר הוא יוצר סגסוגות מתכתיות עם קובלט.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום ;)
נכסי סמריום
סֵמֶל: sm.
מספר אטומי: 62.
מסה אטומית: 150.36 א.ו.א.ו.
אלקטרוני שליליות: 1,17.
נקודת היתוך: 1072 מעלות צלזיוס.
נקודת רתיחה: 1794 מעלות צלזיוס.
צְפִיפוּת: 7.520 גרם ס"מ-3 (צורת α, 25 מעלות צלזיוס).
תצורה אלקטרונית: [Xe] 6s2 4ו6.
סדרה כימית: מתכות אדמה נדירות, לנתאנידים.
מאפיינים של סמריום
סמאריום הוא אחד מ אלמנטים מתכתיים השייכים לסדרת lanthanide, המכונה גם מתכות אדמה נדירות. כמו שאר המתכות בקבוצה זו, סמאריום הוא א מתכת לבנה רכה. עם זאת, מתכות כאלה מכוסות בדרך כלל בשכבת תחמוצת דקה המגנה עליהן מפני תהליכי חמצון חמורים יותר.
כמו כל שאר lanthanides, Sm יש את מצב חמצון +3 בתמיסה. מה שמייחד אותו, לעומת זאת, הוא מצב חמצון +2 מוגדר היטב, משהו שהוא חולק רק עם האלמנטים איטרביום (Yb) ו-europium (Eu) מהסדרה הזו.
במגע עם חומצות מדוללות או קיטור, הסמריון משחרר גז H2, בנוסף ליצירת התחמוצת Sm2O3 כאשר נשרף בנוכחות אוויר אטמוספרי. כשהוא מחומם, סמאריום יכול להגיב עם H2 ויוצרים הידרידים כגון SmH2 וה- SmH3. קרבידים של סמריום יכולים להיווצר גם כאשר אלמנט זה מחומם עם פחמן, ויוצר Sm2W3 וה- SmC2.
סמריום טבעי מורכב משבעה איזוטופים, שניים מהם אינם יציבים, ה 147sm וה- 148sm. עם זאת, זמן מחצית החיים שלהם ארוכים מאוד, שהם 1.06 על 1011 שנים ו-7 על 1015 שנים, בהתאמה.
היכן ניתן למצוא סמריום?
כל הלנתאנידים, למעט פרומתיום (Pm), נמצאים בטבע בשני מינרלים, בעיקר bastnasite, תערובת של פלואורידים קרבונט נדירים של כדור הארץ, וה מונאזיט, פוספט של אדמה נדירה.
ובכל זאת, אפשר למצוא סמריום במינרלים אחרים, כגון פרגוסוניט (תחמוצת המערבבת כדורי אדמה נדירים קלים וכבדים, אקטינידים ומתכות אחרות), ה xenothyme (איטריום פוספט) וה eudialite (סיליקט של מספר מתכות בעל אדמה נדירה קלה וכבדה בהרכבו).
השגת סמריום
ניתן להשיג מהן תרכובות של סמריום, כגון תחמוצות, פוספטים ופלואורידים מקורות מינרלים של סמריום. נעשה שימוש בטכניקות פיצוח מינרלים וכריית הכנה, עד שהוא עובר שטיפה חומצה, טיהור והפרדה של תרכובות, או על ידי התגבשות סלקטיבית, החלפת יונים או מיצוי על ידי מֵמֵס.
עם זאת, כדי להשיג סמריום מתכתי טהור, שיישומיו נחקרו יותר, יש צורך בטכניקה נוספת: הפחתתו.
א הפחתת סמריום מתרחשת על ידי מתכת אדמה נדירה אחרת, לנתנום (La). סמריום מיוצר בצורה של אדים, והתגובה מתרחשת בטמפרטורה של 1200 מעלות צלזיוס:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 ס"מ (ג)
תגובה זו מתרחשת גם בתוך תא ואקום, עם לחץ בטווח של 10-3 עד 10-4 פסקל. שיעור ההתאוששות של הסמריום מהתחמוצת שלו הוא בטווח של 90%. התהליך מתרחש במנות, באורך ממוצע של עשר שעות, ומייצר בין 20 ל-40 ק"ג של סמריון מתכתי. מפעל תעשייתי יכול להפיק עד 100 ק"ג אדי סמריום ליום.
יישומי סמריום
היישום העיקרי של סמריום הוא בייצור מגנטים קבועים.. זה מושג כאשר הוא יוצר את הסגסוגת עם קובלט (Co), שהצורות הגבישיות שלו הן SmCo5 וסמ2שיתוף17. הוא בולט במחירו הנמוך ובעמידותו הרבה לטמפרטורות גבוהות, כלומר שומר על תכונותיו תכונות מגנטיות יציבות גם בטמפרטורות בטווח של 150 מעלות צלזיוס, הכרחי ליישום במנועים ובגנרטורים. אֵנֶרְגִיָה.
זה שם אותה לפני המתחרה העיקרית שלה, מגנטים קבועים NdFeB (אשר זוכים לתשומת לב רבה יותר לאחרונה), אשר צריך להחליף אטומי ניאודימיום (Nd) בדיספרוזיום (Dy) או טרביום (Tb) כדי לקבל התנגדות תרמית גדולה יותר, מה שמעלה את מחירם סופי. יתר על כן, מגנטים של SmCo עמידים יותר בפני קורוזיה.
הסמאריום הוא מיושם גם כמוט בקרה בכורים גרעיניים. (מכשירים השולטים באנרגיה המשתחררת בביקוע), מאז האיזוטופ שלו 149ל-Sm יש זיקה גדולה לנייטרונים. זה מסייע בשליטה קינטית של תגובות גרעיניות, שליטה באנרגיה המיוצרת במפעלים גרעיניים.
ראה גם: סטרונציום - יסוד כימי נוסף המשמש לייצור מגנטים
ההיסטוריה של הסמריום
בהרי אילמן הרוסים התגלו שני מינרלים שמהם התגלו כמה כדורי אדמה נדירים: מונזיט וסמארסקיט. זה תואר לראשונה בשנת 1839 על ידי המינרלוג הגרמני גוסטב רוז.
הוא מצא אורניום וטנטלום בהרכב של סמארסקיט ובכך הציע את השם uranotantalite. אחיו של גוסטב, הכימאי היינריך רוז, ערך ניתוח עצמאי ב-1844 ומצא שחלק ניכר מה המינרל היה למעשה מורכב מניוביום, וטבע את השם למתכת הזו שנקראה בזמנו קולומביום. כדי להבדיל בין שם המתכת לבין הרכב המינרל, החליט היירינץ' לשנות את שמו של המינרל "סמרסקיט", לכבודו של קולונל סמרקסי-ביכובץ, שסיפק לו דוגמאות.
כמויות גדולות של המינרל סמארסקיט נמצאו בצפון אמריקה בשנת 1878, מה שהופך אותו לחומר מוצא לבידוד יסודות אדמה נדירים חדשים. Lecoq de Boisbaudran בודד, בשנת 1879, תחמוצת מתכתית חדשה מהמינרל סמארסקיט, והציע את השם סמריום., שמירה על האטימולוגיה של המינרל סמארסקיט.
מאת סטפנו אראוחו נובאיס
מורה לכימיה
שמעת פעם על היסוד הכימי צריום? לחץ כאן ולמד על המאפיינים, המאפיינים, היישומים, ההשגה וההיסטוריה שלו.
למד על המאפיינים המיוחדים של מרכיבי המעבר הפנימיים (אקטינידים ולנטאנידים), אשר תופסים את התקופה השישית והשביעית של קבוצה 3 של הטבלה המחזורית.
למד עוד על סקנדיום, כמו גם על המאפיינים, המאפיינים, היישומים, ההשגים וההיסטוריה שלו.
לחץ כאן ולמד עוד על איטרביום. למד על המאפיינים, המאפיינים, היישומים, ההשגה וההיסטוריה שלו.
שמעת פעם על היסוד הכימי לוטטיום? לחץ כאן ולמד על המאפיינים, המאפיינים, ההשגה, היישומים וההיסטוריה שלו.
שמעת פעם על היסוד הכימי איטריום? לחץ כאן ולמד על המאפיינים, המאפיינים, היישומים, ההשגה וההיסטוריה שלו.