O samariueste un element chimic aparținând grupului de lantanide, cunoscute și sub numele de metale din pământuri rare. Samariul are starea clasică de oxidare +3 a lantanidelor, dar are și starea de oxidare stabilă +2. Are o rezistență bună la coroziune, deoarece forma sa metalică produce un strat care îl protejează de procesele corozive mai profunde.
Sub forma sa metalica, se obtine prin reducere cu lantan, la temperaturi ridicate, intr-un proces industrial discontinuu de aproximativ zece ore. Samariul este utilizat în principal în producția de magneți permanenți, sub formă de aliaj de samariu și cobalt, SmCo. ȘI un magnet care își menține proprietățile magnetice la temperaturi bune, este accesibil și rezistent la coroziune. Se aplică și ca tije de control al neutronilor în reactoare nucleare.
Citeste si: Crom - un alt element chimic cunoscut pentru rezistența sa bună la coroziune
Rezumat despre Samarium
Samariul, simbolul Sm și numărul atomic 62, este un metal aparținând lantanidelor, cunoscute și sub numele de metale din pământuri rare.
Ca și celelalte lantanide, are o stare de oxidare de +3 în compuși, dar are și o stare stabilă de +2.
Are o rezistență bună la coroziune.
Se găsește în principal în monazit și bastnazit.
Forma sa metalică este produsă prin reducere cu lantan.
Este folosit în principal pentru producerea de magneți permanenți atunci când formează aliaje metalice cu cobalt.
Proprietățile samariului
Simbol: sm.
Numar atomic: 62.
Masă atomică: 150,36 a.u.a.u.
Electronegativitate: 1,17.
Punct de fuziune: 1072 °C.
Punct de fierbere: 1794 °C.
Densitate: 7.520 g.cm-3 (forma a, 25 °C).
Configuratie electronica: [Xe] 6s2 4f6.
seria chimica: metale pământuri rare, lantanide.
Caracteristicile samariului
samariul este unul dintre elemente metalice aparţinând seriei lantanidelor, cunoscut și sub numele de metale pământuri rare. Ca și celelalte metale din acest grup, samariul este a metal moale, alb. Cu toate acestea, astfel de metale sunt de obicei acoperite de un strat subțire de oxid care le protejează de procese oxidative mai severe.
Ca toate celelalte lantanide, Sm are stare de oxidare +3 în soluție. Ceea ce îl deosebește, însă, este starea de oxidare +2 bine definită, ceva pe care doar îl împărtășește cu elementele iterbiu (Yb) și europiu (Eu) din această serie.
Când vine în contact cu acizi diluați sau cu abur, samariul eliberează gaz H2, pe lângă formarea oxidului Sm2O3 cand este ars in prezenta aerului atmosferic. Când este încălzit, samariul poate reacționa cu H2 și formează hidruri precum SmH2 iar SmH3. Carburele de samariu se pot forma și atunci când acest element este încălzit cu carbon, formând Sm2W3 și SmC2.
Samariul natural este compus din șapte izotopi, dintre care două sunt instabile, cel 147sm și 148sm. Cu toate acestea, timpul lor de înjumătățire este foarte lung, fiind de 1,06 x 1011 ani și 7 x 1015 ani, respectiv.
Unde poate fi găsit samariul?
Toate lantanidele, cu excepția prometiului (Pm), se găsesc în natură în două minerale, în principal bastnasite, un amestec de fluoruri de carbonat de pământuri rare și monazit, un fosfat de pământuri rare.
Totuși, este posibil să găsești samariu în alte minerale, cum ar fi fergusonit (un oxid care amestecă pământuri rare ușoare și grele, actinide și alte metale), xenotim (un fosfat de ytriu) și eudialite (un silicat din mai multe metale care are în compoziție pământuri rare ușoare și grele).
Obținerea samariumului
Compușii de samariu, cum ar fi oxizii, fosfații și fluorurile săi, pot fi obținuți din surse minerale de samariu. Se folosesc tehnici de cracare a mineralelor și de exploatare de pregătire, până când acesta suferă leșiere acid, purificarea și separarea compușilor, fie prin cristalizare selectivă, schimb ionic sau extracție prin solvent.
Cu toate acestea, pentru a obține samariu metalic pur, ale cărui aplicații sunt mai explorate, este necesară o altă tehnică: reducerea acestuia.
A reducerea samariului apare de un alt metal din pământuri rare, lantanul (La). Samariul este produs sub formă de vapori, iar reacția are loc la o temperatură de 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Această reacție are loc și în interiorul unei camere cu vid, cu o presiune în intervalul 10-3 la 10-4 Pascals. Rata de recuperare a samariului din oxidul său este în intervalul de 90%. Procesul se desfășoară în loturi, cu o durată medie de zece ore, și produce de la 20 la 40 kg de samariu metalic. O instalație industrială poate produce până la 100 kg de vapori de samariu pe zi.
Aplicații de samarium
Principala aplicație a samariului este în producția de magneți permanenți.. Acest lucru se realizează atunci când formează aliajul cu cobalt (Co), ale căror forme cristaline sunt SmCo5 si Sm2co17. Se remarca prin pretul mic si prin rezistenta mare la temperaturi ridicate, adica isi mentine proprietatile proprietăți magnetice stabile chiar și la temperaturi în intervalul de 150 °C, necesare pentru aplicarea în motoare și generatoare de energie. energie.
Acest lucru îl pune în fața principalului său concurent, magneții permanenți NdFeB (care au câștigat mai multă atenție în ultimul timp), care trebuie să înlocuiți atomii de neodim (Nd) cu disproziu (Dy) sau terbiu (Tb) pentru a avea o rezistență termică mai mare, ceea ce le crește prețul Final. În plus, magneții SmCo sunt mai rezistenți la coroziune.
Samariul Se aplică și ca tijă de control în reactoarele nucleare. (dispozitive care controlează energia eliberată într-o fisiune), deoarece izotopul său 149Sm are o mare afinitate pentru neutroni. Aceasta ajută la controlul cinetic al reacțiilor nucleare, controlând energia produsă în centralele nucleare.
Vezi si: Stronțiu - un alt element chimic utilizat în producția de magneți
istoria samariului
În munții ruși Ilmen s-au descoperit două minerale din care au fost descoperite mai multe pământuri rare: monazit și samarskite. Acesta a fost descris pentru prima dată în 1839 de mineralogul german Gustav Rose.
El a găsit uraniu și tantal în compoziția samarskite și a propus astfel denumirea de uranotantalit. Fratele lui Gustav, chimistul Heinrich Rose, a făcut o analiză independentă în 1844 și a descoperit că o mare parte din mineralul era, de fapt, compus din niobiu, dând numele acestui metal care, la acea vreme, era numit columbium. Pentru a diferenția numele metalului și compoziția mineralului, Heirinch a decis să redenumească mineralul „samarskite”, în onoarea colonelului Samarksy-Bykhovets, care i-a furnizat mostre.
Cantități mari de mineral samarskite au fost găsite în America de Nord în 1878, făcându-l un material de pornire pentru izolarea de noi elemente din pământuri rare. Lecoq de Boisbaudran a izolat, în 1879, un nou oxid metalic din mineralul samarskite, propunând denumirea de samariu., păstrând etimologia mineralului samarskite.
De Stefano Araujo Novais
Profesor de chimie
