Lutetium (Lu): anskaffelse, applikasjoner, historie

DE lutetium, symbol Lu og atomnummer 71, er et kjemisk grunnstoff i det periodiske system som tilhører gruppen lantanider (kjent som sjeldne jordmetaller). Det er et vanskelig metall å produsere og kan oppnås som et biprodukt ved utvinning av andre lantanider eller gjennom yttriummalm. I sin metalliske form har den en gråhvit farge og er motstandsdyktig mot korrosjon. I løsning, som de andre lantanidene, adopterer lutetium oksidasjonsnummer lik +3.

 Lutetium er oppkalt etter byen Paris, den franske hovedstaden. I antikken, som i Romerriket, ble byen kalt Lutetia. Selv om lantanider er mye brukt i raskt voksende økonomiske sektorer, har lutetium fortsatt bruksområder. begrenset, for eksempel ved produksjon av lasere, optiske instrumenter, keramikk og i eksperimentelle behandlinger for alvorlige tilfeller av kreft.

Se også: Hva er de interne overgangselementene?

Lutetium Sammendrag

  • Lutetium er et metall som tilhører klassen lantanider eller metaller sjeldne land.

  • I metallisk form har den en gråhvit farge.

  • instagram story viewer
  • I løsning er NOx alltid +3.

  • Det oppnås vanligvis som et biprodukt ved utvinning av andre lantanider eller yttrium.

  • Produksjonen er hemmet, og utføres ved reduksjon med kalsium.

  • Det er få bruksområder for lutetium, og er mer brukt i produksjon av lasere, keramikk og optiske instrumenter.

  • Oppdagelsen er kreditert franskmannen Georges Urbain.

Lutetium egenskaper

  • Symbol: Lu

  • Atomnummer: 71

  • Atommasse: 174.9668 c.u.s.

  • Elektronegativitet: 1,27

  • Fusjonspunkt: 1663 °C

  • Kokepunkt: 3402 °C

  • Tetthet: 9,841 g.cm-3 (ved 25 °C)

  • Elektronisk konfigurasjon: [Xe] 6s2 4f14 5d1

  • Kjemisk serie: sjeldne jordmetaller, lantanider

Kjennetegn på lutetium

Lutetium metallisk prøve, med 99,95 % renhet.
Lutetium metallisk prøve, med 99,95 % renhet.

Lutetium er en mykt gråhvitt metall, stabilisert mot oksidasjon på grunn av dannelsen av et tynt oksidlag på overflaten. I løsning og i form av forbindelser har lutetium oksidasjonstall lik +3.

Han reagerer med alle halogener, men når det gjelder klor (Cl2), brom (Br2) og jod (I2), oppnås halogenidene gjennom reaksjonen mellom lutetium(III)oksid med en vandig løsning av det tilsvarende hydratet. Til å begynne med oppnås lutetium(III)halogenidet i hydratisert form, og deretter må det dehydreres, enten ved hjelp av varme eller ved å bruke et tørkemiddel.

Lu2DE3 + 6 HCl → 2 LuCl3(ÅH2)6

profitt3(ÅH2)6 → LuCl3 + 6 timer2DE

Lutetium har imidlertid 50 kjente isotoper, bare to forekommer naturlig, å være:

  • 176Lu, stabil, tilsvarende 97,41 % naturlig lutetium;

  • 175Lu, radioaktiv, med halvt liv ca. 40 milliarder år, tilsvarende 2,59 % av naturlig lutetium.

lutetiumet er i diskusjonen om elementene som må være under yttrium og skandiumi gruppe 3 av Periodiske tabell. Tvilen består om hvorvidt under yttriumet må være lantan og aktinium eller lutetium og laurence.

Sannheten er at IUPAC forlot problemet tvetydig, selv etter å ha dannet en arbeidsgruppe for å få til en løsning. Således, i de fleste periodiske system, lutetium er i gruppen av 15 grunnstoffer kjent som sjeldne jordmetaller, som starter med lantan og slutter med selve lutetium.

Hvor kan lutetium finnes?

Eudialitt, et silikatmineral som har lutetium i sammensetningen.
Eudialitt, et silikatmineral som har lutetium i sammensetningen.

Det er ikke noe mineral som har lutetium som hovedbestanddel. Dermed skjer mye av produksjonen som biprodukt fra yttriumutvinning, hovedsakelig i mineralene bastnasitt og monazitt. Disse to mineralene har en stor mengde sjeldne jordmetaller i sammensetningen, men lutetium (i form av Lu2DE3) har mindre enn 0,1 masseprosent i seg.

Videre er det verdt å merke seg at mineraler som ha høyere massemengde av Lu2O3 er som følger:

  • xenotid, med 0,8 vekt%;

  • eudialite, med 0,3 vekt%;

  • fergusonitt, med 0,2 masseprosent.

Les også: Cerium - et annet metall som tilhører lantanidgruppen

Å få lutetium

Å skaffe lutetium i metallisk og ren form er nylig i kjemiens historie. Faktisk antas det å være et av de vanskeligste (om ikke det vanskeligste) elementene å få tak i. Hovedteknikken består av LuCl-reduksjon3 eller LuF3vannfrie produkter som bruker metallisk kalsium, i en reaksjon hvis temperatur når 1470 °C.

