DE thulium, symbool Tm en atoomnummer 69, is een van de lanthaniden (bekend als zeldzame aardmetalen). Onder de lanthaniden is het een van de zeldzaamste en heeft daarom hoge kosten en beperkte toepassingen. In zijn metallische vorm heeft het een grijsachtige kleur en een karakteristieke zilverglans, waardoor het goed bestand is tegen corrosie. In oplossing neemt thulium, net als de andere lanthaniden, een oxidatiegetal aan dat gelijk is aan +3.
Het element is vernoemd naar de regio Thule of Tile, heel gebruikelijk op kaarten uit de Middeleeuwen om regio's zoals IJsland of Scandinavië te beschrijven. Hij was ontdekt in 1879 door een Zweedse chemicus genaamd Per Teodor Cleve, die analyses en studies heeft uitgevoerd op erbia-erts uit de Zweedse stad Ytterby. Thulium wordt voornamelijk in de geneeskunde gebruikt, hoewel kleurstoffen met Tm3+ in hun samenstelling aanwezig zijn op eurobankbiljetten om valsemunterij te voorkomen.
Lees ook: Cerium — lanthanide dat veel wordt gebruikt in de glas- en katalysatorindustrie;
Samenvatting over het scheikundige element thulium
Thulium is een metaal dat behoort tot de klasse van lanthaniden of zeldzame aardmetalen.
In metalen vorm heeft het een grijsachtige kleur.
In oplossing is de NOx altijd +3.
Het is een van de zeldzaamste lanthaniden die er bestaan en heeft daarom hoge kosten.
Het wordt verkregen via reductie met lanthaan in inductieovens.
Er zijn weinig toepassingen van thulium, omdat het meer wordt gebruikt op het gebied van geneeskunde.
De ontdekking wordt toegeschreven aan de Zweedse chemicus Per Teodor Cleve.
thulium eigenschappen
Symbool: Tim.
atoomnummer: 69.
atoom massa: 168.93421 c.m.u.
elektronegativiteit: 1,25.
Fusiepunt: 1545 °C.
Kookpunt: 1950°C.
Dikte: 9.321 g.cm-3 (bij 25°C).
Elektronische configuratie: [Xe] 6s2 4f13.
Chemie serie: zeldzame aardmetalen, lanthaniden.
kenmerken van thulium
Thulium, symbool Tm, vertoont een glanzende grijze glans in de metaalachtige staat. Hoewel het relatief stabiel is, moet het worden bewaard op een plaats zonder vochtigheid. Het is een metaal zacht, kneedbaar en kneedbaar, en kan zelfs met een mes worden gesneden.
ondanks dat ik 41 bekende isotopen, die in massa variëren van 146 tot 176, Tm heeft een enkele natuurlijke isotoop, 169Tm, die stabiel is.
Net als de andere lanthaniden, heeft oxidatiegetal +3 als meest waarschijnlijke. Een ander gedeeld kenmerk is dat er waterstofgas (H2) wanneer gemengd met verdund zuur of stoom. Het is mogelijk om thulium in lucht te verbranden, waardoor Tm. wordt geproduceerd2DE3.
4 Tim + 3 O2 → 2 Timo2DE3
Waar is thulium te vinden?
de thulium komt voor in kleine hoeveelheden samen met de andere zeldzame aardmetalen in de mineralen. In bastnasiet en monaziet, twee mineralen die rijk zijn aan lichtere lanthaniden en die goed commercieel worden geëxploiteerd, is het Tm-gehalte niet meer dan 0,1 massaprocent Tm2DE3. Mineralen met de hoogste concentratie thulium (in de vorm van Tm2DE3) zijn xenotime (0,9%) en eudialiet (0,4%).
Een andere belangrijke bron van thulium is de adsorptieslib van zeldzame aarde-kationen, gevormd gedurende miljoenen jaren in processen van uitloging (wassen door warme tropische regen) van graniet van zeldzame aardmetalen. Vooral China exploiteert deze bronnen, die gewoonlijk ongeveer 0,3 massa% Tm. bevatten2DE3.
