Получаване, свойства и приложение на лантан

Получаване на метален лантан чрез нагряване на лантанов хлорид с калий. Физични и химични свойства на лантана, приложението му за производство на стъкло, керамични електрически нагреватели, съхранение на водород от метален хидрид и електроника.

лантан

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru/

4. Биологична роля

Библиография

Лантанът като химичен елемент не можеше да бъде открит 36 години. През 1803 г. 24-годишният шведски химик Йонс Якоб Берцелиус изследва минерала, известен днес като церит. В този минерал са открити итриева земя и друга рядка земя, много подобна на итрия. Нарекоха го церий. През 1826 г. Карл Мозандер изследва цериевата пръст и заключава, че тя е хетерогенна, че освен церий съдържа още един нов елемент. Мозандер успява да докаже сложността на цериевата пръст едва през 1839 г. Той успява да изолира нов елемент, когато разполага с по-голямо количество церит.

Металният лантан, разбира се, далеч от чистотата, е получен за първи път от Мозандер чрез нагряване на лантанов хлорид с калий. В наши дни в индустриален мащаб лантанът се получава с чистота над 99%; предимно от монацит и бастнесит, както и церий и всички други елементи от подгрупата на церия.

Мозанитът е тежък, лъскав минерал, обикновено жълто-кафяв, но понякога с други цветове, тъй като не се различава по състав. Най-точно неговият състав се описва с такава странна формула: (REE) RO4: това означава, че монацитът е фосфат на редка земяелементи (REE). Обикновено в моналита 50-68% REE оксиди и 22-31,5% P2O5. Освен това съдържа до 7% циркониев диоксид, 10% (средно) ториев диоксид и 0,1-0,3% уран. Тези цифри ясно показват защо в наше време пътищата на редкоземната и ядрената индустрии са тясно преплетени. Монацитните разсипи са разпространени по бреговете на реки, езера и морета на всички континенти. В началото на века (данни за 1909 г.) 92% от световното производство на редкоземни суровини, предимно монацит, идва от Бразилия. След 1950 г., във връзка с развитието на ядрената индустрия, САЩ стават хегемон сред капиталистическите страни в добива и преработката на редкоземни суровини.

За получаване на монацитов концентрат с чистота 92 - 96% се използва комплекс от гравитационни, магнитни и електростатични методи за обогатяване. В резултат на това по пътя се получават илменит, рутил, циркон и други ценни концентрати.

Като всеки минерал, монацитът трябва да се "отвори". Най-често монацитният концентрат се третира за това с концентрирана сярна киселина (алкалният метод за отваряне на монацит също стана широко разпространен). Получените сулфати на редкоземни елементи и торий се излугват със студена вода. След като преминат в разтвор, силициевият диоксид и част от циркона, които не са се отделили в предишните етапи, остават в утайката.

На следващия етап се отделя краткотрайният мезоторий (радий - 228), а след това и самият торий - понякога заедно с церий, понякога отделно. След изолирането на церия по-голямата част от лантана остава в разтвор, който обикновено се получава под формата на LaCl3 хлорид. Електролизата на разтопен хлорид произвежда лантан с чистота до 99,5%. Още по-чист лантан - 99,79% и по-висок се получава чрез калциев термичен метод. Това е класическата, традиционна технология. Както виждаме,получаването на елементарен лантан е сложен въпрос.

Отделянето на лантанидите - от празеодим до лутеций - изисква още повече усилия и пари, и време, разбира се. Ето защо през последното десетилетие химици и технолози в много страни по света се стремят да създадат нови, по-модерни методи за разделяне на тези елементи. Такива методи - екстракция и йонообмен - бяха създадени и въведени в индустрията. Още в началото на 60-те години на миналия век инсталации, работещи на принципа на йонообмен, постигнаха 95% добив на редкоземни продукти с чистота до 99,9%.

2. Свойства

Физични свойства на лантана

ЛАНТАН (от гръцки lanthano - скриващ се; лат. Lanthanum) La, хим. елемент III гр. периодичен системи, атомен номер 57, атомна маса 138.9055; принадлежи към редкоземните елементи. Естественият лантан се състои от два изотопа 139La (99,911%) и радиоактивен 138La (0,089%).

Съдържанието на лантан в земната кора е 2.9.10-3% от теглото, в морската вода 2.9.10-6 mg/l. Заедно с други REE се намира в монацит, бастнесит, лопарит и апатит.