Túlio (Tm): ลักษณะ การได้มา การนำไปใช้

เธ ทูเลียมสัญลักษณ์ Tm และเลขอะตอม 69 เป็นหนึ่งในแลนทาไนด์ (รู้จักกันในชื่อโลหะหายาก) ในบรรดาแลนทาไนด์ แลนทาไนด์เป็นแลนทาไนด์ที่หายากที่สุดชนิดหนึ่ง ดังนั้นจึงมีต้นทุนสูงและจำกัดการใช้งาน ในรูปแบบโลหะ มีสีเทาและมีลักษณะเป็นสีเงินเงา ทนทานต่อ การกัดกร่อน. ในสารละลาย เช่นเดียวกับแลนทาไนด์อื่นๆ ทูเลียมใช้เลขออกซิเดชันเท่ากับ +3

องค์ประกอบนี้ตั้งชื่อตามภูมิภาคของทูเลหรือไทล์ ซึ่งพบได้ทั่วไปในแผนที่จากยุคกลางเพื่ออธิบายภูมิภาคต่างๆ เช่น ไอซ์แลนด์หรือสแกนดิเนเวีย เขาเป็น ค้นพบในปี 1879 โดยนักเคมีชาวสวีเดนชื่อ Per Teodor Cleveผู้ดำเนินการวิเคราะห์และศึกษาแร่เออร์เบียจากเมืองอิตเตอร์บีของสวีเดน โดยทั่วไปจะใช้ทูเลียมในการแพทย์แม้ว่าสีย้อมด้วยTm³⁺ ในองค์ประกอบของธนบัตรนั้นมีอยู่ในธนบัตรยูโรเพื่อหลีกเลี่ยงการปลอมแปลง

อ่านด้วย: ซีเรียม — แลนทาไนด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแก้วและตัวเร่งปฏิกิริยา

บทคัดย่อเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีทูเลียม

• ทูเลียมเป็นโลหะที่อยู่ในกลุ่มแลนทาไนด์หรือโลหะหายาก

• ในรูปแบบโลหะมีสีเทา

• ในการแก้ปัญหา NOx ของมันคือ +3 เสมอ

• เป็นแลนทาไนด์ที่หายากที่สุดชนิดหนึ่งที่มีราคาสูง

• ได้จากการรีดิวซ์ด้วยแลนทานัมในเตาเหนี่ยวนำ

• มีการใช้ทูเลียมเพียงเล็กน้อยซึ่งใช้ในด้านการแพทย์มากกว่า

• การค้นพบนี้ให้เครดิตกับ Per Teodor Cleve นักเคมีชาวสวีเดน

คุณสมบัติของทูเลียม

• สัญลักษณ์: ทิม.

• เลขอะตอม: 69.

• มวลอะตอม: 168.93421 ซ.ม.

• อิเล็กโตรเนกาติวีตี้: 1,25.

• จุดหลอมเหลว: 1545 องศาเซลเซียส

• จุดเดือด: 1950°C.

• ความหนาแน่น: 9.321 ก.ซม.^-3 (ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส)

• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: [Xe] 6s² 4f¹³.

• ชุดเคมี: โลหะหายาก แลนทาไนด์

ลักษณะของทูเลียม

ตัวอย่างโลหะทูเลียมที่มีความบริสุทธิ์ 99.9%

ทูเลียม, สัญลักษณ์ Tm, ฉายแสงสีเทาแวววาวในสถานะโลหะ. แม้ว่าจะค่อนข้างเสถียร แต่ก็ควรเก็บไว้ในที่ที่ไม่มีความชื้น มันคือ โลหะ นุ่ม เหนียว และยืดหยุ่นได้ และยังสามารถตัดด้วยมีดได้

ทั้งๆที่มี 41 ไอโซโทปที่รู้จักซึ่งมีมวลตั้งแต่ 146 ถึง 176 Tm มีไอโซโทปธรรมชาติเพียงตัวเดียว ¹⁶⁹Tm ซึ่งมีเสถียรภาพ

เช่นเดียวกับแลนทาไนด์อื่นๆ มีเลขออกซิเดชัน +3 มากที่สุด. ลักษณะร่วมอีกประการหนึ่งคือการปล่อยก๊าซไฮโดรเจน (H₂) เมื่อผสมกับกรดเจือจางหรือไอน้ำ เป็นไปได้ที่จะเผาทูเลียมในอากาศ ทำให้เกิด Tm₂เธ₃.

4 ทิม + 3 โอ₂ → 2 ทิม₂เธ₃

ทูเลียมสามารถพบได้ที่ไหน?

Eudialite เป็นแร่ธาตุที่มีทูเลียมในปริมาณที่ดีเมื่อเทียบกับแร่ธาตุอื่นๆ ที่สำรวจ

ทูเลียม เกิดขึ้นในปริมาณน้อย ร่วมกับโลหะหายากอื่น ๆ ในแร่ธาตุ ใน bastnasite และ monazite แร่ธาตุสองชนิดที่อุดมไปด้วยแลนทาไนด์ที่เบากว่าและใช้ประโยชน์ได้ดีในเชิงพาณิชย์ ปริมาณ Tm ไม่เกิน 0.1% โดยมวลของ Tm₂เธ₃. แร่ธาตุที่มีความเข้มข้นของทูเลียมสูงสุด (ในรูปของ Tm₂เธ₃) คือซีโนไทม์ (0.9%) และยูเดียไลต์ (0.4%)

แหล่งสำคัญของทูเลียมก็คือ กากตะกอนดูดซับไอออนบวกของธาตุหายากก่อตัวขึ้นกว่าล้านปีในกระบวนการของ ชะล้าง (ชะล้างด้วยฝนเขตร้อนอันอบอุ่น) หินแกรนิตโลหะหายาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ประเทศจีนใช้ประโยชน์จากแหล่งข้อมูลเหล่านี้ ซึ่งมักจะมีประมาณ 0.3% โดยมวลของ Tm₂เธ₃.

จริงทีเดียวที่ทูเลียมมีไม่มากนัก—อันที่จริงมันคือ มีแลนทาไนด์น้อยที่สุด. อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่ของแหล่งที่มาของ Tm ได้ทำให้มันอยู่ในระดับที่หายากเช่นเดียวกับ ทอง, เงิน หรือ แคดเมียม.

รับชมได้ในพอดคาสต์ของเรา: แข็งเหมือนเพชร - หมายความว่าอย่างไร?

ได้รับทูเลียม

สามารถหาทูเลียมได้โดย การลดลงของออกไซด์โดยใช้แลนทานัมเป็นรีดักแตนท์, ในเตาแม่เหล็กไฟฟ้า

tm₂เธ₃ (ส) + 2 ลา (ล.) → ลา₂เธ₃ (s) + 2 Tm (ก.)

กำหนดสภาวะของปฏิกิริยา (≈ 1500 °C และ 10^-6 ที่ 10^-5 ความดัน) ทูเลียมได้มาในรูปของก๊าซซึ่งวางอยู่ในส่วนที่เย็นของเตาเหนี่ยวนำ

แอพพลิเคชั่นทูเลียม

เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่มีราคาแพง (ในช่วง 70 เหรียญสหรัฐ/กรัม) และหายาก แอปพลิเคชั่น thulium มีจำนวนจำกัด. ใช้ในปริมาณเล็กน้อยในด้านการแพทย์ เช่น ยาสลบในอิตเทรียม อะลูมิเนียม โกเมน (Y₃อัล₅เธ₁₂) แร่ธาตุที่ใช้ในการผ่าตัดด้วยเลเซอร์ ไอโซโทปของคุณ ¹⁷⁰Tm ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิด X-ray สำหรับอุปกรณ์พกพา

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับทูเลียมคือ Tm ไอออน³⁺ พวกเขาคือ ในธนบัตรป้องกันการปลอมแปลงของธนบัตรยูโร. เมื่อวางในแสงอัลตราไวโอเลต สีฟ้าที่ปรากฏคือไอออน Tm. อย่างแม่นยำ³⁺.

ธนบัตรยูโรภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต.

ประวัติของทูเลียม

เธ องค์ประกอบ 69 ถูกค้นพบโดย Per Teodor Cleveนักเคมีชาวสวีเดนในปี 1879 (โลหะหายากส่วนใหญ่ถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวสวีเดนด้วยซ้ำ) ทูเลียมถูกค้นพบในขณะที่เคลฟกำลังศึกษาแร่เออร์เบียจากเมืองอิตเตอร์บีของสวีเดน

เธ ชื่อ “ทูเลียม” มาจาก ทูเล หรือ ไทล์ ภูมิภาคทางเหนือของยุโรปซึ่งอธิบายไว้ในช่วงยุคกลางซึ่งมีสาเหตุมาจากหลายที่แล้ว เช่น ไอซ์แลนด์ หมู่เกาะทางเหนือของสกอตแลนด์ และสแกนดิเนเวีย

อ่านด้วย: การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญ

แก้ไขแบบฝึกหัดบน thulium

คำถามที่ 1

แลนทาไนด์มักจะมี NOx ในสารละลายเท่ากับ +3 ทูเลียม สัญลักษณ์ Tm เป็นแลนทาไนด์ที่มีเลขอะตอม 69 Tm มีคุณสมบัติ NOx ของแลนทาไนด์ในสารประกอบใดต่อไปนี้

ก) TmCl

ข) TmCl₂

ค) ทิม₂เธ₃

D) TmS

จ) ทิม₂ฉัน

การตอบสนอง:

จดหมาย C

เธ ฟลูออรีน มี NOx เท่ากับ -1 คนอื่น ๆ ฮาโลเจน, ในกรณีที่ไม่มี ออกซิเจน ในสูตรก็มีประจุเท่ากับ -1 ด้วย เธ กำมะถันหากไม่มีออกซิเจนจะมีประจุเท่ากับ -2 ออกซิเจนมีประจุ -2 ดังนั้น การคำนวณของ NOx ของลูทีเซียมในแต่ละสารดังนี้

• TmCl: x + (–1) = 0 → x = +1; คำตอบที่ผิดดังนั้น

• TmCl₂: x + 2(–1) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; คำตอบที่ผิดดังนั้น

• tm₂เธ₃: 2x + 3(–2) = 0 → 2x – 6 = 0 → x = +3; คำตอบที่ถูกต้องดังนั้น

• TmS: x + (–2) = 0 → x – 2 = 0 → x = +2; คำตอบที่ผิดดังนั้น

• tm₂ผม: 2x + (–1) = 0 → 2x – 1 = 0 → x = +½; คำตอบที่ผิดดังนั้น

คำถาม 2

เธ ¹⁷⁰Tm เป็นไอโซโทปของธาตุเคมีทูเลียม (Z = 69) ที่ใช้เป็นแหล่งรังสีเอกซ์ในอุปกรณ์พกพา จำนวนนิวตรอนในไอโซโทปนี้เป็นเท่าใด?

ก) 170

ข) 69

ค) 101

ง) 239

จ) 99

การตอบสนอง:

จดหมาย C

เธ เลขอะตอม ของ Tm เท่ากับ 69 ดังนั้นจำนวน นิวตรอน สามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:

A = Z + n

A คือเลขมวล Z คือเลขอะตอม และ n คือจำนวนนิวตรอน แทนค่า เราได้:

170 = 69 + n

n = 170 - 69

n = 101

โดย Stefano Araújo Novais
ครูสอนเคมี