Saltu al enhavo

Lantano

Redakti ligilojn
El Vikipedio, la libera enciklopedio

Y
↑
La
↓
Ac

Ba ← lantano → Ce

•

Xe 5d1 6s2

139 La
57
•
• • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
↓Perioda tabelo de elementoj↓
ĥemia elemento • ĥemiaĵo
Ĝeneralaj informoj
Nomo (latine), simbolo, numero lantano (lanthanum), La, 57
CAS-numero 7439-91-0
Loko en perioda tabelo 3-a grupo, 6-a periodo, bloko d
Karakteriza grupo Lantanoidoj
abundeco en terkrusto 0,0039 %
Nombro de naturaj izotopoj 2
Aspekto argenta-blanka solido
Atomaj ecoj
Relativa atompezo 138.90547 amu
Atomradiuso 195 pm
Kovalenta radiuso 207 pm
Radiuso de van der Waals 240 pm
Elektrona konfiguracio Xe 5d1 6s2
Elektronoj en ĉiu energia ŝelo 2; 8; 18; 18; 9; 2
Oksidiĝa nombro +3
Fizikaj ecoj
Materia stato solida
Kristala strukturo heksagona
Denseco 6,162 g/cm3
Malmoleco 2,5 (Mohs-skalo)
Magneta konduto paramagneta
Degelpunkto 920 °C (1193,15 K)
Bolpunkto 3464 °C (3737,15 K)
Molvolumeno 22,39 · 10−6 m3/mol
Specifa varmokapacito 195 J/(kg · K)
Elektra konduktivo 1,6 · 106 S/m
Termika konduktivo 13,4 W/(m · K)
Diversaj
Elektronegativeco 1.1 (Pauling-skalo)
Joniga energio 538,1 kJ/mol
Izotopoj
Izotopo Naturapero t1/2 radioaktiveco de disfalo Energio de disfalo MeV Produkto de radioaktiva disfalo
139La 99,911 % estas stabila kun 82 neŭtronoj
138La 0,089 % 1,02 · 1011 a ε 1,737 138Ba
Se ne estas indikite alie, estas uzitaj unuoj de SI kaj SVP.

Lantano estas venena kemia elemento en la perioda tabelo kiu havas la simbolon La kaj la atomnumeron 57. Ĝi estas mola arĝent-kolora metalo kaj la unua el la lantanoidoj, kiuj estas Raraj teroj. Lantano ofte troviĝas kun cerio kaj aliaj raraj teraj elementoj. Lantano unue estis malkovrita kiel malpuraĵo en ceria nitrato. Lantano estas la 28-a plej abunda elemento en la terkrusto, preskaŭ trioble pli abunda ol plumbo. Lantano respondecas pri proksimume kvarono de la lantanida enhavo en mineraloj kiel monazito kaj bastnesito.[1] La procezo de ekstraktado de lantanio el ĉi tiuj mineraloj estis ekstreme kompleksa, kaj pura lantana metalo ne estis izolita ĝis 1923.

Trajtoj

[redakti | redakti fonton]
Lantano

Lantano estas mola metalo. Lantano havas relative altan rezistecon de 615 nΩm ĉe ĉambra temperaturo; kompare, aluminio, bona konduktilo, havas rezistecon de nur 26,50 nΩm.[2] Lantano estas la malplej volatila elemento en la lantanida serio.[3]

Lantano havas la plej grandan atomradiuson el la lantanidoj. Tial, ĝi estas la plej reaktiva inter ili, makuliĝante sufiĉe rapide en aero, fariĝante tute malhela post pluraj horoj kaj povas facile bruli por formi lantanan(III) oksidon, La2O3, kiu estas preskaŭ tiel baza kiel kalcia oksido.[4] Centimetra granda specimeno de lantano korodos tute en jaro, ĉar ĝia oksido disfalas kiel fera rusto, anstataŭ formi protektan oksidan tegaĵon kiel aluminio, skandio, itrio kaj lutecio.[5] Lantano, varmiĝante, formos binarajn kombinaĵojn kun la nemetaloj nitrogeno, karbono, sulfuro, fosforo, boro, seleno, silicio kaj arseno.[6] Lantano reagas malrapide kun akvo por formi lantanan(III) hidroksidon, La(OH)3.[5][7]

Kelkaj lantanaj(II) kombinaĵoj ankaŭ estas konataj, sed ili estas multe malpli stabilaj.[6] Tial, oficiale nomante kombinaĵojn de lantano, ĝia oksidiĝa nombro ĉiam estu menciita.