Het is helemaal waar dat thulium niet erg overvloedig is - in feite is het de minst voorkomende van alle lanthaniden. Nieuwe ontdekkingen van bronnen van Tm hebben het echter zelfs op hetzelfde niveau van zeldzaamheid geplaatst als de goud, zilver of cadmium.
Check het in onze podcast: Hard als een diamant - wat betekent het?
het verkrijgen van de thulium
Thulium kan worden verkregen door: vermindering van zijn oxide met lanthaan als reductiemiddel, in een inductieoven.
tm2DE3 (s) + 2 La (l) → La2DE3 (s) + 2Tm (g)
Gezien de reactieomstandigheden (≈ 1500 °C en 10-6 om 10 uur-5 druk), wordt thulium verkregen in de vorm van gas, dat wordt afgezet in het koude deel van de inductieoven.
thulium toepassingen
Omdat het een duur element is (in het bereik van US$ 70/gram) en zeldzaam is, is de thulium-toepassingen zijn beperkt. Het wordt in kleine hoeveelheden gebruikt in de medische wereld, bijvoorbeeld als dopingmiddel in yttrium aluminium granaat (Y3Al5DE12), mineraal gebruikt bij laserchirurgie. jouw isotoop 170Tm dient als röntgenbron voor draagbare apparaten.
Een interessant feit over thulium is dat de Tm-ionen3+ zij zijn in anti-namaakinkt van eurobankbiljetten. Wanneer geplaatst in ultraviolet licht, is de blauwachtige kleur die verschijnt precies de Tm-ionen3+.
geschiedenis van thulium
DE element 69 werd ontdekt door Per Teodor Cleve, een Zweedse chemicus, in 1879 (de meeste zeldzame aardmetalen werden zelfs ontdekt door Zweedse chemici). Thulium werd ontdekt terwijl Cleve het mineraal erbia uit de Zweedse stad Ytterby bestudeerde.
DE naam "thulium" is afgeleid van Thule of Tile, een regio in Noord-Europa, beschreven tijdens de Middeleeuwen, die al is toegeschreven aan verschillende plaatsen, zoals IJsland, eilanden in het noorden van Schotland en Scandinavië.
Lees ook: Wetenschappelijke ontdekkingen die per ongeluk zijn gebeurd
Opgeloste oefeningen op thulium
vraag 1
De lanthaniden bevatten gewoonlijk, in oplossing, de NOx gelijk aan +3. Thulium, symbool Tm, is een lanthanide met atoomnummer 69. In welke van deze verbindingen heeft Tm de karakteristieke NOx van lanthaniden?
A) TmCl
B) TmCl2
C) Timo2DE3
D) TmS
E) Timo2l
Antwoord:
Letter C
DE fluor heeft NOx gelijk aan -1. De anderen halogenen, bij afwezigheid van de zuurstof in de formule hebben ze ook een lading gelijk aan -1. DE zwavel, in afwezigheid van zuurstof, heeft een lading gelijk aan -2. Zuurstof heeft een lading van -2. Dus de berekening van NOx van lutetium in elke stof wordt als volgt gegeven:
TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; dus fout antwoord.
TmCl2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; dus fout antwoord.
tm2DE3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; dus het juiste antwoord.
TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; dus fout antwoord.
tm2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; dus fout antwoord.
vraag 2
DE 170Tm is een isotoop van het chemische element thulium (Z = 69) dat wordt gebruikt als röntgenbron in draagbare apparaten. Wat is het aantal neutronen in deze isotoop?
A) 170
B) 69
C) 101
D) 239
E) 99
Antwoord:
Letter C
DE atoomnummer van Tm is gelijk aan 69. Dus het aantal neutronen kan worden berekend met de volgende formule:
A = Z + n
A is het massagetal, Z is het atoomnummer en n is het aantal neutronen. Als we de waarden substitueren, hebben we:
170 = 69 + n
n = 170 - 69
n = 101
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar
