บ้าน      21/07/2023

องค์ประกอบทางเคมีของลูเทเทียม เซรามิกทนความร้อน Lutetium บางครั้งใช้ลูเทเทียมโครไมต์เพื่อสร้างการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทนความร้อน

อยู่ในกลุ่มแลนทาไนด์

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

องค์ประกอบในรูปของออกไซด์ถูกค้นพบโดยอิสระในปี 1907 โดย Georges Urban นักเคมีชาวฝรั่งเศส, Karl Auer von Welsbach นักแร่วิทยาชาวออสเตรีย และ Charles James นักเคมีชาวอเมริกัน พวกเขาทั้งหมดค้นพบลูทีเซียมเป็นสิ่งเจือปนในอิตเทอร์เบียมออกไซด์ ซึ่งในทางกลับกันถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2421 ว่าเป็นสิ่งเจือปนในเออร์เบียมออกไซด์ ซึ่งแยกได้ในปี พ.ศ. 2386 จากอิตเทรียมออกไซด์ซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2340 ในแร่แกโดลิไนต์ ธาตุหายากเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกันมาก ลำดับความสำคัญของการค้นพบเป็นของ J. Urban

ที่มาของชื่อ

ผู้ค้นพบ Georges Urbain ได้รับชื่อขององค์ประกอบจากชื่อภาษาละตินของปารีส - Lutetia Parisorum สำหรับอิตเทอร์เบียมซึ่งลูเทเซียมถูกแยกออกจากกัน เสนอชื่อนีโออิตเทอร์เบียม ฟอน เวลสบาค ผู้โต้แย้งเรื่องลำดับความสำคัญของการค้นพบธาตุดังกล่าว ได้เสนอชื่อแคสสิโอเปียมสำหรับลูทีเทียม และอัลเดบาเรเนียมสำหรับอิตเทอร์เบียม เพื่อเป็นเกียรติแก่กลุ่มดาวในซีกโลกเหนือและดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดของกลุ่มดาวราศีพฤษภ ตามลำดับ เนื่องจากเออร์เบนให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกในการแยกลูเทเซียมและอิตเทอร์เบียม ในปี พ.ศ. 2457 คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยน้ำหนักปรมาณูจึงได้ใช้ชื่อลูเทเซียม ซึ่งได้เปลี่ยนเป็นลูเทเทียมในปี พ.ศ. 2492 (ชื่อของรัสเซียไม่ได้เปลี่ยน) อย่างไรก็ตามจนถึงต้นทศวรรษ 1960 ชื่อแคสสิโอเปียถูกใช้ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน

ใบเสร็จ

เพื่อให้ได้ลูทีเซียม จะต้องแยกได้จากแร่ธาตุพร้อมกับธาตุหายากชนิดหนักอื่นๆ ลูเทเทียมถูกแยกออกจากแลนทาไนด์อื่นๆ โดยวิธีการสกัด การแลกเปลี่ยนไอออน หรือการตกผลึกแบบแยกส่วน และลูเทเซียมที่เป็นโลหะได้มาโดยรีดักชันด้วยแคลเซียมจากฟลูออไรด์ LuF 3

คุณสมบัติ

คุณสมบัติทางกายภาพ
ลูเทเทียมเป็นโลหะสีเงินขาวที่สามารถแปรรูปได้ง่าย เป็นธาตุที่หนักที่สุดในบรรดาแลนทาไนด์ทั้งในด้านน้ำหนักอะตอมและความหนาแน่น (9.8404 g/cm³) จุดหลอมเหลวของลูทีเซียม (1663 °C) สูงที่สุดในบรรดาธาตุหายากทั้งหมด เนื่องจากผลของการบีบอัดแลนทาไนด์ ลูทีเซียมจึงมีรัศมีอะตอมและไอออนิกที่เล็กที่สุดในบรรดาแลนทาไนด์ทั้งหมด

คุณสมบัติทางเคมี
ที่อุณหภูมิห้องในอากาศ ลูทีเซียมจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์หนาแน่น และที่อุณหภูมิ 400 °C จะออกซิไดซ์ เมื่อถูกความร้อน มันจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ซัลเฟอร์ และอโลหะอื่นๆ
ลูเทเทียมทำปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์เพื่อสร้างเกลือ เมื่อเกลือลูเทเซียมที่ละลายน้ำได้ (คลอไรด์, ซัลเฟต, อะซิเตต, ไนเตรต) ถูกระเหย จะเกิดผลึกไฮเดรตขึ้น
เมื่อสารละลายเกลือลูเทเซียมในน้ำทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรฟลูออริก จะเกิดตะกอนลูเทเซียมฟลูออไรด์ LuF 3 ที่ละลายน้ำได้เล็กน้อยมาก สารประกอบเดียวกันนี้สามารถรับได้จากการทำปฏิกิริยาลูเทเซียมออกไซด์ Lu 2 O 3 กับไฮโดรเจนฟลูออไรด์หรือฟลูออรีนที่เป็นก๊าซ
ลูเทเทียมไฮดรอกไซด์เกิดจากการไฮโดรไลซิสของเกลือที่ละลายน้ำได้

ลูทีเทียม - 71

ลูเทเทียม (Lu) เป็นธาตุหายาก, เลขอะตอม 71, มวลอะตอม 174.97, จุดหลอมเหลว 1652°C, ความหนาแน่น 9.8 g/cm3.
เมื่อในปี 1907 นักเคมีวิจัยชาวฝรั่งเศสนำธาตุอิตเทอร์เบียมที่ค้นพบในขณะนั้นมาวิเคราะห์สเปกตรัม พบว่าองค์ประกอบที่สันนิษฐานว่าเป็นอิสระนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบที่แตกต่างกันสององค์ประกอบ อันที่มีมวลอะตอมน้อยกว่าเรียกว่านีโอยตเทอร์เบียม และอันที่มีมวลอะตอมมากกว่านั้นเรียกว่าลูทีเซียม เพื่อเป็นเกียรติแก่เมืองโบราณลูเตเทียริมแม่น้ำแซน ซึ่งปัจจุบันเป็นที่ตั้งของเมืองปารีส
ลูเทเทียมมีอยู่ในเปลือกโลกในปริมาณที่น้อยมาก - 8x10-5% ของมวลทั้งหมด ในธรรมชาติ ลูทีเซียมพบได้ในทรายโมนาไซต์เป็นส่วนใหญ่ และในแร่อุตสาหกรรมซีโนไทม์ ยูเซไนต์ และบาสต์เนไซต์ ในวัตถุดิบจากธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น ลูทีเซียมออกไซด์บรรจุอยู่ในเศษส่วนของเปอร์เซ็นต์ของเนื้อหาทั้งหมด: ในยูเดียไลต์ - 0.43% ในทอมโทราเข้มข้นตามธรรมชาติ - 0.1%
ลูทีเซียมในธรรมชาติมีไอโซโทปอยู่ 2 ไอโซโทป หนึ่งในนั้นคือลูทีเซียม-176 มีกัมมันตภาพรังสี โดยมีกัมมันตภาพรังสีบีตาและมีอายุยืนยาว (ครึ่งชีวิตล้านปี) และไอโซโทปที่สองคือลูเทเซียม-175 มีความเสถียร ไอโซโทปกัมมันตรังสีเทียมได้ถูกสร้างขึ้น 32 ไอโซโทป โดยมีครึ่งชีวิตตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายร้อยวัน

มันค่อนข้างง่ายในการประมวลผลสามารถรีดเป็นกระดาษฟอยล์ที่สปริงได้ ลูเทเทียมเป็นธาตุหายากที่หนักที่สุด (ในความหนาแน่นเทียบได้กับโมลิบดีนัม) เป็นธาตุที่ทนไฟได้มากที่สุด เป็นธาตุที่ปล่อยออกมายากที่สุดและมีราคาแพงมาก
ที่อุณหภูมิห้องในอากาศ ลูทีเซียมจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ เมื่อได้รับความร้อนถึง 400°C จะออกซิไดซ์ได้ง่าย เมื่อถูกความร้อน มันจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ซัลเฟอร์ และอโลหะอื่นๆ ลูทีเซียมทำปฏิกิริยาได้ดีกับกรดแร่ทำให้เกิดเกลือ

ใบเสร็จ.

หลังจากแยกและเพิ่มคุณค่าจากส่วนผสมของโลหะหายากแล้ว จะได้ลูเทเซียมออกไซด์ Lu2O3 จากสมาธิ การแยกโลหะหายากทำได้โดยวิธีการตกผลึกแบบแยกส่วน การสกัด และการแลกเปลี่ยนไอออน เพื่อให้ได้โลหะลูเทเซียม ลูเทเซียมฟลูออไรด์จะถูกรีดิวซ์ด้วยแคลเซียม

แอปพลิเคชัน.

ลูทีเซียมที่มีราคาสูงมากจะจำกัดการใช้อย่างแพร่หลายอย่างมาก

  • โลหะวิทยา. เพื่อให้โลหะผสมโครเมียมมีลักษณะทางกลดีขึ้นและอำนวยความสะดวกในการแปรรูป โลหะผสมเหล่านี้จึงถูกผสมกับลูทีเซียม วัสดุทนความร้อนและโลหะผสมที่ผสมกับลูทีเซียมจะให้บริการได้นานกว่ามาก

  • วัสดุเลเซอร์ ไอออนลูทีเซียมถูกใช้เพื่อสร้างรังสีเลเซอร์ สารประกอบลูเทเทียมที่เจือด้วยโฮลเมียมและทูเลียมนั้นใช้ในการผลิตเลเซอร์พลังงานสูงสำหรับการป้องกันตัวและการแพทย์

  • ผู้ให้บริการข้อมูล สำหรับการผลิตสื่อจัดเก็บข้อมูลบนโดเมนแม่เหล็กทรงกระบอก จะใช้เฟอร์โรการ์เนตที่เจือด้วยลูทีเซียม

  • วัสดุแม่เหล็ก ในการสร้างโลหะผสมสำหรับแม่เหล็กถาวรที่ทรงพลังมาก มีการใช้สารประกอบลูเทเซียม-เหล็ก-อะลูมิเนียม และลูเทเซียม-เหล็ก-ซิลิคอน เพื่อสร้างแม่เหล็กถาวรที่มีพลังงานแม่เหล็กสูงมาก

  • เซรามิกทนความร้อน ในการสร้างการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ทนความร้อน บางครั้งจึงใช้ลูเทเซียมโครไมต์

  • พลังงานนิวเคลียร์. ลูเทเทียมออกไซด์ใช้ในการดูดซับนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ลูเทเทียมซิลิเกตเจือด้วยซีเรียมใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เป็นเครื่องตรวจจับอนุภาคในฟิสิกส์นิวเคลียร์ ฟิสิกส์ของอนุภาค และเวชศาสตร์ปรมาณู

  • LUTETIUM, Lu (lat. Lutetium; จากภาษาละติน Lutetia Parisiorum หรือ Lutetia -ลูเทเทีย ชื่อเมืองหลักของชนเผ่ากอลลิกแห่งปารีส กรุงปารีสสมัยใหม่ *ก. ลูทีเซียม; n. ลูทีเทียม, คาสซิโอเปียม; ฉ. ลูทีเซียม; และ. lutecio) เป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มที่ 3 ของตารางธาตุ เลขอะตอม 71 มวลอะตอม 174.967 จัดอยู่ในธาตุหายาก (กลุ่มย่อยอิตเทรียมของแลนทาไนด์) ลูทีเซียมธรรมชาติมีไอโซโทปสองชนิดคือ 175 Lu (97.4%) และ 176 Lu (2.6%); ส่วนหลังมีกัมมันตภาพรังสีภายใต้การสลายตัวของ R จะกลายเป็นไอโซโทปเสถียร 176 Hf, T1/2 = 35.4 พันล้านปี รู้จักไอโซโทปเทียมและไอโซเมอร์นิวเคลียร์ของลูทีเซียมมากกว่า 20 ชนิด ค้นพบในปี 1907 โดย J. Urbain () และเป็นอิสระโดย K. Auer von Welsbach () และ C. James ()

    ลูเทเทียมเป็นโลหะสีเงิน-ขาวอ่อนที่มีโครงผลึกอัดแน่นหกเหลี่ยม (a = 0.35031 nm, c = 0.5509 nm) ความหนาแน่น 9840 กก./ลบ.ม. จุดหลอมเหลวประมาณ 1660°C จุดเดือดประมาณ 3410°C ความจุความร้อน 26 .5 J/(mol.K) ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ 79.10 -4 (โอห์ม.ม.) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น 12.5.10 K -1 อัตราส่วนปัวซอง 0.233 ง่ายต่อการตัดเฉือน ลูเทเทียมมีสถานะออกซิเดชันที่ +3 ในอากาศ ลูทีเซียมถูกปกคลุมไปด้วยฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นและเสถียร และเมื่อถูกความร้อนถึง 400°C ก็จะออกซิไดซ์ ที่อุณหภูมิห้อง มันจะทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก ไนตริก ซัลฟิวริก และออร์โธฟอสฟอริก ที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 200°C) มันจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน โบรอน คาร์บอน ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ ออกไซด์ (เซสควิออกไซด์) Lu 2 O 3 ได้มาจากการสลายตัวด้วยความร้อนของลูเทเซียมไนเตรต ออกซาเลต และสารประกอบอื่น ๆ ที่สูงกว่า 800°C; ไตรฟลูออไรด์ (LuF 3) - การตกตะกอนจากสารละลายน้ำของเกลือลูเทเซียมภายใต้การกระทำของกรดไฮโดรฟลูออริกสามารถรับได้จากปฏิกิริยาของ Lu 2 O 3 กับก๊าซ HF, F 2 หรือ NH 4 HF 2, การสลายตัวทางความร้อนของคอมเพล็กซ์แอมโมเนียมฟลูออไรด์ที่ 400-500 ° C เป็นต้น .; ไฮดรอกไซด์ Lu(OH) 3 - โดยการบำบัดเกลือลูเทเซียมที่ละลายน้ำได้ด้วยด่าง ปริมาณลูทีเซียมในเปลือกโลกโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 8-10 -5% โดยน้ำหนัก ในน้ำทะเล 1.2.10 -6 มก./ล. หินกรดมีลูทีเซียม (1.10 -4%) มากกว่าเบสพื้นฐาน (6.10 -5%) และตะกอน (7.10 -5%) เช่นเดียวกับแลนทาไนด์อื่นๆ ลูทีเซียมมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยในแร่ธาตุหลายชนิดของกลุ่มย่อยอิตเทรียมของธาตุหายาก ซีโนไทม์ YPO 4, อิตเทรียไลต์ (Y, Th, U, Fe) 2 Si 2 O 7, แกโดลิไนต์ Y 2 FeBe 2 Si 2 O 10 , samarskite (Y , Er) (Nb, Ta) 2 O 6 เป็นต้น

