O samariumdet är ett kemiskt element tillhör gruppen lantanider, även känd som sällsynta jordartsmetaller. Samarium har det klassiska +3-oxidationstillståndet för lantaniderna, men det har också det stabila +2-oxidationstillståndet. Den har god motståndskraft mot korrosion, eftersom dess metalliska form ger ett lager som skyddar den från djupare korrosiva processer.
I sin metalliska form erhålls den genom reduktion med lantan, vid höga temperaturer, i en diskontinuerlig industriell process som varar cirka tio timmar. Samarium används främst vid tillverkning av permanentmagneter, i form av en legering av samarium och kobolt, SmCo. OCH en magnet som bibehåller sina magnetiska egenskaper vid bra temperaturer, är prisvärd och resistent mot korrosion. Den används också som neutronkontrollstavar i kärnreaktorer.
Läs också: Krom — ett annat kemiskt element känt för sin goda korrosionsbeständighet
Sammanfattning om Samarium
Samarium, symbol Sm och atomnummer 62, är en metall som tillhör lantaniderna, även känd som sällsynta jordartsmetaller.
Liksom de andra lantaniderna har den ett oxidationstillstånd på +3 i föreningar, men det har också ett stabilt tillstånd på +2.
Den har bra korrosionsbeständighet.
Det finns främst i monazit och bastnasit.
Dess metalliska form framställs genom reduktion med lantan.
Det används främst för produktion av permanentmagneter när det bildar metalliska legeringar med kobolt.
Samarium egenskaper
Symbol: sm.
Atomnummer: 62.
Atomisk massa: 150.36 a.u.a.u.
Elektronnegativitet: 1,17.
Fusionspunkt: 1072°C.
Kokpunkt: 1794°C.
Densitet: 7,520 g.cm-3 (a-form, 25°C).
Elektronisk konfiguration: [Xe] 6s2 4f6.
kemisk serie: sällsynta jordartsmetaller, lantanider.
Egenskaper för samarium
samarium är en av metalliska element tillhörande lantanidserien, även känd som sällsynta jordartsmetaller. Liksom de andra metallerna i denna grupp är samarium en mjuk, vit metall. Sådana metaller täcks dock vanligtvis av ett tunt oxidskikt som skyddar dem från svårare oxidativa processer.
Liksom alla andra lantanider har Sm oxidationstillstånd +3 i lösning. Det som skiljer det åt är dock oxidationstillstånd +2 väldefinierat, något den bara delar med elementen ytterbium (Yb) och europium (Eu) i denna serie.
Vid kontakt med utspädda syror eller ånga frigör samarium H-gas2förutom att bilda oxiden Sm2O3 när den bränns i närvaro av atmosfärisk luft. Vid uppvärmning kan samarium reagera med H2 och bildar hydrider såsom SmH2 och SmH3. Samariumkarbider kan också bildas när detta element värms upp med kol och bildar Sm2W3 och SmC2.
Naturligt samarium består av sju isotoper, varav två är instabila, den 147sm och den 148sm. Deras halveringstider är dock mycket långa, 1,06 x 1011 år och 7 x 1015 år.
Var kan man hitta samarium?
Alla lantanider, med undantag för prometium (Pm), finns i naturen i två mineraler, främst bastnasite, en blandning av sällsynta jordartsmetallkarbonatfluorider, och monazit, ett fosfat av sällsynt jordartsmetall.
Ändå går det att hitta samarium i andra mineraler, som t.ex fergusonit (en oxid som blandar lätta och tunga sällsynta jordartsmetaller, aktinider och andra metaller). xenotym (ett yttriumfosfat) och eudialite (ett silikat av flera metaller som har lätta och tunga sällsynta jordartsmetaller i sin sammansättning).
Skaffa samarium
Samariumföreningar, såsom dess oxider, fosfater och fluorider, kan erhållas från samarium mineralkällor. Mineralkracknings- och beredningstekniker för gruvbrytning används tills det genomgår urlakning syra, rening och separation av föreningar, antingen genom selektiv kristallisation, jonbyte eller extraktion genom lösningsmedel.
Men för att få rent metalliskt samarium, vars tillämpningar är mer utforskade, är en annan teknik nödvändig: dess minskning.
A samariumreduktion förekommer av en annan sällsynt jordartsmetall, lantan (La). Samarium produceras i form av en ånga, och reaktionen sker vid en temperatur av 1200 °C:
sm2O3 (s) + 2 La (l) → La2O3 (s) + 2 Sm (g)
Denna reaktion sker också inuti en vakuumkammare, med ett tryck i intervallet 10-3 till 10-4 Pascals. Återvinningsgraden för samarium från dess oxid är i intervallet 90 %. Processen sker i omgångar, med en genomsnittlig varaktighet på tio timmar, och producerar från 20 till 40 kg metalliskt samarium. En industrianläggning kan producera upp till 100 kg samariumånga per dag.
Samarium applikationer
Den huvudsakliga tillämpningen av samarium är i produktionen av permanentmagneter.. Detta uppnås när han formar legeringen med kobolt (Co), vars kristallina former är SmCo5 och Sm2co17. Den utmärker sig för sitt låga pris och för sin stora motståndskraft mot höga temperaturer, det vill säga att den behåller sina egenskaper stabila magnetiska egenskaper även vid temperaturer inom intervallet 150 °C, nödvändiga för användning i motorer och kraftgeneratorer. energi.
Detta sätter den före sin huvudkonkurrent, NdFeB permanentmagneter (som har fått mer uppmärksamhet på sistone), som behöver ersätta neodym (Nd) atomer med dysprosium (Dy) eller terbium (Tb) för att få större termisk motstånd, vilket ökar deras pris Slutlig. Dessutom är SmCo-magneter mer motståndskraftiga mot korrosion.
Samariet Den används också som kontrollstav i kärnreaktorer. (enheter som styr energin som frigörs vid en fission), eftersom dess isotop 149Sm har stor affinitet för neutroner. Detta hjälper till med den kinetiska kontrollen av kärnreaktioner och kontrollerar energin som produceras i kärnkraftverk.
Se också: Strontium — ett annat kemiskt element som används vid tillverkning av magneter
samariums historia
I de ryska bergen Ilmen upptäcktes två mineraler från vilka flera sällsynta jordartsmetaller upptäcktes: monazit och samarskit. Detta beskrevs första gången 1839 av den tyske mineralogen Gustav Rose.
Han hittade uran och tantal i sammansättningen av samarskite och föreslog därför namnet uranotantalit. Gustavs bror, kemisten Heinrich Rose, gjorde en oberoende analys 1844 och fann att mycket av mineralet bestod i själva verket av niob, vilket myntade namnet på denna metall som på den tiden kallades columbium. För att skilja metallens namn och mineralets sammansättning, beslutade Heirinch att döpa om mineralet till "samarskite", för att hedra överste Samarksy-Bykhovets, som försåg honom med prover.
Stora mängder av mineralet samarskit hittades i Nordamerika 1878, vilket gör det till ett utgångsmaterial för att isolera nya sällsynta jordartsmetaller. Lecoq de Boisbaudran isolerade 1879 en ny metalloxid från mineralet samarskit och föreslog namnet samarium., upprätthålla etymologin för mineralet samarskite.
Av Stefano Araujo Novais
Kemilärare
