Túlio (Tm): charakterystyka, pozyskiwanie, zastosowania

TEN tul, symbol Tm i liczba atomowa 69, jest jednym z lantanowców (znanych jako metale ziem rzadkich). Wśród lantanowców jest to jeden z najrzadszych, a zatem ma wysoki koszt i ograniczone zastosowania. W swojej metalicznej formie ma szarawy kolor i charakterystyczny srebrny połysk, dobrze się trzyma korozja. W roztworze, podobnie jak inne lantanowce, tul przyjmuje stopień utlenienia równy +3.

Nazwa elementu pochodzi od regionu Thule lub Tile, bardzo często na mapach ze średniowiecza, aby opisać regiony takie jak Islandia czy Skandynawia. On był odkryty w 1879 roku przez szwedzkiego chemika Pera Teodora Cleve, który przeprowadził analizy i badania rudy erbia ze szwedzkiego miasta Ytterby. Thul jest zasadniczo stosowany w medycynie, chociaż barwniki z Tm³⁺ w swoim składzie są obecne na banknotach euro, aby uniknąć fałszerstw.

Przeczytaj też: Cer — lantanowiec szeroko stosowany w przemyśle szklarskim i katalizatorów

Tematy w tym artykule

• 1 - Streszczenie o pierwiastku chemicznym tul
• 2 - Właściwości tulu
• 3 - Charakterystyka tulu
• 4 - Gdzie można znaleźć tul?
• 5 - Zdobycie tulu
• 6 - Zastosowania tulu
• 7 - Historia tulu
• 8 - Rozwiązane ćwiczenia na tulu

Streszczenie o pierwiastku chemicznym tul

• Tul to metal należący do klasy lantanowców lub metali ziem rzadkich.

• W postaci metalicznej ma szarawy kolor.

• W roztworze jego NOx wynosi zawsze +3.

• Jest to jeden z najrzadszych istniejących lantanowców i dlatego ma wysoki koszt.

• Otrzymywany jest poprzez redukcję lantanem w piecach indukcyjnych.

• Istnieje kilka zastosowań tulu, częściej stosowany jest w medycynie.

• Jego odkrycie przypisuje się szwedzkiemu chemikowi Per Teodorowi Cleve.

Teraz nie przestawaj... Więcej po reklamie ;)

właściwości tulu

• Symbol: Tim.

• Liczba atomowa: 69.

• masa atomowa: 168.93421 j.m.

• elektroujemność: 1,25.

• Punkt fuzji: 1545°C.

• Temperatura wrzenia: 1950°C.

• Gęstość: 9,321 g.cm^-3 (w 25°C).

• Elektroniczna Konfiguracja: [Xe] 6s² 4f¹³.

• Seria chemia: metale ziem rzadkich, lantanowce.

cechy tulu

Próbka metalicznego tulu o czystości 99,9%

tul, symbol Tm, wykazuje lśniący szary połysk w stanie metalicznym. Mimo że jest stosunkowo stabilny, powinien być przechowywany w miejscu pozbawionym wilgoci. To jest metal miękki, plastyczny i plastyczny, można go nawet ciąć nożem.

pomimo posiadania 41 znanych izotopów, których masy wahają się od 146 do 176, Tm ma jeden naturalny izotop, ¹⁶⁹Tm, który jest stabilny.

Podobnie jak inne lantanowce, ma stopień utlenienia +3 jako najbardziej prawdopodobny. Inną wspólną cechą jest to, że uwalnia gazowy wodór (H₂) po zmieszaniu z rozcieńczonym kwasem lub parą. Można spalać tul w powietrzu, wytwarzając w ten sposób Tm₂TEN₃.

4 Tim + 3 O₂ → 2 razy₂TEN₃

Gdzie można znaleźć tul?

Eudialite to minerał, który zawiera dużą ilość tulu w porównaniu z innymi zbadanymi minerałami.

tul występuje w małych ilościach wraz z innymi metalami ziem rzadkich w minerałach. W bastnazycie i monazycie, dwóch minerałach bogatych w lżejsze lantanowce i dobrze eksploatowanych komercyjnie, zawartość Tm nie przekracza 0,1% masy Tm₂TEN₃. Minerały o najwyższym stężeniu tulu (w postaci Tm₂TEN₃) to ksenotime (0,9%) i eudialit (0,4%).

