Lantán (Magyar)

Lantán (La), kémiai elem, a periódusos rendszer 3. csoportjába tartozó ritkaföldfém, amely a lantanid elemsorozat prototípusa.

Britannica Kvíz

118 A periódusos rendszer kvíz nevei és szimbólumai

A periódusos rendszer 118 elemből áll. Mennyire ismeri a szimbólumaikat? Ebben a kvízben megmutatja mind a 118 kémiai szimbólumot, és ki kell választania annak a kémiai elemnek a nevét, amelyet mindegyik képvisel.

A Lanthanum képlékeny és képlékeny ezüstfehér fém, amely elég puha ahhoz, hogy késsel vágható legyen. Ez a ritkaföldfémek közül a második leginkább reaktív az európium után. A lantán a levegőben szobahőmérsékleten oxidálódik, és La2O3-t képez. Lassan reagál vízzel és gyorsan feloldódik hígított savakban, kivéve a fluorsavat (HF), mivel egy védőfluorid (LaF3) réteg képződik a fém felületén. A fém paramágneses 6 K-tól (-267 ° C-ig vagy -449 ° F-ig) olvadáspontjáig 1191 K-on (918 ° C-on), majdnem hőmérsékletfüggetlen mágneses érzékenységgel 4 és 300 K között ( -269 és 27 ° C, vagy -452 és 80 ° F). A lantán szupravezetővé válik 6,0 K (–267,2 ° C, vagy –448,9 ° F) alatti légköri nyomáson az arccentrikus köbös β-fázisban, vagy 5,1 K (–268,1 ° C, vagy –450,5 ° F) a kettős közeli csomagolt hatszögletű α-fázis.

Az elemet 1839-ben oxidként (lanthana) fedezte fel Carl Gustaf Mosander, aki megkülönböztette a cérium-oxidtól (ceria). Neve a görög lanthaneinből származik, jelentése: “elrejtendő”, ami azt jelzi, hogy nehéz elkülöníteni. A lantán a ritkaföldfém-ásványi anyagokban, a monazitban és a bastnasitban fordul elő. A Föld felső kontinentális kérgében ugyanolyan bőséges, mint a kobalt.

A természetben két izotóp fordul elő: stabil lantán-139 (99,9119 százalék) és nagyon hosszú élettartamú radioaktív lantán-138 (0,0888 százalék). Összesen 38 lantán radioaktív izotópot (a nukleáris izomerek kivételével) jellemeztek, tömegük 117 és 155 között, felezési ideje pedig 23,5 ezredmásodperc (lantán-117) és 1,02 × 1011 év (lantán-138) között van. A lantán-140 izotópot hasadó termékként mutatták ki hóban nukleáris kísérleti robbanások után.

A lantánt ammónium-lantán-nitrát kristályosításával kereskedelemben koncentrálják. Ioncsere és oldószeres extrakciós módszereket alkalmaznak, ha nagy tisztaságúak kívánatos. A fémet olvasztott vízmentes halogenidek elektrolízisével vagy halogenidjeinek alkáli- vagy alkáliföldfémekkel történő metallotermikus redukciójával (pl. A fluorid kalciummal történő redukciójával) állítják elő.

A nagymértékben tisztított lantán-oxid a alacsony diszperziójú, nagy fénytörésű üvegek gyártása lencsék alkatrészei számára. A lantánt gyakran használják LaNi5-alapú hidrogén-tároló ötvözetekként és nikkel-fém-hidrid újratölthető akkumulátorokként hibrid autókban. Lantánt adnak a vasötvözetekhez (az oxigén, a kén és más szennyeződések eltávolításához) és a színesfémötvözetekhez, például a szuperötvözetekhez, a magnéziumötvözetekhez és az alumíniumötvözetekhez. A lantánvegyületeket a fluoreszcens megvilágítás és röntgendetektorok foszforjainak gazdasejteként, valamint a petróleum krakkoló katalizátorokban használják, egyik fő felhasználási területe. A misch fémet (jellemzően 50% cérium, 25% lantán, 18% neodímium, 5% praseodymium és 2% egyéb ritkaföldfém) elsősorban könnyebb kovakőhöz és ötvözött adalékokhoz használják. Vaszal és szilíciummal kombinálva a lantán köbös intermetallikus vegyületeket képez, amelyek általános kémiai képlete La (Fe1 − xSix) 13, amelyek óriási magnetokalorikus hatást mutatnak. Ha ezeket a vegyületeket képletegységenként körülbelül 1,2–1,5 hidrogénatomra hidrogénezzük, mágneses rendezési hőmérsékletük szobahőmérséklet közelében van, ezért mágneses hűtőanyagként használhatók szobahőmérsékletű alkalmazásokhoz.

A lantán csak egy oxidációs állapotot mutat, +3. Az ionsugár a ritkaföldfém R3 + -ionok közül a legnagyobb, és ennek következtében a La2O3 fehéroxid a leglúgosabb ritkaföldfém-oxid.