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什么是镧_化学符号LA_金属元素镧

日期:2013-03-09来源:未知发布人:小编-行情大涨 阅读:0

什么是镧

镧是一种化学元素 ,符号La和原子序数 57。 镧是一种银白色的金属元素,属于周期表的第3组,是第一个元素, 镧系元素系列。 它被发现在一些稀土矿物,通常是在与铈和其他稀土元素的组合。 镧是延展性,韧性,和软的金属,当暴露在空气中时,能迅速氧化。 它产生于矿物独居石和氟碳铈镧矿使用一个复杂的多级萃取过程。 镧化合物作为催化剂,添加剂玻璃中有众多的应用程序,碳摄影棚照明和投影, 打火机和火炬, 电子的阴极 , 闪烁器 ,以及其他的点火元件中的照明。 碳酸镧 (的La 2(CO 3)3)被批准为对肾功能衰竭的药物。

物理性能

镧是柔软,可塑性极强,银白色金属,在室温下具有六方晶体结构。 于310℃下,镧变化到面心立方结构,以及在865℃下成体心立方结构[2] 。镧容易被氧化(一厘米大的样本将在一年之内完全氧化) [3 ,因此元素的形式在使用仅用于研究目的。 例如,单一的镧原子已经被分离,通过注入到富勒烯分子。如果碳纳米管填充有那些封装镧的富勒烯和退火,金属镧奈米串链内产生碳纳米管。 

学性质

镧呈现两个氧化态,+3和2,前者是更稳定的。 [6]例如,LAH 图3是更稳定的比LAH 2。镧容易燃烧,在150 ℃下,以形成氧化镧(III) :4 LA + O 2→2的La 2 O 3

然而,当在室温下暴露在潮湿的空气中时,氧化镧形成的水合氧化物与一个大的体积增加。 [6]镧是相当正电性和反应缓慢,用冷水和相当迅速用热水形成氢氧化镧:2 LA(S)+ H 2 O(L)→2的La(OH)3(AQ)+ H 2(G)镧金属与卤素。 反应是有力的,如果超过200°C:2 LA(S)+ 3 F 2(G)→3(2 LAF)2 LA(S)+ Cl 2中 (G)→2 LACL 3(S)2 LA(S)+ 3 BR 2(G)→2 LABR 3(S)2 LA(S)+ I 2(G)→赖(2)镧容易地溶解在稀释的硫酸中形成的解决方案包含的La(III)离子,存在作为[La(下)9(OH)2] 3 +配合物: [7]2 LA(S)+ 3 H 2 SO 4(aq)的→2的La 3 +(AQ)+ SO 2 - (AQ)+ H 2(G)镧与氮,碳,硫,磷,硼,硒,硅和砷结合在升高的温度下,形成的二元化合物。 [6]的电子配置的无色的La 3 +离子是[8] [的Xe]的4f 0。

镧的同位素

天然存在的镧的一个稳定的(139 La)的和一个放射性 (138 La)的同位素组成,与稳定的同位素,139拉,最丰富(99.91% 天然丰度 )。 38 放射性同位素已具有最稳定的是138镧具有的半衰期为1.05×10 11年,和137拉与半衰期为60000年的。 大多数其它放射性同位素的半衰期,少于24小时,和大多数的这些的半衰期小于1分钟。 此元素也有3 元的状态 。镧范围的同位素的原子量: 117 Û (117 LA),以155÷(155 LA)。

发展历史

字镧来自希腊λανθανωlanthanō] =说谎隐藏。 镧被发现于1839年由瑞典 化学家 卡尔古斯塔夫Mosander ,当他部分分解的样品进行加热处理所得到的盐,与稀硝酸,硝酸铈。 从他所得到的溶液,分离出了一种新的稀土,他叫马缨丹 。 镧分离相对纯粹的形式于1923年。

镧是最强烈的基本所有的三价的镧系元素,而这个属性允许Mosander该元素进行分离和纯化的盐。 碱度分离操作的较弱的碱(如钕,镨混合物 )的硝酸盐溶液,通过加入氧化镁或稀氨水气体市售涉及分级沉淀。 纯化镧留在溶液中。 (的碱度的方法只适合纯化镧,钕,镨混合物不能被有效地进一步分离以这种方式。)分级结晶的替代技术门捷列夫发明的,在双硝酸铵四水合物的形式,这是他用来分隔较低的可溶性从更水溶性镧镨在19世纪70年代。 该系统是用于商业的发展实用的溶剂萃取法,20世纪50年代中后期开始,直到镧净化。 (详细的过程中使用的双铵硝酸盐提供99.99%纯镧,钕精矿和镨精矿卡洛1967中提出了,在时间进程时只是变得过时。)如镧纯化操作,双铵硝酸盐从水中重结晶。 当购买适于由卡尔奥尔冯Welsbach分裂钕镨,硝酸用来作为溶剂,以降低系统中的溶解度。 镧是相对容易的净化,因为它只有一个相邻的镧系元素,铈,它本身是非常容易地除去由于其潜在的四价。