    เมื่อประมวลผลปริมาณธาตุหายากที่แยกได้จากแร่ธาตุ ลูทีเซียมจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับเศษส่วนของธาตุหายากหนัก ลูเทเทียมถูกแยกออกจากธาตุหายากอื่น ๆ โดยวิธีสกัดและแลกเปลี่ยนไอออน ลูทีเซียมโลหะได้มาจากการลดแคลเซียมของ LuF 3 ใช้เป็นตัวดูดซับก๊าซในอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า ลูทีเซียมบริสุทธิ์ - เพื่อการวิจัย ลูเทเทียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบของเซรามิกทนความร้อน Lutetium trifluoride ใช้ในการผลิตวัสดุเลเซอร์ฟลูออไรด์

    กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสหพันธรัฐรัสเซีย

    FGBOUVPO "มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติระดับดัด"

    ภาควิชาเคมีอนินทรีย์

    ลูทีเทียม การผลิตลูทีเซียม

    เสร็จสิ้นโดย: นักศึกษาชั้นปีที่ 5

    ภาควิชาเคมีอนินทรีย์

    กลาซูโนวา อี.เอ.

    ตรวจสอบโดย: Korzanov V.S.

    ระดับการใช้งาน, 2014

    ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

    องค์ประกอบทางเคมี III gr. ระบบเป็นระยะ เป็นของธาตุหายาก (กลุ่มย่อยอิตเทรียมของแลนทาไนด์) ลูทีเทียมธรรมชาติประกอบด้วยสองไอโซโทป 175Lu (97.40%) และ 176Lu (2.6%); 176Lu มีกัมมันตภาพรังสี การกำหนดค่าของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอก 4f145s25p65d16s2; สถานะออกซิเดชัน +3

    องค์ประกอบในรูปของออกไซด์ถูกค้นพบโดยอิสระในปี 1907 โดย Georges Urban นักเคมีชาวฝรั่งเศส, Karl Auer von Welsbach นักแร่วิทยาชาวออสเตรีย และ Charles James นักเคมีชาวอเมริกัน พวกเขาทั้งหมดค้นพบลูทีเซียมเป็นสิ่งเจือปนในอิตเทอร์เบียมออกไซด์ ซึ่งในทางกลับกันถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2421 ว่าเป็นสิ่งเจือปนในเออร์เบียมออกไซด์ ซึ่งแยกได้ในปี พ.ศ. 2386 จากอิตเทรียมออกไซด์ซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2340 ในแร่แกโดลิไนต์ ธาตุหายากเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกันมาก ลำดับความสำคัญของการค้นพบเป็นของ J. Urban

    ที่มาของชื่อ

    ผู้ค้นพบ Georges Urbain ได้รับชื่อขององค์ประกอบจากชื่อภาษาละตินของปารีส - Lutetia Parisorum สำหรับอิตเทอร์เบียมซึ่งลูเทเซียมถูกแยกออกจากกัน เสนอชื่อนีโออิตเทอร์เบียม ฟอน เวลสบาค ผู้ท้าทายลำดับความสำคัญของการค้นพบธาตุดังกล่าว ได้เสนอชื่อแคสสิโอเปียมสำหรับลูทีเทียม และอัลเดบาเรเนียมสำหรับอิตเทอร์เบียม เพื่อเป็นเกียรติแก่กลุ่มดาวในซีกโลกเหนือและดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดของกลุ่มดาวราศีพฤษภ เนื่องจากเออร์เบนให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกในการแยกลูเทเซียมและอิตเทอร์เบียม ในปี พ.ศ. 2457 คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยน้ำหนักปรมาณูจึงได้ใช้ชื่อลูเทเซียม ซึ่งได้เปลี่ยนเป็นลูเทเทียมในปี พ.ศ. 2492 (ชื่อของรัสเซียไม่ได้เปลี่ยน) อย่างไรก็ตามจนถึงต้นทศวรรษ 1960 ชื่อแคสสิโอเปียถูกใช้ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน

    คุณสมบัติ

    คุณสมบัติทางกายภาพ

    ลูเทเทียมเป็นโลหะสีเงินขาวที่สามารถแปรรูปได้ง่าย เป็นธาตุที่หนักที่สุดในบรรดาแลนทาไนด์ทั้งในด้านน้ำหนักอะตอมและความหนาแน่น (9.8404 g/cm3 ³). จุดหลอมเหลวของลูทีเซียม (1663 °C) สูงที่สุดในบรรดาธาตุหายากทั้งหมด เนื่องจากผลของการบีบอัดแลนทาไนด์ ลูทีเซียมจึงมีรัศมีอะตอมและไอออนิกที่เล็กที่สุดในบรรดาแลนทาไนด์ทั้งหมด

    คุณสมบัติทางเคมี

    ที่อุณหภูมิห้องในอากาศ ลูทีเซียมจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์หนาแน่น และที่อุณหภูมิ 400 °C จะออกซิไดซ์ เมื่อถูกความร้อน มันจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ซัลเฟอร์ และอโลหะอื่นๆ

    ลูเทเทียมทำปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์เพื่อสร้างเกลือ

    ไฮโดรเปอร์ออกไซด์(OH) 2(OOH)nH 2O ได้มาจากสารละลายเกลือหรือจากไฮดรอกไซด์ในรูปของตะกอนเจลาตินัสโดยการกระทำของอัลคาไลและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

    สันนิษฐานว่ากลไกต่อไปนี้ในการก่อตัวของไฮโดรเปอร์ออกไซด์:

    (โอ้) 3+ฮ 2โอ 2→ ลู(OH) 2(OOH)+ช 2โอ

    ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ไม่เสถียรมาก เมื่ออยู่ในสภาวะสมดุลกับสารละลายที่เป็นน้ำ จะสูญเสียออกซิเจนที่แอคทีฟไปบางส่วน เอชเข้มข้น 2ดังนั้น 4สลายตัวด้วยการปล่อยโอโซน ภายใต้อิทธิพลของเจือจาง H 2ดังนั้น 4เอชถูกปล่อยออกมา 2โอ 2; CO ก็ใช้งานได้ 2และกรดหลายชนิด เมื่อทำให้แห้งบนความเข้มข้นของ H 2ดังนั้น 4เปอร์ออกไซด์สูญเสียน้ำและส่วนหนึ่งของออกซิเจนที่ใช้งานอยู่ ที่ 200 º เมื่อกำจัดออกซิเจนออกฤทธิ์อย่างสมบูรณ์เกิดขึ้น Lutetium hydroperoxide จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม

    ซัลเฟต

    องค์ประกอบของลูเทเซียมซัลเฟตไฮเดรต Lu 2(ดังนั้น 4)3เอ็นเอช 2O เตรียมโดยการละลายออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ หรือคาร์บอเนตในกรดซัลฟิวริกเจือจางแล้วจึงระเหยสารละลาย ซัลเฟตจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับน้ำที่ตกผลึกต่างกัน: Lu - 8

    แอนไฮดรัสซัลเฟต

    ได้มาจากการให้ความร้อนไฮเดรตเป็น 600-650 º C หรือการกระทำของ H ที่เข้มข้น 2ดังนั้น 4บนลู 2โอ 3ด้วยความร้อนแรงตามด้วยการขจัดกรดส่วนเกิน ขั้นแรกจะเกิดกรดซัลเฟตซึ่งสลายตัวเมื่อถูกความร้อน:

    2โอ 3+ 6ชม 2ดังนั้น 4→ 2Ln(HSO 4)3+ 3 ชม 2โอ้

    แอลเอ็น(HSO 4)3→ Ln 2(ดังนั้น 4)3+3SO 3+ 3 ชม 2โอ

    การให้ความร้อนเพิ่มเติมจะทำให้เกิดเกลือพื้นฐาน และที่อุณหภูมิประมาณ 900°C องค์ประกอบของเกลือจะสอดคล้องกับสูตร Lu 2เกี่ยวกับ 3∙ดังนั้น 3. ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C เกลือหลักจะกลายเป็นออกไซด์

    แอนไฮดรัส ลู ซัลเฟต 2(ดังนั้น 4)3เป็นผงดูดความชื้น ให้ละลายดีในน้ำเย็น

    ไทโอซัลเฟต 2(ส 2โอ 3)3 เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมหรือแบเรียมไทโอซัลเฟตกับเกลือลูเทเซียม ไธโอซัลเฟตละลายน้ำได้สูง จึงไม่ตกตะกอนจากสารละลายเจือจาง จากสารละลายเข้มข้นจะค่อยๆตกตะกอนในรูปของมวลผง ไธโอซัลเฟตถูกทำให้เค็มโดยสมบูรณ์จากสารละลายด้วยเมทิลหรือเอทิลแอลกอฮอล์ เมื่อสารละลายมีความเป็นกรดด้วยกรดไฮโดรคลอริกจะสลายตัว:

    2(ส 2โอ 3)3→ ลู 2(ดังนั้น 3)3+ 3ส.

    อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 800-1,000 º C นำไปสู่การสลายตัวของไธโอซัลเฟตไปเป็นออกโซซัลไฟต์ Lu 2โอ(ดังนั้น 3)2.

    เซเลไนต์ 2(สอ. 3)3เอ็นเอช 2O ได้มาจากการกระทำกับเกลือลูเทเซียมกับโซเดียมซีลีไนต์หรือกรดซีลีนัส ละลายได้เล็กน้อยในน้ำและกรดแร่ ละลายได้ในกรดแร่เมื่อมี H 2โอ 2.

    ไนเตรต(NO 3)3ได้จากปฏิกิริยา:

    2โอ 3+6น 2โอ 4→ 2ลู(หมายเลข 3)3+3น 2โอ 3.

    ในรูปของผลึกไฮเดรตไนเตรตได้จากการละลายลูเทเซียมออกไซด์ไฮดรอกไซด์และคาร์บอเนตในกรดไนตริกตามด้วยการระเหยของสารละลาย:

    2โอ 3+6HNO 3→ 2ลู(หมายเลข 3)3+ 3 ชม 2โอ้ 2(อ 3)3+6HNO 3→ 2ลู(หมายเลข 3)3+ 3 ชม 2O+3CO 2.

    2(ค 2โอ 4)3+ 3SiO 2+3/2O 2= ลู 2(ซิโอ 3)3+6CO 2.

    ซิลิเกตไม่ละลายในน้ำ เป็นที่ยอมรับกันว่าลูทีเซียมก่อตัวเป็นลูออร์โธซิลิเกต 2โอ 3SiO 2และลูไพโรซิลิเกต 2โอ 32SiO 2.

    โมลิบเดต 2(มธ 4)3ได้มาจากการผสมลูทีเซียมคลอไรด์กับโมลิบเดตของโลหะอัลคาไล หรือโดยการทำให้ไฮเดรตของผลึกโมลิบเดตโมลิบเดตแห้งโดยการให้ความร้อนจนละลาย สามารถหาได้จากการผสม Lu 2โอ 3กับกระทรวงมหาดไทย 3ที่ 850-900 º กับ.

    ลูเทเทียม โมลิบเดตทำให้เกิดเกลือคู่กับโมลิบเดตของโลหะอื่นๆ ได้จากการตกผลึกจากการหลอมที่มีออกไซด์ของลูทีเซียม โมลิบดีนัม และธาตุอัลคาไลน์ โดยการตกผลึกจากการหลอมที่มีลูเทเซียมโมลิบเดตและโมลิบเดตธาตุอัลคาไล โมลิบเดตคู่ขององค์ประกอบ MeLu(MoO4) )2

    ลูทีเซียม
    ลูเทเทียม (Lu), 71 มวลอะตอม
    (มวลโมล)

    174.9668(1) ก. em (กรัม/โมล)

    การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ รัศมีอะตอม คุณสมบัติทางเคมี รัศมีโควาเลนต์ รัศมีไอออน อิเล็กโทรเนกาติวีตี้

    1.27 (พอลลิ่งสเกล)

    ศักยภาพของอิเล็กโทรด

    Lu←Lu3+ -2.30 V

    สถานะออกซิเดชัน พลังงานไอออไนเซชัน
    (อิเล็กตรอนตัวแรก)

    513.0 (5.32) กิโลจูล/โมล (eV)

    คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของสารอย่างง่าย ความหนาแน่น (ที่สภาวะปกติ)

    9.8404 ก./ซม.³

    อุณหภูมิหลอมละลาย อุณหภูมิเดือด อุดร ความร้อนของการกลายเป็นไอ

    414 กิโลจูล/โมล

    ความจุความร้อนของกราม

    26.5 J/(K โมล)

    ปริมาณฟันกราม

    17.8 ซม.ลบ./โมล

    โครงตาข่ายคริสตัลของสารธรรมดา โครงสร้างขัดแตะ

    หกเหลี่ยม

    พารามิเตอร์ขัดแตะ อัตราส่วน c/a ลักษณะอื่นๆ การนำความร้อน

    (300 K) (16.4) W/(ม.K)

    71 ลูทีเทียม
    ลู 174,967
    4f145d16s2

    ลูทีเทียม- องค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในกลุ่มแลนทาไนด์

    • 1 ประวัติศาสตร์การค้นพบ
    • 2 ที่มาของชื่อ
    • 3 ใบเสร็จรับเงิน
      • 3.1 ราคา
    • 4 คุณสมบัติ
      • 4.1 คุณสมบัติทางกายภาพ
      • 4.2 คุณสมบัติทางเคมี
      • 4.3 การตัดสินใจเชิงวิเคราะห์
    • 5 การสมัคร
      • 5.1 สื่อเก็บข้อมูล
      • 5.2 วัสดุเลเซอร์
      • 5.3 วัสดุแม่เหล็ก
      • 5.4 เซรามิกนำไฟฟ้าทนความร้อน
      • 5.5 ฟิสิกส์นิวเคลียร์และพลังงาน
      • 5.6 การนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง
      • 5.7 โลหะวิทยา
    • 6 ไอโซโทป
    • 7 ความชุกในธรรมชาติ
    • 8 บทบาททางชีวภาพ
    • 9 หมายเหตุ
    • 10 ลิงค์

    ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

    องค์ประกอบในรูปของออกไซด์ถูกค้นพบโดยอิสระในปี 1907 โดย Georges Urban นักเคมีชาวฝรั่งเศส, Karl Auer von Welsbach นักแร่วิทยาชาวออสเตรีย และ Charles James นักเคมีชาวอเมริกัน พวกเขาทั้งหมดค้นพบลูทีเซียมเป็นสิ่งเจือปนในอิตเทอร์เบียมออกไซด์ ซึ่งในทางกลับกันถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2421 ว่าเป็นสิ่งเจือปนในเออร์เบียมออกไซด์ ซึ่งแยกได้ในปี พ.ศ. 2386 จากอิตเทรียมออกไซด์ซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2340 ในแร่แกโดลิไนต์ ธาตุหายากเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกันมาก ลำดับความสำคัญของการค้นพบเป็นของ J. Urban

    ที่มาของชื่อ

    ผู้ค้นพบ Georges Urbain ได้รับชื่อขององค์ประกอบจากชื่อภาษาละตินของปารีส - Lutetia Parisorum สำหรับอิตเทอร์เบียมซึ่งลูเทเซียมถูกแยกออกจากกัน เสนอชื่อนีโออิตเทอร์เบียม ฟอน เวลสบาค ผู้โต้แย้งเรื่องลำดับความสำคัญของการค้นพบธาตุดังกล่าว ได้เสนอชื่อแคสสิโอเปียมสำหรับลูทีเทียม และอัลเดบาเรเนียมสำหรับอิตเทอร์เบียม เพื่อเป็นเกียรติแก่กลุ่มดาวในซีกโลกเหนือและดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดของกลุ่มดาวราศีพฤษภ ตามลำดับ เนื่องจากเออร์เบนให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกในการแยกลูเทเซียมและอิตเทอร์เบียม ในปี พ.ศ. 2457 คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยน้ำหนักปรมาณูจึงได้ใช้ชื่อลูเทเซียม ซึ่งได้เปลี่ยนเป็นลูเทเทียมในปี พ.ศ. 2492 (ชื่อของรัสเซียไม่ได้เปลี่ยน) อย่างไรก็ตามจนถึงต้นทศวรรษ 1960 ชื่อแคสสิโอเปียถูกใช้ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน

    ใบเสร็จ

    เพื่อให้ได้ลูทีเซียม จะต้องแยกได้จากแร่ธาตุพร้อมกับธาตุหายากชนิดหนักอื่นๆ ลูเทเทียมถูกแยกออกจากแลนทาไนด์อื่นๆ โดยวิธีการสกัด การแลกเปลี่ยนไอออน หรือการตกผลึกแบบแยกส่วน และลูเทเซียมที่เป็นโลหะได้มาโดยรีดักชันด้วยแคลเซียมจากฟลูออไรด์ LuF3

    ราคา

    ราคาโลหะลูทีเซียมที่มีความบริสุทธิ์ >99.9% อยู่ที่ 3.5-5.5 พันดอลลาร์ต่อ 1 กิโลกรัม ลูเทเทียมเป็นโลหะที่มีราคาแพงที่สุดในบรรดาโลหะหายาก เนื่องจากความยากลำบากในการแยกมันออกจากส่วนผสมของธาตุหายากและมีการใช้งานอย่างจำกัด

    คุณสมบัติ

    คุณสมบัติทางกายภาพ

    ลูเทเทียมเป็นโลหะสีเงินขาวที่สามารถแปรรูปได้ง่าย เป็นธาตุที่หนักที่สุดในบรรดาแลนทาไนด์ทั้งในด้านน้ำหนักอะตอมและความหนาแน่น (9.8404 g/cm³) จุดหลอมเหลวของลูทีเซียม (1663 °C) สูงที่สุดในบรรดาธาตุหายากทั้งหมด เนื่องจากผลของการบีบอัดแลนทาไนด์ ลูทีเซียมจึงมีรัศมีอะตอมและไอออนิกที่เล็กที่สุดในบรรดาแลนทาไนด์ทั้งหมด

    คุณสมบัติทางเคมี

    ที่อุณหภูมิห้องในอากาศ ลูทีเซียมจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์หนาแน่น และที่อุณหภูมิ 400 °C จะออกซิไดซ์ เมื่อถูกความร้อน มันจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ซัลเฟอร์ และอโลหะอื่นๆ

    ลูเทเทียมทำปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์เพื่อสร้างเกลือ เมื่อเกลือลูเทเซียมที่ละลายน้ำได้ (คลอไรด์, ซัลเฟต, อะซิเตต, ไนเตรต) ถูกระเหย จะเกิดผลึกไฮเดรตขึ้น

    เมื่อสารละลายเกลือลูเทเซียมในน้ำทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรฟลูออริก จะเกิดการตกตะกอนของลูเทเซียมฟลูออไรด์ LuF3 ที่ละลายได้เล็กน้อยมาก สารประกอบเดียวกันนี้สามารถรับได้จากการทำปฏิกิริยาลูเทเซียมออกไซด์ Lu2O3 กับไฮโดรเจนฟลูออไรด์หรือฟลูออรีนที่เป็นก๊าซ

    ลูเทเทียมไฮดรอกไซด์เกิดจากการไฮโดรไลซิสของเกลือที่ละลายน้ำได้

    คำจำกัดความเชิงวิเคราะห์

    เช่นเดียวกับธาตุหายากอื่นๆ สามารถตรวจวัดด้วยแสงด้วยรีเอเจนต์ alizarin red C

    แอปพลิเคชัน

    ผู้ให้บริการข้อมูล

    เฟอร์โรการ์เน็ตที่เจือด้วยลูทีเซียม (เช่น แกโดลิเนียมแกลเลียมโกเมน, GGG) ใช้ในการผลิตสื่อจัดเก็บข้อมูล CMD (โดเมนแม่เหล็กทรงกระบอก)

    วัสดุเลเซอร์

    ใช้เพื่อสร้างรังสีเลเซอร์โดยใช้ลูทีเซียมไอออน Lutetium scandate, lutetium gallate, lutetium aluminate, เจือด้วยโฮลเมียมและทูเลียม, สร้างรังสีที่มีความยาวคลื่น 2.69 ไมครอน และมีไอออนนีโอไดเมียม - 1.06 ไมครอน และเป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับการผลิตเลเซอร์กำลังสูงเพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารและทางการแพทย์ .

    วัสดุแม่เหล็ก

    โลหะผสมสำหรับแม่เหล็กถาวรที่ทรงพลังมากของระบบลูเทเซียม-เหล็ก-อะลูมิเนียม และลูเทเซียม-เหล็ก-ซิลิคอนมีพลังงานแม่เหล็กสูงมาก มีความเสถียรของคุณสมบัติและมีจุดคูรีสูง แต่ลูทีเซียมที่มีราคาสูงมากจะจำกัดการใช้งานของลูทีเซียมไว้เฉพาะจุดที่สำคัญที่สุดเท่านั้น พื้นที่การใช้งาน (การวิจัยพิเศษ พื้นที่ และอื่นๆ)

    เซรามิกนำไฟฟ้าทนความร้อน

    Lutetium chromite มีประโยชน์บางอย่าง

    ฟิสิกส์นิวเคลียร์และพลังงาน

    ลูเทเทียมออกไซด์พบการใช้งานขนาดเล็กในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในฐานะตัวดูดซับนิวตรอนและยังเป็นเครื่องตรวจจับการกระตุ้นอีกด้วย ลูทีเซียมซิลิเกตผลึกเดี่ยว (LSO) ที่เจือด้วยซีเรียมเป็นสารเรืองแสงที่ดีมาก ดังนั้นจึงใช้สำหรับการตรวจจับอนุภาคในฟิสิกส์นิวเคลียร์ ฟิสิกส์ของอนุภาค และเวชศาสตร์นิวเคลียร์ (โดยเฉพาะในการตรวจเอกซเรย์การปล่อยโพซิตรอน)

    การนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง

    ลูเทเทียมออกไซด์ใช้ในการควบคุมคุณสมบัติของเซรามิกออกไซด์ของโลหะยิ่งยวด

    โลหะวิทยา

    การเติมลูทีเซียมลงในโครเมียมและโลหะผสมทำให้คุณสมบัติเชิงกลดีขึ้นและปรับปรุงความสามารถในการผลิต

    ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความสนใจอย่างมากในลูเทเซียมเกิดจากการที่เมื่อผสมวัสดุทนความร้อนและโลหะผสมจำนวนหนึ่งที่มีโครเมียม - นิกเกิลกับลูเทเซียม อายุการใช้งานของพวกมันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

    ไอโซโทป

    บทความหลัก: ไอโซโทปของลูทีเซียม

    ลูทีเทียมตามธรรมชาติประกอบด้วยสองไอโซโทป: 175Lu ที่เสถียร (ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป 97.41%) และเบต้ากัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาว 176Lu (ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป 2.59% ครึ่งชีวิต 3.78 · 1,010 ปี) ซึ่งสลายตัวเป็นแฮฟเนียม-176 ที่เสถียร กัมมันตภาพรังสี 176Lu ใช้ในเทคนิคหนึ่งของภูมิศาสตร์และจักรวาลวิทยานิวเคลียร์ (การหาคู่ลูทีเซียม-แฮฟเนียม) เป็นที่รู้จักกันในชื่อไอโซโทปรังสีเทียมของลูทีเซียม 32 ไอโซโทปเทียม (ตั้งแต่ 150Lu ถึง 184Lu) บางส่วนมีสถานะแพร่กระจายได้ (รวม 18 รายการ)

    เกลือที่ละลายน้ำได้มีความเป็นพิษต่ำ

    หมายเหตุ

    1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, เกลนดา โอคอนเนอร์, โธมัส วอลซิก, ชิเกอ โยเนดะ, เซียงคุน จู น้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบปี 2554 (รายงานทางเทคนิคของ IUPAC) // เคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ - 2556. - ฉบับที่. 85 ไม่ใช่ 5. - หน้า 1047-1078. - ดอย:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
    2. สารานุกรมเคมี: ใน 5 เล่ม. / คณะกรรมการกองบรรณาธิการ: Knunyants I. L. (หัวหน้าบรรณาธิการ) - มอสโก: สารานุกรมโซเวียต, 2533. - ต. 2. - หน้า 619. - 671 น. - 100,000 เล่ม
    3. WebElements ตารางธาตุขององค์ประกอบ | ลูทีเทียม | โครงสร้างคริสตัล
    4. ราคาลูทีเซียม
    5. ราคาสารประกอบโลหะหายาก
    6. ข้อมูลอ้างอิงจาก G. Audi, A.H. แวปสตรา และซี. ธิโบลต์ (2003) “การประเมินมวลอะตอม AME2003 (II)” ตาราง กราฟ และการอ้างอิง" ฟิสิกส์นิวเคลียร์ก 729 : 337-676. ดอย:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. รหัสสินค้า: 2003NuPhA.729..337A.
    7. 1 2 ข้อมูลอ้างอิงจาก G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot และ A. H. Wapstra (2003) "การประเมินคุณสมบัติทางนิวเคลียร์และการสลายตัวของ NUBASE" ฟิสิกส์นิวเคลียร์ก 729 : 3–128. ดอย:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. รหัสสินค้า: 2003NuPhA.729....3A.

    ลิงค์

    • Lutetium บน Webelements
    • ลูเทเทียมที่ห้องสมุดยอดนิยมขององค์ประกอบทางเคมี
    • ลูทีเทียม