En annen kompliserende faktor er det en slik reaksjon må finne sted under forhold med sjeldne trykk, i området 10-4 trykkpascal (bare for sammenligning, ved havnivå er trykket 101 325 pascal). Prosessreaksjonen er som følger:

3 Ca (l) + 2 LuF3 (l) → 3 CaF2 (l) + 2 Lu (l)

Den oppnådde væskeblandingen er heterogen, noe som letter separasjonen av fluor fra kalsium av lutetium. Etter separering blir lutetium størknet og deretter renset.

Anvendelser av lutetium

Anvendelsene av lutetium er fortsatt knappe. Lutetium er den dyreste av alle lantanider, med en pris i området 100 USD/g. produksjon av optiske linser, keramikk og lasere.

isotopen 177Lu har blitt brukt i eksperimentelle behandlinger mot alvorlige tilfeller av kreft. I dette tilfellet binder proteiner seg til lutetium og bruker det ioniserende stråling å ødelegge kreftceller.

Hvordan hafnium, kan lutetium brukes til geologisk datering. Denne teknikken ble forresten brukt til å kvantifisere sjeldne jordmetaller (inkludert lutetium selv), i mineralforekomstene til Bou Regreg-elven, i Marokko.

historien om lutetium

element 71 ble uavhengig isolert for første gang i 1907, basert på mineralprøver som inneholdt en god mengde ytterbiumoksid, en av de siste lantanidene. Dermed antas det at lutetium også var en del av sammensetningen av denne mineralprøven. Imidlertid hevdet to forskere å være ansvarlige for oppdagelsen av element 71.

Den første, franskmannen Georges Urbain, beskrev at ytterbium, oppdaget i 1879 av Jean de Marignac, kunne deles i to nye grunnstoffer: ytterbium (eller neo-ytterbium) og lutetium. Det viser seg at disse to grunnstoffene var identiske med grunnstoffene aldebarnium og cassiopeio. Disse ble oppdaget av østerrikeren Carl Auer von Welsbach.

I 1909 la Den internasjonale kommisjonen for atomvekter hammeren, og det ble bestemt at Georges Urban han var forfatteren av funnet, beholder lutetiumnavnet for det nye grunnstoffet.

Det er bemerkelsesverdig at ordet lutetium refererer til begrepet lutetia, det tidligere navnet på byen Paris, den franske hovedstaden, siden i antikken, som i Romerriket, byen ble kalt Lutetia.

Interessant nok, år etter at von Welsbachs cassiopeio ble etterlatt, i 2009, offentliggjorde Iupac oppdagelsen av element 112, hvis adopterte navn var copernicium. I utgangspunktet ville symbolet som ble adoptert være Cp, men på grunn av cassiopeio (som brukte dette symbolet og fortsatt opprettholdt på tysk for å betegne lutetium), bestemte Iupac seg for å innføre symbolet Cn for elementet 112.

Øvelser løst på lutetium

Spørsmål 1

Lutetium, som de andre lantanidene, presenterer, i løsning, NOx +3. Hvilket av følgende stoffer har et grunnstoff i denne oksidasjonstilstanden?

A) LuF

B) LuCl2

C) Lu2DE3

D) LuBr4

E) Lu2Jeg

Vedtak:

Alternativ C

DE fluor har NOx lik -1. De andre halogenene, i fravær av atom av oksygen i formelen, er også ladet med -1. allerede oksygen har en ladning på -2. Dermed er beregningen av NOx av lutetium i hvert stoff gitt som følger:

  • LuF: x + (–1) = 0 → x = +1; så feil svar.

  • profitt2: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; så feil svar.

  • Lu2DE3: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; så riktig svar.

  • LuBr4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; så feil svar.

  • Lu2I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; så feil svar.

spørsmål 2

DE 177Lu har blitt brukt i eksperimentell behandling av noen alvorlige tilfeller av kreft. Når du observerer en slik isotop, og vet at atomnummeret til elementet er lik 71, hva er antallet nøytroner i denne isotopen?

A) 177

B) 71

C) 248

D) 106

E) 108

Vedtak:

Alternativ D

Atomnummeret til Lu er lik 71. Så antallet nøytroner kan beregnes med følgende formel:

A = Z + n

hvor A er antallet atommasse, Z er atomnummeret, og n er antall nøytroner. Ved å erstatte verdiene har vi:

177 = 71 + n

n = 177 - 71

n = 106

Av Stefano Araújo Novais
Kjemilærer

Teachs.ru

Einsatzgruppen: Nazistiske dødsgrupper

I løpet av Andre verdenskrig, begikk nazistene et av de største folkemordene i menneskets histori...

read more
Nevroner. Kjennetegn og typer nevroner

Nevroner. Kjennetegn og typer nevroner

O nervøs vev er dannet av to hovedgrupper av celler: nevronene og gliaceller eller nevrogliale ce...

read more
Relative posisjoner mellom et punkt og en sirkel

Relative posisjoner mellom et punkt og en sirkel

Når det gjelder omkretsen, er det kjent at alle punktene er like fjerne fra sentrum, denne like a...

read more
instagram viewer