Lantan

Lantan (La), kemiskt grundämne, en sällsynt jordartsmetall från grupp 3 i det periodiska systemet, det vill säga prototypen för lantanidserien av element.

Britannica Frågesport

118 Namn och symboler för frågesporten Periodiska systemet

Det periodiska systemet består av 118 element. Hur väl känner du till deras symboler? I det här frågesporten visas alla 118 kemiska symboler och du måste välja namnet på det kemiska grundämnet som var och en representerar.

Lanthanum är en duktil och formbar silvervit metall som är tillräckligt mjuk för att skäras med en kniv. Det är den näst mest reaktiva av de sällsynta jordartsmetallerna efter europium. Lantan oxiderar i luft vid rumstemperatur för att bilda La2O3. Det reagerar långsamt med vatten och löser sig snabbt i utspädda syror, förutom fluorvätesyra (HF) på grund av bildandet av ett skyddande fluorid (LaF3) -skikt på metallens yta. Metallen är paramagnetisk från 6 K (−267 ° C eller −449 ° F) till dess smältpunkt vid 1191 K (918 ° C eller 1 684 ° F) med en nästan temperaturoberoende magnetisk känslighet mellan 4 och 300 K ( −269 och 27 ° C, eller −452 och 80 ° F). Lantan blir supraledande vid atmosfärstryck under 6,0 K (−267,2 ° C eller −448,9 ° F) i den ansiktscentrerade kubiska β-fasen eller 5,1 K (−268,1 ° C, eller −450,5 ° F) i den dubbla stängningen packad sexkantig α-fas.

Elementet upptäcktes som oxiden (lanthana) 1839 av Carl Gustaf Mosander, som skilde det från ceriumoxid (ceria). Dess namn kommer från det grekiska lantaninet, vilket betyder ”att döljas”, vilket indikerar att det är svårt att isolera. Lantan förekommer i de sällsynta jordartsmetallerna monazit och bastnasit. Det är lika rikligt som kobolt i jordens övre kontinentala skorpa. p>

Två isotoper förekommer i naturen: stabilt lantan-139 (99,9119 procent) och mycket långlivat radioaktivt lantan-138 (0,0888 procent). Totalt har 38 radioaktiva isotoper av lantan (exklusive nukleära isomerer) karakteriserats, i massa från 117 till 155 och i halveringstid från 23,5 millisekunder (lantan-117) till 1,02 × 1011 år (lantan-138). Isotopen lantan-140 har detekterats som en klyvningsprodukt i snö efter kärnprövexplosioner.

Lanthanum koncentreras kommersiellt genom kristallisering av ammoniumlantannitrat. Jonbyte och metoder för extraktion av lösningsmedel används vid hög renhet önskas. Metallen framställs genom elektrolys av smälta vattenfria halider eller genom metallotermisk reduktion av halogeniderna med alkali- eller jordalkalimetaller (t.ex. reduktion av fluoriden med kalcium).

Högrenad lantanoxid är en ingrediens i tillverkning av lågdispersionsglas med hög refraktion för objektivkomponenter. Lanthanum används ofta som LaNi5-baserade vätelagringslegeringar och uppladdningsbara nickel-metallhydridbatterier i hybridbilar. Lantan tillsätts till järnlegeringar (för att ta bort syre, svavel och andra föroreningar) och till icke-järnlegeringar såsom superlegeringar, magnesiumlegeringar och aluminiumlegeringar. Lantanföreningar används som värdar för fosforer i fluorescerande belysning och röntgendetektorer och i petroleumkrackningskatalysatorer, en av dess huvudsakliga användningsområden. Mischmetall (vanligtvis 50 procent cerium, 25 procent lantan, 18 procent neodym, 5 procent praseodym och 2 procent andra sällsynta jordarter) används främst för lättare flintar och legeringstillägg. I kombination med järn och kisel bildar lantan kubiska intermetalliska föreningar med en allmän kemisk formel La (Fe1 − xSix) 13 som uppvisar den gigantiska magnetokaliska effekten. När dessa föreningar hydreras till cirka 1,2-1,5 väteatomer per formelenhet har de magnetiska ordningstemperaturer nära rumstemperatur och är därför användbara som magnetiska kylmaterial för applikationer nära rumstemperatur.

I föreningar uppvisar lantan endast ett oxidationstillstånd, +3. Den joniska radien är den största av de sällsynta jordarterna R3 + -joner, och som en följd av detta är den vita oxiden La2O3 den mest alkaliska sällsynta jordartsoxiden.