57 Лантан
Історія відкриття:
У 1826 р. Карл Мозандер – учень, помічник і з близьких друзів Берцеліуса – досліджував цериевую землю і зробив висновок, що вона неоднорідна, що у ній, крім церію, міститься ще одне, і може бути і одне, новий елемент. Довести це Мозандеру вдалося лише 1839 р. Новий елемент, виявлений у цериті, на пропозицію Берцеліуса назвали лантаном (від грецького lanqanein – ховатися, забуватися). Лантан, який міститься в цериті, успішно ховався від хіміків протягом 36 років! І далі лантан продовжував виправдовувати своє ім'я. Довгий час вважали, що він – аналог кальцію та інших лужноземельних металів, його валентність дорівнює двом, а атомна вага 90. 94. Тільки 1869 р. Менделєєв побачив, що у II групі періодичної системи рідкісноземельним елементам немає і поставив їх у III групу , приписавши лантан атомну вагу 138. 139. Проведене Менделєєвим дослідження теплоємності лантану довело, що лантан повинен бути тривалентним.
Металевий лантан, зрозуміло, далеко не чистий, вперше був отриманий Мозандер при нагріванні хлористого лантану з калієм. Сьогодні лантан отримують переважно з монациту і бастнезиту ((La, Ce)FCO3), як і всі інші метали церієвої підгрупи. Монацитовий концентрат (LnPO4 + 7% діоксиду цирконію, 10% діоксиду торію і 0,1. 0,3% урану) обробляють концентрованою сірчаною кислотою, сульфати рідкоземельних елементів, що утворюються, і торію вилуговують звичайною водою. Послідовно відокремлюючи торій, церій, інші РЗЕ зазвичай отримують хлорид лантану LaCl3. Електроліз розплавленого хлориду дає лантан чистотою до 995%. Ще чистіший лантан (99,79% і вище) одержують кальцієтермічним способом. Значно простіше і дешевше отримувати мішметал - змішаний метал РЗЕ.
Фізичні властивості:
Метал сріблясто-білий колір. Лантан за твердістю подібний до олову (щільність 6,2), температура його плавлення становить всього 915-925°С, зате напрочуд висока температура кипіння (4515°С).
Хімічні властивості:
Лантан у сухому повітрі покривається тонкою плівкою оксиду, що захищає його від подальшого окиснення. Але такий "захист" відбувається лише у сухому повітрі. За своєю хімічною поведінкою лантан нагадує кальцій. Як і багато активних металів, він розкладає воду, добре реагує з кислотами, а при нагріванні енергійно - з хлором, сіркою та іншими металоїдами, тобто виявляє властивості типового металу. У сполуках виявляє ступінь окиснення +3.
Найважливіші сполуки:
Оксид лантану, La2O3, білий аморфний порошок, нерозчинний у воді, але розчинний у кислотах. Взаємодіючи з CO2 перетворюється на карбонат.Гідроксид лантануLa(OH)3, драглистий білий осад, утворюється при взаємодії лантану з водою, солей лантану з розчинами лугів. Взаємодіючи з CO2 перетворюється на карбонат.Солі лантанубезбарвні христ. речовини. Розчинні солі – нітрат, галогеніди, сульфат; нерозчинні – фторид, фосфат, карбонат. Нітрат, карбонат при нагріванні розкладаються утворюючи оксид лантану. Основний ацетат лантану поводиться як крохмаль, якщо до нього додають йод. Білий гель набуває яскраво-синього забарвлення. Цією властивістю іноді користуються для відкриття лантану у сумішах та розчинах.
Застосування:
Як легуючий метал чистий лантан майже не застосовують, використовуючи для цього більш дешевий і доступний мішметал. Ця добавка в чавун та сталь працює як сильний розкислювач, чудовий дегазатор та десульфатор. Добавки РЗЕ у легкі сплави (магній, алюміній) підвищують їхжаростійкість та стійкість до корозії. РЗЕ використовують і для поліпшення властивостей сплавів міді, хрому, ванадію, титану. Розплавленим лантаном екстрагують плутоній з рідкого урану. Залізо-церієво-лантанний "кремінь" застосовується в кишенькових запальничках і в трасуючих артилерійських снарядах. Оксид лантану La2O3 - важливий компонент оптичного скла (фотооб'єктиви «Кодак» містять від 20 до 40% La2O3, найкращі вітчизняні фотооб'єктиви теж зроблені з лантанового скла), лантанове скло йде також на виготовлення лабораторного посуду (термоустойка).
також: Популярна бібліотека хімічних елементів Видавництво «Наука», 1977.Лантан