O samáriumje to chemický prvok patriace do skupiny lantanoidov, známych aj ako kovy vzácnych zemín. Samárium má klasický +3 oxidačný stav lantanoidov, ale má aj stabilný +2 oxidačný stav. Má dobrú odolnosť proti korózii, pretože jeho kovová forma vytvára vrstvu, ktorá ho chráni pred hlbšími koróznymi procesmi.
Vo svojej kovovej forme sa získava redukciou lantánom pri vysokých teplotách v prerušovanom priemyselnom procese trvajúcom približne desať hodín. Samárium sa používa hlavne pri výrobe permanentných magnetov, vo forme zliatiny samária a kobaltu, SmCo. A magnet, ktorý si zachováva svoje magnetické vlastnosti pri dobrých teplotách, je cenovo dostupný a odolný voči korózia. Používa sa tiež ako neutrónové regulačné tyče v jadrových reaktoroch.
Prečítajte si tiež: Chróm – ďalší chemický prvok známy svojou dobrou odolnosťou proti korózii
Zhrnutie o Samáriu
Samárium, symbol Sm a atómové číslo 62, je kov patriaci k lantanoidom, známym aj ako kovy vzácnych zemín.
Rovnako ako ostatné lantanoidy má v zlúčeninách oxidačný stav +3, ale má tiež stabilný stav +2.
Má dobrú odolnosť proti korózii.
Nachádza sa najmä v monazitoch a bastnasite.
Jeho kovová forma sa vyrába redukciou lantánom.
Používa sa hlavne na výrobu permanentných magnetov, keď tvorí kovové zliatiny s kobaltom.
Vlastnosti Samária
Symbol: sm
Atómové číslo: 62.
Atómová hmotnosť: 150,36 a.u.a.u.
Elektronegativita: 1,17.
Fúzny bod: 1072 °C.
Bod varu: 1794 °C.
Hustota: 7,520 g.cm-3 (a forma, 25 °C).
Elektronická konfigurácia: [Xe] 6 s2 4f6.
chemická séria: kovy vzácnych zemín, lantanoidy.
Charakteristika samária
samárium je Jeden z kovové prvky patriace do radu lantanoidov, tiež známy ako kovy vzácnych zemín. Rovnako ako ostatné kovy v tejto skupine, samárium je a mäkký, biely kov. Takéto kovy sú však bežne pokryté tenkou vrstvou oxidu, ktorá ich chráni pred závažnejšími oxidačnými procesmi.
Rovnako ako všetky ostatné lantanoidy, Sm má oxidačný stav +3 v roztoku. Čo ju však odlišuje, je oxidačný stav +2 dobre definovaný, niečo, čo zdieľa iba s prvkami ytterbium (Yb) a európium (Eu) tejto série.
Pri kontakte so zriedenými kyselinami alebo parou samárium uvoľňuje plyn H2, okrem tvorby oxidu Sm2O3 pri spaľovaní v prítomnosti atmosférického vzduchu. Pri zahrievaní môže samárium reagovať s H2 a tvoria hydridy, ako je SmH2 a SmH3. Karbidy samária môžu vznikať aj pri zahrievaní tohto prvku uhlíkom, pričom vzniká Sm2W3 a SmC2.
Prírodné samárium sa skladá zo siedmich izotopov, z ktorých dva sú nestabilné, 147sm a 148sm Ich polčasy rozpadu sú však veľmi dlhé, sú 1,06 x 1011 rokov a 7 x 1015 rokov, resp.
Kde možno nájsť samárium?
Všetky lantanoidy, s výnimkou prométia (Pm), sa v prírode nachádzajú v dvoch mineráloch, najmä bastnasit, zmes fluoridov uhličitanu vzácnych zemín a monazit, fosforečnan vzácnych zemín.
Napriek tomu je možné nájsť samárium aj v iných mineráloch, ako napr fergusonit (oxid, ktorý mieša ľahké a ťažké vzácne zeminy, aktinidy a iné kovy), xenotým (fosforečnan ytritý) a eudialitu (silikát niekoľkých kovov, ktorý má vo svojom zložení ľahké a ťažké vzácne zeminy).
Získanie samária
Zlúčeniny samária, ako sú jeho oxidy, fosfáty a fluoridy, možno získať z samáriové minerálne zdroje. Používajú sa techniky krakovania minerálov a prípravných ťažobných techník, kým nedôjde k lúhovaniu kyseliny, čistenie a separácia zlúčenín buď selektívnou kryštalizáciou, iónovou výmenou alebo extrakciou pomocou solventný.
Na získanie čistého kovového samária, ktorého aplikácie sú viac preskúmané, je však potrebná iná technika: jeho redukcia.
A redukcia samária sa vyskytuje iným kovom vzácnych zemín, lantánom (La). Samárium vzniká vo forme pary a reakcia prebieha pri teplote 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Táto reakcia prebieha aj vo vákuovej komore s tlakom v rozsahu 10-3 do 10-4 Pascals. Výťažnosť samária z jeho oxidu je v rozsahu 90 %. Proces prebieha v dávkach s priemerným trvaním desať hodín a produkuje 20 až 40 kg kovového samária. Priemyselný závod dokáže vyprodukovať až 100 kg pár samária za deň.
Aplikácia Samária
Hlavné uplatnenie samária je pri výrobe permanentných magnetov.. To sa dosiahne, keď vytvorí zliatinu s kobalt (Co), ktorého kryštalické formy sú SmCo5 a Sm2spol17. Vyniká nízkou cenou a veľkou odolnosťou voči vysokým teplotám, to znamená, že si zachováva svoje vlastnosti stabilné magnetické vlastnosti aj pri teplotách v rozmedzí 150 °C, potrebné pre aplikáciu v motoroch a elektrocentrálach. energie.
Tým sa dostáva pred svojho hlavného konkurenta, permanentné magnety NdFeB (ktoré si v poslednej dobe získavajú väčšiu pozornosť), ktoré potreba nahradiť atómy neodýmu (Nd) dyspróziom (Dy) alebo terbiom (Tb), aby mali väčší tepelný odpor, čo zvyšuje ich cenu Finálny, konečný. Okrem toho sú magnety SmCo odolnejšie voči korózii.
Samárium Používa sa tiež ako regulačná tyč v jadrových reaktoroch. (zariadenia, ktoré riadia energiu uvoľnenú pri štiepení), pretože jeho izotop 149Sm má veľkú afinitu k neutrónom. To pomáha pri kinetickom riadení jadrových reakcií, riadení energie vyrobenej v jadrových elektrárňach.
Pozri tiež: Stroncium — ďalší chemický prvok používaný pri výrobe magnetov
história samária
V ruských horách Ilmen boli objavené dva minerály, z ktorých bolo objavených niekoľko vzácnych zemín: monazit a samarskit. Prvýkrát to popísal v roku 1839 nemecký mineralóg Gustav Rose.
V zložení samarskitu našiel urán a tantal a tak navrhol názov uranotantalit. Gustavov brat, chemik Heinrich Rose, vykonal v roku 1844 nezávislú analýzu a zistil, že väčšina Minerál bol v skutočnosti zložený z nióbu, čo vytvorilo názov pre tento kov, ktorý sa v tom čase nazýval kolumbium. Na rozlíšenie názvu kovu a zloženia minerálu sa Heirinch rozhodol premenovať minerál na „samarskit“ na počesť plukovníka Samarksy-Bykhovetsa, ktorý mu poskytol vzorky.
Veľké množstvo minerálu samarskit sa našlo v Severnej Amerike v roku 1878, čo z neho robí východiskový materiál na izoláciu nových prvkov vzácnych zemín. Lecoq de Boisbaudran izoloval v roku 1879 nový oxid kovu z minerálu samarskit a navrhol názov samárium., zachovávajúc etymológiu minerálu samarskit.
Autor: Stefano Araujo Novais
Učiteľ chémie