O samarjest pierwiastkiem chemicznym należący do grupy lantanowców, zwanych także metalami ziem rzadkich. Samar ma klasyczny stopień utlenienia +3 lantanowców, ale ma również stabilny stopień utlenienia +2. Ma dobrą odporność na korozję, ponieważ jego metaliczna postać tworzy warstwę, która chroni go przed głębszymi procesami korozyjnymi.
W postaci metalicznej otrzymuje się go poprzez redukcję lantanem w wysokich temperaturach w nieciągłym procesie przemysłowym trwającym około dziesięciu godzin. Samar jest używany głównie do produkcji magnesów trwałych, w postaci stopu samaru i kobaltu, SmCo. I magnes, który zachowuje swoje właściwości magnetyczne w dobrych temperaturach, jest niedrogi i odporny na działanie korozja. Jest również stosowany jako pręty sterujące neutronami w reaktorach jądrowych.
Przeczytaj też: Chrom — kolejny pierwiastek chemiczny znany ze swojej dobrej odporności na korozję
Podsumowanie Samaru
Samar, symbol Sm i liczba atomowa 62, jest metalem należącym do lantanowców, zwanych również metalami ziem rzadkich.
Podobnie jak inne lantanowce, ma stopień utlenienia +3 w związkach, ale ma również stan stabilny +2.
Ma dobrą odporność na korozję.
Występuje głównie w monacycie i bastnazycie.
Jego metaliczna postać jest uzyskiwana poprzez redukcję lantanem.
Stosowany jest głównie do produkcji magnesów trwałych, gdy tworzy stopy metali z kobaltem.
Właściwości samaru
Symbol: sm.
Liczba atomowa: 62.
Masa atomowa: 150,36 j.a.u.
Elektroujemność: 1,17.
Punkt fuzji: 1072°C.
Temperatura wrzenia: 1794°C.
Gęstość: 7,520 g.cm-3 (postać α, 25°C).
Elektroniczna Konfiguracja: [Xe] 6s2 4f6.
seria chemiczna: metale ziem rzadkich, lantanowce.
Charakterystyka samaru
samar jest jeden z metalowe elementy należący do serii lantanowców, znane również jako metale ziem rzadkich. Podobnie jak inne metale z tej grupy, samar jest miękki, biały metal. Jednak takie metale są zwykle pokryte cienką warstwą tlenku, która chroni je przed poważniejszymi procesami utleniania.
Podobnie jak wszystkie inne lantanowce, Sm ma stopień utlenienia +3 w roztworze. Tym, co go jednak wyróżnia, jest tzw stopień utlenienia +2 dobrze określony, coś, co dzieli tylko z elementami iterb (Yb) i europu (Eu) z tej serii.
W kontakcie z rozcieńczonymi kwasami lub parą samar uwalnia gaz H2, oprócz tworzenia tlenku Sm2O3 podczas spalania w obecności powietrza atmosferycznego. Po podgrzaniu samar może reagować z H2 i tworzą wodorki, takie jak SmH2 i SmH3. Węgliki samaru mogą również powstawać, gdy ten pierwiastek jest ogrzewany węglem, tworząc Sm2W3 i SmC2.
Naturalny samar składa się z siedmiu izotopów, z których dwa są niestabilne, tj 147sm i 148sm. Jednak ich okres półtrwania jest bardzo długi i wynosi 1,06 x 1011 lat i 7x1015 lat, odpowiednio.
Gdzie można znaleźć samar?
Wszystkie lantanowce, z wyjątkiem prometu (Pm), występują w przyrodzie głównie w dwóch minerałach bastnasyt, mieszanina fluorków węglanów metali ziem rzadkich i monacyt, fosforan metali ziem rzadkich.
Mimo to można znaleźć samar w innych minerałach, takich jak fergusonit (tlenek, który łączy lekkie i ciężkie pierwiastki ziem rzadkich, aktynowce i inne metale), ksenotym (fosforan itru) i eudialit (krzemian kilku metali zawierający w swoim składzie lekkie i ciężkie pierwiastki ziem rzadkich).
Zdobycie samaru
Z nich można otrzymać związki samaru, takie jak jego tlenki, fosforany i fluorki źródła mineralne samaru. Stosowane są techniki krakingu mineralnego i wydobycia preparacyjnego, aż do momentu wypłukania zakwaszanie, oczyszczanie i oddzielanie związków przez selektywną krystalizację, wymianę jonową lub ekstrakcję rozpuszczalnik.
Jednak do uzyskania czystego metalicznego samaru, którego zastosowania są coraz bardziej eksplorowane, potrzebna jest inna technika: jego redukcja.
A redukcja samaru występuje przez inny metal ziem rzadkich, lantan (La). Samar powstaje w postaci pary, a reakcja zachodzi w temperaturze 1200°C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Ta reakcja zachodzi również w komorze próżniowej, przy ciśnieniu rzędu 10-3 do 10-4 Paskale. Stopień odzysku samaru z jego tlenku mieści się w zakresie 90%. Proces odbywa się partiami, średnio trwa dziesięć godzin i daje od 20 do 40 kg metalicznego samaru. Zakład przemysłowy może wyprodukować do 100 kg oparów samaru dziennie.
Zastosowania Samaru
Głównym zastosowaniem samaru jest produkcja magnesów trwałych.. Osiąga się to, gdy tworzy stop z kobalt (Co), którego krystalicznymi postaciami są SmCo5 i Sm2współ17. Wyróżnia się niską ceną oraz dużą odpornością na wysokie temperatury, czyli zachowuje swoje właściwości stabilne właściwości magnetyczne nawet w temperaturach w zakresie 150°C, niezbędne do zastosowań w silnikach i agregatach prądotwórczych. energia.
To stawia go przed swoim głównym konkurentem, magnesami trwałymi NdFeB (które ostatnio zyskują coraz większe zainteresowanie), które konieczność zastąpienia atomów neodymu (Nd) dysprozem (Dy) lub terbem (Tb) w celu uzyskania większej odporności termicznej, co podnosi ich cenę Finał. Ponadto magnesy SmCo są bardziej odporne na korozję.
Samar Jest również stosowany jako pręt kontrolny w reaktorach jądrowych. (urządzenia kontrolujące energię uwalnianą podczas rozszczepienia), ponieważ jego izotop 149Sm ma duże powinowactwo do neutronów. Pomaga to w kinetycznej kontroli reakcji jądrowych, kontrolując energię wytwarzaną w elektrowniach jądrowych.
Zobacz też: Stront — kolejny pierwiastek chemiczny wykorzystywany do produkcji magnesów
historia samaru
W rosyjskich górach Ilmen odkryto dwa minerały, z których odkryto kilka pierwiastków ziem rzadkich: monacyt i samarskit. Zostało to po raz pierwszy opisane w 1839 roku przez niemieckiego mineraloga Gustava Rose'a.
Znalazł uran i tantal w składzie samarskitu i dlatego zaproponował nazwę uranotantalit. Brat Gustava, chemik Heinrich Rose, przeprowadził niezależną analizę w 1844 roku i stwierdził, że większość minerał w rzeczywistości składał się z niobu, co dało początek nazwie tego metalu, który w tamtym czasie nazywano kolumbium. Aby rozróżnić nazwę metalu i skład minerału, Heirinch postanowił zmienić nazwę minerału na „samarskit” na cześć pułkownika Samarksy-Bychowca, który dostarczył mu próbki.
Duże ilości minerału samarskit znaleziono w Ameryce Północnej w 1878 roku, co czyni go materiałem wyjściowym do izolowania nowych pierwiastków ziem rzadkich. Lecoq de Boisbaudran wyizolował w 1879 nowy tlenek metalu z minerału samarskit, proponując nazwę samar., zachowując etymologię minerału samarskit.
Stefano Araujo Novais
Nauczyciel chemii