Produktado

[redakti | redakti fonton]

La koncentriĝo de lantano en la terkrusto estas 39 mg/kg,[8] dua nur post neodimo (41.5 mg/kg) kaj cerio (66.5 mg/kg). Unu el la kialoj, kial lantano estas konsiderata "rara tero" metalo, estas ke ĝia minadprocezo estas malfacila, tempopostula kaj multekosta.[6][9]

Aplikoj

[redakti | redakti fonton]

La unua historia apliko de lantano estis en gaslanternaj manteloj.

Modernaj uzoj de lantano inkluzivas:

  • Unu materialo uzata por anoda materialo de nikel-metalaj hidridaj baterioj estas La(Ni3.6Mn0.4Al0.3Co0.7). Pro la alta kosto por ekstrakti la aliajn lantanidojn, miksmetalo kun pli ol 50% da lantano estas uzata anstataŭ pura lantano. La kombinaĵo estas intermetala komponanto de la tipo AB5.[10] NiMH-baterioj troveblas en multaj modeloj de la Toyota Prius venditaj en Usono. Ĉi tiuj pli grandaj nikel-metalaj hidridaj baterioj postulas grandegajn kvantojn da lantano por la produktado. La Toyota Prius NiMH-baterio de 2008 postulas 10 ĝis 15 kilogramojn (22 ĝis 33 funtojn) da lantano. Ĉar inĝenieroj antaŭenigas la teknologion por pliigi fuelefikecon, duoble tiu kvanto da lantano povus esti bezonata por ĉiu veturilo.[11]
  • Hidrogenaj spongaj alojoj povas enhavi lantanon. Ĉi tiuj alojoj kapablas stoki ĝis 400-oble sian propran volumenon de hidrogena gaso en reigebla adsorba procezo. Varmenergio liberiĝas ĉiufoje kiam ili faras tion; tial ĉi tiuj alojoj havas eblecojn en energiŝparaj sistemoj.[12]
  • Mischmetalo, pirofora alojo uzata en pli malpezaj silikoj, enhavas 25% ĝis 45% lantanon.[13]
  • Lantana oksido kaj la borido estas uzataj en elektronikaj elektrontuboj kiel varmaj katodmaterialoj kun forta emisiemo de elektronoj. Kristaloj de LaB6 estas uzataj en alt-brilaj, plilongigitaj, termionaj elektron-emisiaj fontoj por elektronmikroskopoj kaj Hall-efikaj propulsiloj.[14][15]
  • Lantana trifluorido (LaF3)[16] estas esenca komponanto de peza fluorida vitro nomata ZBLAN. Ĉi tiu vitro havas superan transmitancon en la infraruĝa gamo kaj tial estas uzata por fibro-optikaj komunikaj sistemoj.[17]
  • Cerio-dopitaj lantana bromido kaj lantana klorido estas la lastatempaj neorganikaj scintililoj, kiuj havas kombinaĵon de alta lumrendimento, plej bona energia distingivo kaj rapida respondo. Ilia alta rendimento konvertiĝas en superan energian distingivon; krome, la lumeligo estas tre stabila kaj sufiĉe alta super tre larĝa gamo de temperaturoj, igante ĝin aparte alloga por alt-temperaturaj aplikoj. Ĉi tiuj scintililoj jam estas vaste uzataj komerce en detektiloj de neŭtronoj aŭ gama-radioj.[18]
  • Karbonarkaj lampoj uzas miksaĵon de raraj teraj elementoj por plibonigi la lumkvaliton. Ĉi tiu apliko, precipe fare de la filmindustrio por studia lumigado kaj projekcio, konsumis ĉirkaŭ 25% de la produktitaj raraj teraj kombinaĵoj ĝis la elfazigo de karbonarkaj lampoj.[19]
  • Lantana(III) oksido (La2O3) plibonigas la alkalan reziston de vitro kaj estas uzata en la fabrikado de specialaj optikaj vitroj, kiel ekzemple infraruĝ-absorbanta vitro, same kiel fotilaj kaj teleskopaj lensoj, pro la alta refrakta indico kaj malalta disperso de raraj teraj vitroj.[2] Lantana oksido ankaŭ estas uzata kiel aldonaĵo por grenkresko dum la likva-faza sintrado de silicia nitrido kaj zirkonia diborido.[20]
  • Malgrandaj kvantoj de lantano aldonita al ŝtalo plibonigas ĝian maleblecon, reziston al frapo kaj duktilecon, dum aldono de lantano al molibdeno malpliigas ĝian malmolecon kaj sentemon al temperaturŝanĝiĝoj.[2]
  • Malgrandaj kvantoj de lantano ĉeestas en multaj naĝejaj produktoj por forigi la fosfatojn, kiuj nutras algojn.[21]
  • Lantana oksida aldonaĵo al volframo estas uzata en gasaj volframaj arkaj veldaj elektrodoj, kiel anstataŭaĵo por radioaktiva torio.[22]
  • Diversaj kombinaĵoj de lantano kaj aliaj raraj teraj elementoj (oksidoj, kloridoj, triflatoj, ktp.) estas komponantoj de diversaj katalizoj, kiel ekzemple naftofendaj kataliziloj.[23]
  • Lantan-baria radiometrika datado estas uzata por taksi la aĝon de rokoj kaj ercoj, kvankam la tekniko havas limigitan popularecon.[24]
  • Lantana karbonato estis aprobita kiel medikamento (Fosrenol, Shire Pharmaceuticals) por absorbi troan fosfaton en kazoj de hiperfosfatemio vidita en finstadia rena malsano.[25]
  • Lantana fluorido estas uzata en fosforaj lampotegaĵoj. Miksita kun eŭropia fluorido, ĝi ankaŭ estas aplikata en la kristala membrano de fluoridaj jon-selektemaj elektrodoj.[6]
  • Simile al krenoperoksidazo, lantano estas uzata kiel elektron-densa spurilo en molekula biologio.[26]
  • Lantan-modifita bentonito (aŭ fosloko) estas uzata por forigi fosfatojn el akvo en lagotraktadoj.[27]
  • Lantana telurido (La3Te4) estas konsiderata aplikata en la kampo de radioizotopa elektrosistemo (nuklea elektrocentralo) pro siaj signifaj konvertaj kapabloj. La transmutaciitaj elementoj kaj izotopoj en la segmento ne reagos kun la materialo mem, tiel prezentante neniun damaĝon al la sekureco de la elektrocentralo. Kvankam oni suspektas, ke jodo, kiu povas esti generita dum transmutacio, reagas kun la segmento La3Te4, la kvanto de jodo estas sufiĉe malgranda por ne prezenti minacon al la elektrosistemo.[28]

Referencoj

[redakti | redakti fonton]
  1. ↑ Monazito - (Ce) Mineralaj Datumoj". Webmineral. Prenite la 10an de julio 2016.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Lide, D. R., red. (2005). CRC Manlibro de Kemio kaj Fiziko (86-a eld.). Boca Raton, Florido: CRC-Gazetaro. ISBN: 0-8493-0486-5.
  3. ↑ "Radiokemio de la raraj teraj elementoj, skandio, itrio kaj aktinio" (PDF) (Raporto). Los Alamos, NM: Los Alamos Nacia Laboratorio. Arkivita el la originalo (PDF) je la 31a de aŭgusto 2021. Prenita la 23an de junio 2016 - per lanl.gov.
  4. ↑ "Testo pri Longdaŭra Aera Malkovro al Raratera Metalo". Prenite la 8-an de aŭgusto 2009.
  5. ↑ 5,0 5,1 "Kemiaj reakcioj de lantano". Webelements. Prenite la 6an de junio 2009.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Patnaik, Pradyot (2003). Manlibro de Neorganikaj Kemiaj Komponaĵoj. McGraw-Hill. pp. 444–446. ISBN 978-0-07-049439-8. Prenite la 6an de junio 2009.
  7. ↑ lantanan(III) hidroksidon, CAS #: 14507-19-8
  8. ↑ "Ĝi estas elementa — la perioda tabelo de elementoj". Edukado. jlab.org. Newport News, VA: Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Arkivita de la originalo je la 29a de aprilo 2007. Prenita la 14an de aprilo 2007.
  9. ↑ Lantano: Elementaj Ecoj kaj Uzoj
  10. ↑ "Ene de la Nikela Metala Hidrida Baterio" (PDF). Arkivita el la originalo (PDF) je la 27a de februaro 2009. Prenita la 6an de junio 2009.
  11. ↑ Bauerlein, P.; Antonius, C.; Loffler, J.; Kumpers, J. (2008). "Progreso en alt-potencaj nikel-metalaj hidridaj baterioj". Journal of Power Sources. 176 (2): 547. Bibcode:2008JPS...176..547B. doi:10.1016/j.jpowsour.2007.08.052.
  12. ↑ Uchida, H. (1999). "Hidrogena solvebleco en hidrogenaj stokadaj alojoj bazitaj sur raraj teroj". Internacia Revuo pri Hidrogena Energio. 24 (9): 871–877. Bibcode:1999IJHE...24..871U. doi:10.1016/S0360-3199(98)00161-X.
  13. ↑ Hammond, C.R. (2000). "La Elementoj". Manlibro de Kemio kaj Fiziko (81-a eld.). CRC-eldonejo. ISBN 978-0-8493-0481-1.
  14. ↑ Sommerville, Jason D. & King, Lyon B. "Efiko de Katoda Pozicio sur Hala-Efika Reakcia Motoro-Efikeco kaj Katoda Kupla Tensio" (PDF). 43-a AIAA/ASME/SAE/ASEE Komuna Propulsa Konferenco kaj Ekspozicio, 8-11 julio 2007, Cincinnati, OH. Arkivita de la originalo (PDF) je la 20a de julio 2011. Prenita la 6an de junio 2009.
  15. ↑ Kio estas Lantana Heksaborida Elektrodo, Prenita la 28an de aprilo 2024.
  16. ↑ Lantana trifluorido (LaF3) (CAS No. 13709-38-1)
  17. ↑ Harrington, James A. Infraruĝa fibro-optiko (PDF) (Raporto). Universitato Rutgers. Arkivita el la originalo (PDF) je la 2a de aŭgusto 2010.
  18. ↑ "BrilLanCe-NxGen" (PDF). Detektiloj. oilandgas.saint-gobain.com. Arkivita el la originalo (PDF) je la 29a de aprilo 2011. Prenita la 6an de junio 2009.
  19. ↑ Hendrick, James B. (1985). "Raraj Terelementoj kaj Yttrio". Mineralaj Faktoj kaj Problemoj (Raporto). Agentejo pri Minejoj. p. 655. Bulteno 675.
  20. ↑ Kim, K; Shim, Kwang Bo (2003). "La efiko de lantano sur la fabrikado de ZrB2–ZrC-kompozitoj per sparkplasma sintrado". Materials Characterization. 50: 31–37. doi:10.1016/S1044-5803(03)00055-X.
  21. ↑ Pool Care Basics. pp. 25–26.
  22. ↑ Cary, Howard B. (1995). Aŭtomatigo de Arkveldado. CRC Press. p. 139. ISBN 978-0-8247-9645-7.
  23. ↑ C. K. Gupta; Nagaiyar Krishnamurthy (2004). Ekstrakta metalurgio de raraj teroj. CRC Press. p. 441. ISBN 978-0-415-33340-5.
  24. ↑ S. Nakai; A. Masuda; B. Lehmann (1988). "La-Ba Renkontiĝo de Bastnaesite" (PDF). Amerika mineralogo. 7 (1–2): 1111. Bibcode:1988ChGeo..70...12N. doi:10.1016/0009-2541(88)90211-2.
  25. ↑ "FDA aprobas Fosrenol(R) en pacientoj kun fina rena malsano (ESRD)". 28a de oktobro 2004. Arkivita de la originalo je la 26a de aprilo 2009. Prenita la 6an de junio 2009.
  26. ↑ Chau YP; Lu KS (1995). "Esploro pri la sangogangliaj baraj ecoj en simpataj ganglioj de ratoj per uzado de lantanaj jonoj kaj krenoperoksidazo kiel spuriloj". Acta Anatomica. 153 (2): 135–144. doi:10.1159/000313647. ISSN 0001-5180. PMID 8560966.
  27. ↑ Hagheseresht; Wang, Shaobin; Do, D. D. (2009). "Nova lantan-modifita bentonito, Phoslock, por fosfatforigo el kloakaĵoj". Applied Clay Science. 46 (4): 369–375. Bibcode:2009ApCS...46..369H. doi:10.1016/j.clay.2009.09.009.
  28. ↑ R. Smith, Michael B.; Whiting, Christopher; Barklay, Chad (2019). "Nukleaj Konsideroj por la Apliko de Lantana Telurido en Estontaj Radioizotopaj Potencosistemoj". 2019 IEEE Aerospaca Konferenco. pp. 1–11. doi:10.1109/AERO.2019.8742136. ISBN 978-1-5386-6854-2. OSTI 1542236. S2CID 195221607.

Vidu ankaŭ

[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj

[redakti | redakti fonton]
Elŝutita el "https://eo.wikipedia.org/w/index.php?title=Lantano&oldid=9089447"