O samariumdet er et kjemisk grunnstoff som tilhører gruppen lantanider, også kjent som sjeldne jordartsmetaller. Samarium har den klassiske +3 oksidasjonstilstanden til lantanidene, men den har også den stabile +2 oksidasjonstilstanden. Den har god motstand mot korrosjon, da dens metalliske form produserer et lag som beskytter den mot dypere korrosive prosesser.
I sin metalliske form oppnås det ved reduksjon med lantan, ved høye temperaturer, i en diskontinuerlig industriell prosess som varer i ca. ti timer. Samarium brukes hovedsakelig til produksjon av permanente magneter, i form av en legering av samarium og kobolt, SmCo. OG en magnet som opprettholder sine magnetiske egenskaper ved gode temperaturer, er rimelig og motstandsdyktig mot korrosjon. Den brukes også som nøytronkontrollstaver i atomreaktorer.
Les også: Krom - et annet kjemisk element kjent for sin gode korrosjonsbestandighet
Sammendrag om Samarium
Samarium, symbol Sm og atomnummer 62, er et metall som tilhører lantanidene, også kjent som sjeldne jordmetaller.
Som de andre lantanidene har den en oksidasjonstilstand på +3 i forbindelser, men den har også en stabil tilstand på +2.
Den har god korrosjonsbestandighet.
Det finnes hovedsakelig i monazitt og bastnasitt.
Dens metalliske form produseres via reduksjon med lantan.
Den brukes hovedsakelig til produksjon av permanente magneter når den danner metalliske legeringer med kobolt.
Samarium egenskaper
Symbol: sm.
Atomnummer: 62.
Atommasse: 150,36 a.u.a.u.
Elektronegativitet: 1,17.
Fusjonspunkt: 1072 °C.
Kokepunkt: 1794 °C.
Tetthet: 7,520 g.cm-3 (α-form, 25 °C).
Elektronisk konfigurasjon: [Xe] 6s2 4f6.
kjemisk serie: sjeldne jordmetaller, lantanider.
Kjennetegn på samarium
samarium er en av metalliske elementer som tilhører lantanidserien, også kjent som sjeldne jordmetaller. Som de andre metallene i denne gruppen er samarium en mykt, hvitt metall. Imidlertid er slike metaller vanligvis dekket av et tynt oksidlag som beskytter dem mot mer alvorlige oksidative prosesser.
Som alle andre lantanider har Sm oksidasjonstilstand +3 i løsning. Det som imidlertid skiller det ut er oksidasjonstilstand +2 godt definert, noe den bare deler med elementene ytterbium (Yb) og europium (Eu) i denne serien.
Ved kontakt med fortynnede syrer eller damp, frigjør samarium H-gass2, i tillegg til å danne oksidet Sm2O3 når det brennes i nærvær av atmosfærisk luft. Ved oppvarming kan samarium reagere med H2 og danner hydrider som SmH2 og SmH3. Samariumkarbider kan også dannes når dette elementet varmes opp med karbon, og danner Sm2W3 og SmC2.
Naturlig samarium er sammensatt av syv isotoper, hvorav to er ustabile, den 147sm og den 148sm. Imidlertid er halveringstiden deres veldig lang, og er 1,06 x 1011 år og 7 x 1015 år, henholdsvis.
Hvor kan man finne samarium?
Alle lantanider, med unntak av promethium (Pm), finnes i naturen i to mineraler, hovedsakelig bastnasite, en blanding av sjeldne jordarters karbonatfluorider, og monazitt, et fosfat av sjeldne jordarter.
Likevel er det mulig å finne samarium i andre mineraler, som f.eks fergusonitt (et oksid som blander lette og tunge sjeldne jordarter, aktinider og andre metaller). xenothyme (et yttriumfosfat) og eudialite (et silikat av flere metaller som har lette og tunge sjeldne jordarter i sammensetningen).
Få samarium
Samariumforbindelser, som dets oksider, fosfater og fluorider, kan fås fra samarium mineralkilder. Mineral cracking og forberedelse gruveteknikker brukes, inntil det gjennomgår utvasking syre, rensing og separasjon av forbindelser, enten ved selektiv krystallisering, ionebytte eller ekstraksjon ved løsemiddel.
Men for å oppnå rent metallisk samarium, hvis bruksområder er mer utforsket, er en annen teknikk nødvendig: dens reduksjon.
EN samarium reduksjon oppstår av et annet sjeldent jordartsmetall, lantan (La). Samarium produseres i form av en damp, og reaksjonen foregår ved en temperatur på 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Denne reaksjonen finner også sted inne i et vakuumkammer, med trykk i området 10-3 til 10-4 Pascals. Utvinningsgraden for samarium fra oksidet er i området 90%. Prosessen foregår i partier, med en gjennomsnittlig varighet på ti timer, og produserer fra 20 til 40 kg metallisk samarium. Et industrianlegg kan produsere opptil 100 kg samariumdamp per dag.
Samarium-applikasjoner
Hovedanvendelsen av samarium er i produksjonen av permanente magneter.. Dette oppnås når han danner legeringen med kobolt (Co), hvis krystallinske former er SmCo5 og Sm2co17. Den skiller seg ut for sin lave pris og for sin store motstand mot høye temperaturer, det vil si at den opprettholder egenskapene stabile magnetiske egenskaper selv ved temperaturer i området 150 °C, nødvendig for bruk i motorer og kraftgeneratorer. energi.
Dette setter den foran hovedkonkurrenten NdFeB permanente magneter (som har fått mer oppmerksomhet i det siste), som trenger å erstatte neodym (Nd) atomer med dysprosium (Dy) eller terbium (Tb) for å ha større termisk motstand, noe som øker prisen Endelig. Dessuten er SmCo-magneter mer motstandsdyktige mot korrosjon.
Samariet Den brukes også som en kontrollstang i atomreaktorer. (enheter som kontrollerer energien som frigjøres i en fisjon), siden dens isotop 149Sm har stor affinitet for nøytroner. Dette hjelper til med den kinetiske kontrollen av kjernefysiske reaksjoner, og kontrollerer energien som produseres i kjernefysiske anlegg.
Se også: Strontium - et annet kjemisk element som brukes i produksjonen av magneter
samariums historie
I de russiske fjellene Ilmen ble det oppdaget to mineraler hvorfra flere sjeldne jordarter ble oppdaget: monazitt og samarskitt. Dette ble først beskrevet i 1839 av den tyske mineralogen Gustav Rose.
Han fant uran og tantal i sammensetningen av samarskitt og foreslo dermed navnet uranotantalitt. Gustavs bror, kjemikeren Heinrich Rose, gjorde en uavhengig analyse i 1844 og fant ut at mye av mineralet var faktisk sammensatt av niob, og skapte navnet på dette metallet som på den tiden ble kalt columbium. For å skille navnet på metallet og sammensetningen av mineralet, bestemte Heirinch seg for å gi nytt navn til mineralet "samarskite", til ære for oberst Samarksy-Bykhovets, som ga ham prøver.
Store mengder av mineralet samarskitt ble funnet i Nord-Amerika i 1878, noe som gjorde det til et utgangsmateriale for å isolere nye sjeldne jordartselementer. Lecoq de Boisbaudran isolerte i 1879 et nytt metalloksyd fra mineralet samarskitt, og foreslo navnet samarium., opprettholde etymologien til mineralet samarskitt.
Av Stefano Araujo Novais
Kjemilærer