ო სამარიუმიეს არის ქიმიური ელემენტი მიეკუთვნება ლანთანიდების ჯგუფს, ასევე ცნობილია როგორც იშვიათი დედამიწის ლითონები. სამარიუმს აქვს ლანთანიდების კლასიკური +3 დაჟანგვის მდგომარეობა, მაგრამ მას ასევე აქვს სტაბილური +2 დაჟანგვის მდგომარეობა. მას აქვს კარგი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ, რადგან მისი მეტალის ფორმა წარმოქმნის ფენას, რომელიც იცავს მას უფრო ღრმა კოროზიული პროცესებისგან.
მისი მეტალის სახით, იგი მიიღება ლანთანით შემცირების გზით, მაღალ ტემპერატურაზე, უწყვეტი სამრეწველო პროცესში, რომელიც გრძელდება დაახლოებით ათი საათის განმავლობაში. სამარიუმი ძირითადად გამოიყენება მუდმივი მაგნიტების წარმოებაში, სამარიუმის და კობალტის შენადნობის SmCo-ს სახით. და მაგნიტი, რომელიც ინარჩუნებს თავის მაგნიტურ თვისებებს კარგ ტემპერატურაზე, ხელმისაწვდომი და მდგრადია კოროზიის. იგი ასევე გამოიყენება როგორც ნეიტრონის კონტროლის ღეროები ბირთვულ რეაქტორებში.
წაიკითხეთ ასევე: ქრომი - კიდევ ერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც ცნობილია თავისი კარგი კოროზიის წინააღმდეგობით
რეზიუმე სამარიუმზე
სამარიუმი, სიმბოლო Sm და ატომური ნომერი 62, არის ლითონი, რომელიც მიეკუთვნება ლანთანიდებს, ასევე ცნობილია როგორც იშვიათი დედამიწის ლითონები.
სხვა ლანთანიდების მსგავსად, მას აქვს +3 ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში, მაგრამ ასევე აქვს +2 სტაბილური მდგომარეობა.
მას აქვს კარგი კოროზიის წინააღმდეგობა.
ძირითადად გვხვდება მონაციტსა და ბასტნაზიტში.
მისი მეტალის ფორმა წარმოიქმნება ლანთანით შემცირების გზით.
იგი ძირითადად გამოიყენება მუდმივი მაგნიტების წარმოებისთვის, როდესაც ის ქმნის მეტალის შენადნობებს კობალტთან.
სამარიუმის თვისებები
სიმბოლო: სმ.
ატომური ნომერი: 62.
ატომური მასა: 150.36 a.u.a.u.
ელექტროუარყოფითობა: 1,17.
შერწყმის წერტილი: 1072 °C.
Დუღილის წერტილი: 1794 °C.
სიმკვრივე: 7,520 გ.სმ-3 (α ფორმა, 25 °C).
ელექტრონული კონფიგურაცია: [Xe] 6s2 4ვ6.
ქიმიური სერია: იშვიათი დედამიწის ლითონები, ლანთანიდები.
სამარიუმის მახასიათებლები
სამარიუმი არის ერთერთი მეტალის ელემენტები მიეკუთვნება ლანთანიდების სერიას, ასევე ცნობილია როგორც იშვიათი დედამიწის ლითონები. ამ ჯგუფის სხვა ლითონების მსგავსად, სამარიუმი არის a რბილი, თეთრი ლითონი. თუმცა, ასეთი ლითონები ჩვეულებრივ დაფარულია თხელი ოქსიდის ფენით, რომელიც იცავს მათ უფრო მძიმე ჟანგვითი პროცესებისგან.
ყველა სხვა ლანთანიდის მსგავსად, Sm-საც აქვს დაჟანგვის მდგომარეობა +3 ხსნარში. ის, რაც მას გამოარჩევს, არის ის კარგად განსაზღვრული ჟანგვის მდგომარეობა +2, რასაც ის მხოლოდ ელემენტებთან იზიარებს იტერბიუმი (Yb) და ევროპიუმი (Eu) ამ სერიის.