分级结晶纯化双铵,硝酸镧作为足够迅速和有效的,以这种方式纯化的镧是不贵的。 的林赛·化学品事业部的美国钾肥及化学公司,为同时的最大生产商,稀土在世界上,在一个价格列表年10月1,1958年售价为99.9%镧铵硝酸盐(氧化物含量为29%)在$ 3.15每磅日,或每磅1.93美元,以50磅为单位批量购买。 相应的氧化物(素净99.99%)在11.70美元元或7.15元一斤的价格,为两个数量范围。 最纯正的氧化物级(99.997%)的价格分别为21.60美元和13.20美元。

镧的应用

镧历史上第一个应用程序在瓦斯灯纱罩 。 卡尔·奥尔·冯·Welsbach用60%的氧化镁 , 氧化镧 20%和20% 氧化钇他称之为Actinophor的 ,并申请了专利,1885年的混合物。 原始地幔给一个绿色,有色光,不是很成功,他的第一家公司,于1887年建立了一家工厂在Atzgersdorf ,未能在1889年。

镧的现代用途包括:

ZBLAN玻璃和氧化硅的红外线透射率的比较

用于阳极材料的镍-金属氢化物电池的材料之一是La(镍3.6锰0.4的的Al 0.3 Co 0.7,由于成本高,提取使用超过50%的镧,而不是纯镧其它镧系元素的混合稀土 。化合物是一种金属间化合物的成分的AB 5型的[10] 。

由于大多数混合动力汽车使用的混合动力汽车的生产所需的镍-金属氢化物电池 ,大规模批量的镧。 一个典型的丰田普瑞斯混合动力汽车电池需要10〜15公斤(22-33磅)的镧。 作为工程师推技术,提高燃油里程数,这一数额的两倍镧可以每车需要。 [12] [13]

氢海绵合金含有镧。 这些合金是能够存储高达400倍自身体积的氢气中的可逆的吸附过程。 热能被释放每次他们这样做;因此,这些合金具有在节能系统的可能性。 

混合稀土 , 引火合金用于打火机火石,包含25%至45%的镧。

镧氧化物和硼化物中使用作为具有较强的电子发射率的热阴极材料的电子真空管 。 晶体中使用的高亮度,延长了使用寿命,热电子发射源电子显微镜和霍尔效应推进器 实验室6 。

镧,氟化(氟化镧3)是一个沉重的氟化物玻璃名为ZBLAN的一个必要组成部分。 这种玻璃在红外范围内具有优异的透射率,因此,用于光纤通信系统。

铈镧溴化和氯化镧最近的无机闪烁体 ,高透光率,最佳能量分辨率,响应速度快的组合。 它们的高收率转化成优异的能量分辨率,而且,光输出是非常稳定,在很宽的范围内的温度相当高,使得它特别用于高温应用的吸引力。 这些闪烁体已广泛应用于商业中的中子 射线或伽玛射线探测器。 

碳弧灯的稀土元素混合使用,以提高光的质量。 此应用程序,尤其是电影业的演播室灯光和投影,消耗约25%的稀土化合物,直至淘汰的碳弧灯。

镧(Ⅲ)氧化物 (的La 2 O 3)可以提高玻璃的耐碱性,采用的是特殊的光学玻璃,如红外线吸收玻璃,以及相机和望远镜 透镜 ,因为高折射率和低的分散稀土眼镜。 [2]镧氧化物的晶粒生长添加剂也被用来作为在液相烧结 氮化硅 , 二硼化锆 。

镧的添加少量就钢提高其延展性 ,耐冲击性和延展性 。 鉴于镧到钼的添加降低其硬度和对温度变化的灵敏度。

少量的镧是目前在许多游泳池产品,以消除磷酸盐,饲料的藻类。

氧化镧添加剂使用钨钨极气体保护焊电极, 放射性 钍的替代品。 

镧和其它的稀土类元素(氧化物,氯化物,等)的各种化合物的组成部分的各种催化反应,如石油裂化 催化剂 。 

镧钡的放射性定年法是用来估计岩石和矿石的年龄,虽然技术有限普及。

碳酸镧被批准为终末期肾功能衰竭的情况下, Shire制药 (FOSRENOL ),以吸收多余的磷酸盐药物。 

镧,氟化中使用的荧光体的灯泡涂料。 掺铕,氟化,同时也施加在晶体膜的氟离子选择性电极 。

喜欢辣根过氧化物酶 ,镧用于作为电子致密示踪剂的分子生物学 。

镧改性膨润土(或phoslock )是用来去除水中磷酸盐从湖中处理

关键词导读:废金属回收

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