Innym ważnym źródłem tulu jest szlam adsorpcyjny kationów ziem rzadkich, powstały przez miliony lat w procesach ługowanie (mycie ciepłym deszczem tropikalnym) z granitów z metali ziem rzadkich. W szczególności Chiny wykorzystują te źródła, które zwykle zawierają około 0,3% masy Tm₂TEN₃.

Prawdą jest, że tul nie jest zbyt obfity — w rzeczywistości jest to najmniej obfity ze wszystkich lantanowców. Jednak nowe odkrycia źródeł Tm stawiają go nawet na tym samym poziomie rzadkości, co złoto, srebro lub kadm.

Sprawdź to w naszym podcastie: Twardy jak diament - co to znaczy?

pozyskiwanie tulu

Thul można uzyskać przez redukcja jego tlenku za pomocą lantanu jako reduktora, w piecu indukcyjnym.

tm₂TEN₃ (s) + 2 La (l) → La₂TEN₃ (s) + 2 Tm (g)

Biorąc pod uwagę warunki reakcji (≈ 1500 °C i 10^-6 o 10^-5 ciśnienia), tul otrzymuje się w postaci gazu, który osadza się w zimnej części pieca indukcyjnego.

aplikacje tulowe

Ponieważ jest to pierwiastek drogi (w granicach 70 USD/gram) i rzadki, zastosowania tulu są ograniczone. Jest stosowany w niewielkich ilościach w medycynie, na przykład jako środek domieszkujący w granatach itrowo-aluminiowych (Y₃Glin₅TEN₁₂), minerał stosowany w chirurgii laserowej. twój izotop ¹⁷⁰Tm służy jako źródło promieniowania rentgenowskiego dla urządzeń przenośnych.

Ciekawostką dotyczącą tulu jest to, że jony Tm³⁺ oni są w tuszach do fałszowania banknotów euro. Po umieszczeniu w świetle ultrafioletowym niebieskawy kolor, który się pojawia, to dokładnie jony Tm³⁺.

Banknoty euro w świetle ultrafioletowym.

historia tulu

TEN pierwiastek 69 został odkryty przez Pera Teodora Clevela, szwedzki chemik, w 1879 (większość metali ziem rzadkich została nawet odkryta przez szwedzkich chemików). Thulium zostało odkryte, gdy Cleve badał erbię minerałów ze szwedzkiego miasta Ytterby.

TEN nazwa „tul” wywodzi się od Thule lub Tile, regionu w północnej Europie, opisane w średniowieczu, które przypisano już kilku miejscom, takim jak Islandia, wyspy na północy Szkocji i Skandynawia.

Przeczytaj też: Odkrycia naukowe, które wydarzyły się przez przypadek

Rozwiązane ćwiczenia na tulu

Pytanie 1

Lantanowce zwykle zawierają w roztworze NOx równe +3. Thul, symbol Tm, jest lantanowcem o liczbie atomowej 69. W którym z tych związków Tm ma charakterystyczny NOx dla lantanowców?

A) TmCl

B) TmCl₂

C) Tim₂TEN₃

D) TmS

E) Tim₂I

Odpowiedź:

Litera C

TEN fluor ma NOx równe -1. Inni halogeny, w przypadku braku tlen we wzorze mają również ładunek równy -1. TEN siarka, w przypadku braku tlenu, ma ładunek równy -2. Tlen ma ładunek -2. Tak więc obliczenie NOx lutetu w każdej substancji podano w następujący sposób:

• TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; tak zła odpowiedź.

• TmCl₂: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; tak zła odpowiedź.

• tm₂TEN₃: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; więc poprawna odpowiedź.

• TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; tak zła odpowiedź.

• tm₂I: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; tak zła odpowiedź.

pytanie 2

TEN ¹⁷⁰Tm jest izotopem pierwiastka chemicznego tul (Z = 69) używanym jako źródło promieniowania rentgenowskiego w urządzeniach przenośnych. Jaka jest liczba neutronów w tym izotopie?

A) 170

B) 69

C) 101

D) 239

E) 99

Odpowiedź:

Litera C

TEN Liczba atomowa Tm równa się 69. Tak więc liczba neutrony można obliczyć według następującego wzoru:

A = Z + n

A to liczba masowa, Z to liczba atomowa, a n to liczba neutronów. Zastępując wartości, mamy:

170 = 69 + n

n = 170 - 69

n = 101

Stefano Araújo Novais
Nauczyciel chemii