განზავებულ მჟავებთან ან ორთქლთან შეხებისას სამარიუმი გამოყოფს H გაზს2, გარდა ოქსიდის ფორმირებისა Sm2ო3 ატმოსფერული ჰაერის არსებობისას წვისას. გაცხელებისას, სამარიუმს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს H-სთან2 და ქმნიან ჰიდრიდებს, როგორიცაა SmH2 და SmH3. სამარიუმის კარბიდები ასევე შეიძლება წარმოიქმნას, როდესაც ეს ელემენტი თბება ნახშირბადით, წარმოქმნის Sm2ვ3 და SmC2.
ბუნებრივი სამარიუმი შედგება შვიდი იზოტოპისგან, რომელთაგან ორი არასტაბილურია 147სმ და 148სმ. თუმცა, მათი ნახევარგამოყოფის პერიოდი ძალიან გრძელია, არის 1.06 x 1011 წლები და 7 x 1015 წლები, შესაბამისად.
სად შეიძლება სამარიუმის პოვნა?
ყველა ლანთანიდი, გარდა პრომეთიუმის (Pm), ბუნებაში გვხვდება ორ მინერალში, ძირითადად. ბასტნაზიტი, იშვიათი დედამიწის კარბონატის ფტორიდების ნარევი და მონაზიტი, იშვიათი დედამიწის ფოსფატი.
მიუხედავად ამისა, სამარიუმის პოვნა შესაძლებელია სხვა მინერალებში, მაგ ფერგუსონიტი (ოქსიდი, რომელიც ურევს მსუბუქ და მძიმე იშვიათ მიწებს, აქტინიდებს და სხვა ლითონებს), ქსენოთიმა (იტრიუმის ფოსფატი) და ევდიალიტი (რამდენიმე ლითონის სილიკატი, რომელსაც აქვს მსუბუქი და მძიმე იშვიათი მიწები).
სამარიუმის მიღება
სამარიუმის ნაერთები, როგორიცაა მისი ოქსიდები, ფოსფატები და ფტორიდები, შეიძლება მიღებულ იქნას სამარიუმის მინერალური წყაროები. გამოიყენება მინერალების კრეკინგი და მომზადების მოპოვების ტექნიკა, სანამ ის არ გაივლის მჟავა, ნაერთების გაწმენდა და გამოყოფა, შერჩევითი კრისტალიზაციის, იონის გაცვლის ან ექსტრაქციის გზით გამხსნელი.
თუმცა, სუფთა მეტალის სამარიუმის მისაღებად, რომლის აპლიკაციები უფრო შესწავლილია, საჭიროა სხვა ტექნიკა: მისი შემცირება.
ა სამარიუმის შემცირება გვხვდება სხვა იშვიათი მიწიერი ლითონის, ლანთანუმის (La) მიერ. სამარიუმი იწარმოება ორთქლის სახით და რეაქცია მიმდინარეობს 1200 °C ტემპერატურაზე:
სმ2ო3 (s) + 2 La (l) → La2ო3 (s) + 2 სმ (გ)
ეს რეაქცია ასევე ხდება ვაკუუმ კამერის შიგნით, წნევა 10 დიაპაზონში-3 10-მდე-4 პასკალები. სამარიუმის აღდგენის მაჩვენებელი მისი ოქსიდიდან 90%-ის ფარგლებშია. პროცესი მიმდინარეობს პარტიებად, საშუალოდ ათი საათის ხანგრძლივობით და აწარმოებს 20-დან 40 კგ-მდე მეტალის სამარიუმს. სამრეწველო ქარხანას შეუძლია დღეში 100 კგ-მდე სამარიუმის ორთქლის გამომუშავება.
სამარიუმის აპლიკაციები
სამარიუმის ძირითადი გამოყენება მუდმივი მაგნიტების წარმოებაშია.. ეს მიიღწევა, როდესაც ის ქმნის შენადნობას კობალტი (Co), რომლის კრისტალური ფორმებია SmCo5 და სმ2თანა17. გამოირჩევა დაბალი ფასით და მაღალი ტემპერატურისადმი დიდი გამძლეობით, ანუ ინარჩუნებს თავის თვისებებს სტაბილური მაგნიტური თვისებები 150 °C ტემპერატურაზეც კი, რაც აუცილებელია ძრავებსა და დენის გენერატორებში გამოსაყენებლად. ენერგია.
ეს აყენებს მას თავის მთავარ კონკურენტს, NdFeB მუდმივ მაგნიტებს (რომლებიც ბოლო დროს უფრო მეტ ყურადღებას იპყრობენ), რაც საჭიროა ნეოდიმის (Nd) ატომების ჩანაცვლება დისპროზიუმით (Dy) ან ტერბიუმით (Tb), რათა ჰქონდეს უფრო დიდი თერმული წინააღმდეგობა, რაც ზრდის მათ ფასს. საბოლოო. გარდა ამისა, SmCo მაგნიტები უფრო მდგრადია კოროზიის მიმართ.
სამარიუმი იგი ასევე გამოიყენება როგორც საკონტროლო ღერო ბირთვულ რეაქტორებში. (მოწყობილობები, რომლებიც აკონტროლებენ დაშლის დროს გამოთავისუფლებულ ენერგიას), რადგან მისი იზოტოპი 149სმ-ს აქვს დიდი მიდრეკილება ნეიტრონების მიმართ. ეს ხელს უწყობს ბირთვული რეაქციების კინეტიკურ კონტროლს, აკონტროლებს ატომურ სადგურებში წარმოებულ ენერგიას.
იხილეთ ასევე: სტრონციუმი - კიდევ ერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც გამოიყენება მაგნიტების წარმოებაში
სამარიუმის ისტორია
რუსეთის მთებში ილმენში აღმოაჩინეს ორი მინერალი, საიდანაც აღმოაჩინეს რამდენიმე იშვიათი დედამიწა: მონაზიტი და სამარსკიტი.. ეს პირველად 1839 წელს აღწერა გერმანელმა მინერალოგმა გუსტავ როუზიმ.
მან აღმოაჩინა ურანი და ტანტალი სამარსკიტის შემადგენლობაში და ამით შესთავაზა სახელწოდება ურანოტანტალიტი. გუსტავმა ძმამ, ქიმიკოსმა ჰაინრიხ როუზმა 1844 წელს დამოუკიდებელი ანალიზი ჩაატარა და აღმოაჩინა, რომ მინერალი, ფაქტობრივად, შედგებოდა ნიობიუმისგან, დაარქვა ამ ლითონის სახელს, რომელსაც იმ დროს ეწოდებოდა. კოლუმბიუმი. ლითონის სახელისა და მინერალის შემადგენლობის გასასხვავებლად, ჰეირინჩმა გადაწყვიტა მინერალს დაერქვა "სამარსკიტი", პოლკოვნიკ სამარსკი-ბიხოვეცის პატივსაცემად, რომელმაც მას ნიმუშები მიაწოდა.
დიდი რაოდენობით მინერალი სამარსკიტი აღმოაჩინეს ჩრდილოეთ ამერიკაში 1878 წელს, რაც მას საწყის მასალად აქცევს იშვიათი დედამიწის ახალი ელემენტების იზოლირებისთვის. ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა 1879 წელს გამოყო ახალი მეტალის ოქსიდი მინერალური სამარსკიტიდან, რომელმაც შესთავაზა სახელი სამარიუმი.მინერალური სამარსკიტის ეტიმოლოგიის შენარჩუნებით.
სტეფანო არაუჯო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი
