O samarijje kemični element ki spadajo v skupino lantanidov, znanih tudi kot kovine redkih zemelj. Samarij ima klasično +3 oksidacijsko stanje lantanidov, vendar ima tudi stabilno +2 oksidacijsko stanje. Ima dobro odpornost proti koroziji, saj njegova kovinska oblika tvori plast, ki jo ščiti pred globljimi korozijskimi procesi.
V svoji kovinski obliki se pridobiva z redukcijo z lantanom, pri visokih temperaturah, v diskontinuiranem industrijskem procesu, ki traja približno deset ur. Samarij se uporablja predvsem v proizvodnji trajnih magnetov, v obliki zlitine samarija in kobalta, SmCo. IN magnet, ki ohranja svoje magnetne lastnosti pri dobrih temperaturah, je cenovno dostopen in odporen na korozija. Uporablja se tudi kot palice za nadzor nevtronov v jedrskih reaktorjih.
Preberite tudi: Krom — še en kemični element, znan po dobri odpornosti proti koroziji
Povzetek o Samariumu
Samarij, simbol Sm in atomsko število 62, je kovina, ki spada med lantanide, znane tudi kot kovine redkih zemelj.
Tako kot drugi lantanidi ima v spojinah oksidacijsko stanje +3, vendar ima tudi stabilno stanje +2.
Ima dobro odpornost proti koroziji.
Najdemo ga predvsem v monazitu in bastnazitu.
Njegova kovinska oblika nastane z redukcijo z lantanom.
Uporablja se predvsem za proizvodnjo trajnih magnetov, ko tvori kovinske zlitine s kobaltom.
Lastnosti samarija
Simbol: sm.
Atomsko število: 62.
Atomska masa: 150,36 a.u.a.u.
Elektronegativnost: 1,17.
Fuzijska točka: 1072 °C.
Vrelišče: 1794 °C.
Gostota: 7,520 g.cm-3 (α oblika, 25 °C).
Elektronska konfiguracija: [Xe] 6s2 4f6.
kemična serija: redke zemeljske kovine, lantanidi.
Značilnosti samarija
samarij je eden izmed kovinski elementi ki pripada seriji lantanoidov, znane tudi kot redke zemeljske kovine. Tako kot druge kovine v tej skupini je samarij a mehka, bela kovina. Vendar so takšne kovine običajno prekrite s tanko plastjo oksida, ki jih ščiti pred hujšimi oksidativnimi procesi.
Kot vsi drugi lantanoidi ima Sm oksidacijsko stanje +3 v raztopini. Kar pa ga ločuje, je oksidacijsko stanje +2 dobro definirano, nekaj, kar si deli le z elementi iterbij (Yb) in evropij (Eu) iz te serije.
Pri stiku z razredčenimi kislinami ali paro samarij sprošča plin H2, poleg tvorbe oksida Sm2O3 pri gorenju v prisotnosti atmosferskega zraka. Pri segrevanju lahko samarij reagira s H2 in tvorijo hidride, kot je SmH2 in SmH3. Samarijevi karbidi se lahko tvorijo tudi, ko se ta element segreje z ogljikom, pri čemer nastane Sm2W3 in SmC2.
Naravni samarij je sestavljen iz sedmih izotopov, od katerih sta dve nestabilni, se 147sm in 148sm. Vendar pa je njihov razpolovni čas zelo dolg in znaša 1,06 x 1011 let in 7 x 1015 let oz.
Kje je mogoče najti samarij?
Vse lantanide, razen prometija (Pm), najdemo v naravi v dveh mineralih, predvsem bastnasit, mešanica karbonatnih fluoridov redkih zemelj in monacit, fosfat redkih zemelj.
Še vedno pa je mogoče najti samarij v drugih mineralih, kot npr fergusonit (oksid, ki meša lahke in težke redke zemlje, aktinoide in druge kovine), ksenotimija (itrijev fosfat) in evdialit (silikat več kovin, ki ima v svoji sestavi lahke in težke redke zemlje).
Pridobivanje samarija
Samarijeve spojine, kot so njegovi oksidi, fosfati in fluoridi, je mogoče pridobiti iz mineralni viri samarija. Uporabljajo se tehnike razpokanja mineralov in pripravljalne rudarske tehnike, dokler ni podvržen izpiranju kisline, čiščenje in ločevanje spojin, bodisi s selektivno kristalizacijo, ionsko izmenjavo ali ekstrakcijo z topilo.
Vendar pa je za pridobitev čistega kovinskega samarija, katerega uporaba je bolj raziskana, potrebna druga tehnika: njegova redukcija.
A zmanjšanje samarija pojavlja se z drugo redkozemeljsko kovino, lantanom (La). Samarij nastaja v obliki pare, reakcija pa poteka pri temperaturi 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Ta reakcija poteka tudi v vakuumski komori s tlakom v območju 10-3 do 10-4 Pascals. Stopnja predelave samarija iz njegovega oksida je v območju 90 %. Postopek poteka v serijah, povprečno traja deset ur, proizvede pa se od 20 do 40 kg kovinskega samarija. Industrijski obrat lahko proizvede do 100 kg samarijeve pare na dan.
Samarijeve aplikacije
Glavna uporaba samarija je proizvodnja trajnih magnetov.. To doseže, ko tvori zlitino z kobalt (Co), katerega kristalne oblike so SmCo5 in Sm2co17. Izstopa po nizki ceni in veliki odpornosti na visoke temperature, torej ohranja svoje lastnosti stabilne magnetne lastnosti tudi pri temperaturah v območju 150 °C, potrebne za uporabo v motorjih in generatorjih. energija.
S tem prehiteva svojega glavnega konkurenta, NdFeB permanentne magnete (ki v zadnjem času dobivajo več pozornosti), ki potrebo po zamenjavi atomov neodija (Nd) z disprozijem (Dy) ali terbijem (Tb), da imajo večjo toplotno odpornost, kar zviša njihovo ceno Končno. Poleg tega so magneti SmCo bolj odporni proti koroziji.
Samarij Uporablja se tudi kot krmilna palica v jedrskih reaktorjih. (naprave, ki nadzorujejo energijo, ki se sprošča pri cepitvi), saj je njegov izotop 149Sm ima veliko afiniteto do nevtronov. To pomaga pri kinetičnem nadzoru jedrskih reakcij, nadzoru energije, proizvedene v jedrskih elektrarnah.
Glej tudi: Stroncij — še en kemični element, ki se uporablja pri proizvodnji magnetov
zgodovina samarija
V ruskih gorah Ilmen so odkrili dva minerala, iz katerih so odkrili več redkih zemelj: monacit in samarskit. To je leta 1839 prvi opisal nemški mineralog Gustav Rose.
V sestavi samarskita je našel uran in tantal in tako predlagal ime uranotantalit. Gustavov brat, kemik Heinrich Rose, je leta 1844 opravil neodvisno analizo in ugotovil, da velik del mineral je bil pravzaprav sestavljen iz niobija, kar je skovalo ime za to kovino, ki se je takrat imenovala kolumbij. Da bi razlikoval ime kovine in sestavo minerala, se je Heirinch odločil mineral preimenovati v samarskit v čast polkovniku Samarksy-Bykhovetsu, ki mu je priskrbel vzorce.
Leta 1878 so v Severni Ameriki našli velike količine minerala samarskita, zaradi česar je bil izhodiščni material za izolacijo novih elementov redkih zemelj. Lecoq de Boisbaudran je leta 1879 izoliral nov kovinski oksid iz minerala samarskita in predlagal ime samarij., ki ohranja etimologijo minerala samarskita.
Avtor: Stefano Araujo Novais
Učiteljica kemije
