Լանթան

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Լանթան
La

Լանթան, քիմիական տարր է, որի նշանն է La և ատոմային թիվը՝ 57։

Ատոմի կառուցվածք[խմբագրել]

Երրորդ խմբի երկրորդական ենթախմբի տարր է, գտնվում է 6-րդ պարբերությունում (լատ`Lanthanum): Ատոմային համարը 57 է, ատոմային զանգվածը` 138,9055 է: Բնության մեջ լանթանը հանդիպում է երկու իզոտոպների տեսքով` 139La` ռադիոակտիվ, և 138La , որի կյանքի տևողությունը կազմում է 1,02•1011 տարի: Ավելի տարածված իզոտոպ է համարվում 139La-ը, որը խառնուրդում կազմում է 99,911 %: Արհեստականորեն ստացվել են 39 անկայուն իզոտոպներ, 117—155 զանգվածային թվերով, և 12 միջուկաին իզոմերներ:Լանթանը համարվում է քիչ թունավոր նյութ: Լանթանի մետաղական փոշին, կամ նրա մանր մասերը ընկնելով շնչուղիներ, կարող են գրգռել, կամ առաջացնել պնևմոնիա հիվանդությունը: Պարզագույն միացությունը լանթանն է, փայլուն մետաղ է, արծաթագույն-սպիտակ գույնով, մաքուր վիճակում փափուկ և մածուցիկ է: Համարվում է շատ քիչ տարածված տարրերից մեկը: Լանթանը ցերիումի և նեոդիմի հետ համարվում է երկրի վրա հազվադեպ հանդիպող տարրից մեկը: Լանթանի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 2,9•10−3% ըստ զանգվածի, իսկ ծովային ջրում` 2,9•10−6մգ/լ:

Ստացման պատմություն[խմբագրել]

Լանթանը մոտ 36 տարի հնարավոր չի եղել հայտնաբեել: 1803թ.-ին շվեդ քիմիկոս 24 ամյա Բերցիլիուսը ուսումնասիրում էր մի նյութ, որը այժմ հայտնի է ցերիտ անվամբ: Նա այդ նյութում հայտնաբերել էր իտրիումային մաս, և ևս մեկ այլ տարր, որը շատ նման էր իտրիումային մասին: Վերջինիս անվանեց ցերիում: 1826թ.-ին Կարլ Մոզանդերը ուսումնասիրեց ցերիումային մասը, և հանգեց այն եզրակացության, որ այն համասեռ չէ, և բացի ցերիումից, պարունակում է նաև այլ նոր տարր: Բայց այդ փաստը հաջողվեց ապացուցել միայն 1839թ.-ին, երբ նա կարողացավ առանձնացնել նոր տարրը: Բերցիլիուսի առաջարկմամբ տարրն անվանեցին լանթան: (Հունարեն λανθάνω –թաքնվում եմ, հալվում եմ) Մետաղական 1 գրամ լանթանի գինը, որն ունի 99-99.9 մաքրություն, կազմում է 2-4 դոլար:

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Փայլուն մետաղ է, արծաթագույն-սպիտակ գույնով, մաքուր վիճակում փափուկ և մածուցիկ է: Լանթանն ունի վատ պարամագնիսական հատկություններ: Ունի երեք բյուրեղական մոդիֆիկացիա` α-La, β-La, և γ-La: Անցման ջերմաստիճանը կազմում է α↔β 277 °C и β↔γ 861 °C: Մի մոդիֆիկացիայից մեկին անցնելիս լանթանի խտությունը փոխվում է: Լանթանը կարծրությամբ նման է անագին: Հալման ջերմաստիճանը կազմում է 915-925 °C, իսկ եռման ջերմաստիճանը 4515°C է:

Լանթանի և նրա միացությունների կիրառությունը[խմբագրել]

Մաքուր լանթանը գործնականում չի օգտագործվում, իր բարձր գնի պատճառով: Առաջին անգամ լանթանը կիառել են ցանցերի (газокалильных сетках) արտադրության մեջ: Լանթանի օքսիդը և բորիդը օգտագործվում են էլեկտո-վակումային լամպերում: Օգտագործվում է նաև որպես նիկելի, մանգանի և կոբալտի համաձուլվածքների բաղադրատարր: La(Ni3.55Mn0.4Al0.3Co0.4Fe0.35) միացությունն օգտագործվում է նիկելի մետաղ-հիդիդային մարտկոցների անոդային մատերիալ: Տիպիկ հիբրիդային ավտոմոբիլ Toyota Prius-ի արտադրության համար պահանջվում է 10-15 կգ լանթան, որն այնտեղ գտնվում է մարտկոցի բաղադրության մեջ: Լանթանն ունի ջրածին կլանելու հատկություն: Մեկ ծավալ լանթանն ունակ է հետադարձ ադսորբցիայի պրոցեսում կլանելու 400 ծավալ ջրածին: Լանթանի աղերը անգույն բյուրեղանման նյութեր են: Լուծվող աղերն են` նիտրատները, հալոգենիդնեը, սուլֆատները, չլուծվողները` ֆտորիդները, ֆոսֆատները, կարբոնատները: Լանթանի օքսիդը` La2O3-ը մտնում է հատուկ ապակիների և բարձրջերմաստիճանային կերամիկաների բաղադրության մեջ:

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Իր քիմիական հատկություններով լանթանը նման է իրեն հաջորդող 14 քիմիական էլեմենտներին, այդ պատճառով նրանց անվանում են լանթանոիդներ: Խոնավ օդում լանթանը վեր է ածվում լանթանի կարբոնատի: La2O3-ը սպիտակ ամորֆ փոշի է, ջրում չի լուծվում, լուծվում է թթուներում:

4La+3O2=>2La2O3
La2O3+2Co2+H2O=>2LaCO3(OH)

450°C ջերմաստիճանում թթվածնում այրվում է, առաջացնելով լանթանի (III) օքսիդ

4La+3O2=>2La2O3   (450°C)

Դանդաղ փոխազդում է սառը ջրում, և արագ` տաք ջրի հետ, առաջացնելով լանթանի հիդրօքսիդ (III): 2La(OH)3-ը դոնդողանման սպիտակ նստվածք է, Co2-ի հետ փոխազդելիս վեր է ածվում կարբոնատի:

2La+6H2O=>2La(OH)3+3H2  (90°C)

Տաքացման պայմաններում լանթանը ռեակցիայի մեջ է մտնում ֆտորի, քլորի, բրոմի և յոդի հետ, առաջացնելով համապատասխանաբար ֆտորիդ, քլորիդ, բրոմիդ և յոդիդ:

2La+3F2=>2LaF3   (100°C)
2La+3Cl2=>2LaCl3    (100°C)
2La+3Br2=>2LaBr3
2La+3J2=>2LAJ3

Հեշտ է փոխազդում հանքային թթուների հետ, առաջացնելով La+3 իոն և ջրածին:

2La+3H2SO4=>2La3+3SO42-+3H2

Լանթանի նիտրատները, կարբոնատները տաքացման պայմաններում առաջացնում են օքսիդ: Լանթանի ացետատը իրեն պահում է օսլայի պես, երբ նրան ավելացնում են յոդ: Այդ հատկությունն օգտագործվում է, երբ խառնուրդների մեջ պետք է պարզել լանթանի գոյությունը: