Oxid lanthanitý - Lanthanum oxide
Jména | |
---|---|
Název IUPAC
Oxid lanthanitý (III)
|
|
Ostatní jména
Lanthan sesquioxide
Lanthana |
|
Identifikátory | |
3D model ( JSmol )
|
|
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100,013,819 |
Číslo ES | |
PubChem CID
|
|
Číslo RTECS | |
UNII | |
Řídicí panel CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Vlastnosti | |
La 2 O 3 | |
Molární hmotnost | 325,809 g / mol |
Vzhled | Bílý prášek, hygroskopický |
Hustota | 6,51 g / cm 3 , pevný |
Bod tání | 2 315 ° C (4 199 ° F; 2 588 K) |
Bod varu | 4 200 ° C (7 470 ° F; 4 470 K) |
Nerozpustný | |
Mezera v pásmu | 4,3 eV |
−78,0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Struktura | |
Šestihranný, hP5 | |
P-3m1, č. 164 | |
Nebezpečí | |
Hlavní rizika | Dráždivý |
Bezpečnostní list | Externí BL |
Piktogramy GHS | |
Signální slovo GHS | Varování |
H315 , H319 , H335 | |
P261 , P280 , P301 + 310 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P405 , P501 | |
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
Bod vzplanutí | Nehořlavé |
Související sloučeniny | |
Jiné anionty
|
Chlorid lanthanitý |
Jiné kationty
|
Oxid ceričitý Oxid křemičitý Oxid yttritý Oxid aktinium (III) |
Související sloučeniny
|
Oxid hlinitý lanthanu , LaSrCoO 4 |
Není-li uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v jejich standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
ověřit ( co je ?) | |
Reference Infoboxu | |
Oxid lanthanitý , také známý jako lanthana , chemický vzorec La 2 O 3 , je anorganická sloučenina obsahující prvek vzácných zemin lanthan a kyslík . Používá se v některých feroelektrických materiálech jako složka optických materiálů a je surovinou pro některé katalyzátory, mimo jiné.
Vlastnosti
Oxid lanthanitý je bílá pevná látka bez zápachu, která je nerozpustná ve vodě, ale rozpustná ve zředěné kyselině. V závislosti na pH sloučeniny lze získat různé krystalové struktury. La 2 O 3 je hygroskopický; pod atmosférou absorbuje vlhkost v průběhu času a převádí se na hydroxid lanthanitý. Oxid lanthanitý má polovodičové vlastnosti typu p a pásmovou mezeru přibližně 5,8 eV. Jeho průměrný měrný odpor při pokojové teplotě je 10 kΩ · cm, což klesá se zvyšováním teploty. La 2 O 3 má nejnižší energii mřížky z oxidů vzácných zemin, s velmi vysokou dielektrickou konstantou , ε = 27.
Struktura
Při nízkých teplotách, La 2 O 3 má AM 2 O 3 hexagonální krystalovou strukturu. Atomy kovů La 3+ jsou obklopeny 7 souřadnicovou skupinou atomů O 2 , kyslíkové ionty jsou v oktaedrickém tvaru kolem atomu kovu a nad jednou z oktaedrických ploch je jeden iont kyslíku. Na druhou stranu se při vysokých teplotách oxid lanthanitý převádí na krystalickou strukturu CM 2 O 3 . Ion La 3+ je obklopen šesti ionty O 2 v hexagonální konfiguraci.
Prvky získané z lanthany
Několik prvků bylo objeveno v důsledku zdlouhavé analýzy a rozkladu rudního gadolinitu . Při postupné analýze rudy byl zbytku nejprve přidělen štítek ceria , poté lanthana a následně yttria , erbia a terbia . V pořadí podle objeveného data obsahuje seznam prvků cer , lanthan , erbium , terbium , yttrium , ytterbium , holmium , thulium , skandium , praseodymium , neodym a dysprosium . Několik z těchto nových prvků objevil nebo izoloval Carl Gustaf Mosander ve 30. a 40. letech 20. století.
Syntéza
Oxid lanthanitý může být krystalizován v několika polymorfech .
K výrobě hexagonální La 2 O 3 , se přidá roztok 0,1 M lad 3 se nastříká na předehřáté substrátu, obvykle z kovové chalkogenidy. Proces lze považovat za probíhající ve dvou krocích - hydrolýza následovaná dehydratací:
- 2 lad 3 + 3 H 2 O → La (OH) 3 + 3 HCl
- 2 La (OH) 3 → La 2 O 3 + 3 H 2 O
Alternativní způsob získání hexagonální La 2 O 3 zahrnuje srážení jmenovité La (OH) 3, z vodného roztoku, s použitím kombinace 2,5% NH 3 a povrchově aktivní dodecylsulfátu sodného a následuje zahřívání a míchání po dobu 24 hodin při teplotě 80 ° C:
- 2 LaCl 3 + 3 H 2 O + 3 NH 3 → La (OH) 3 + 3 NH 4 Cl
Mezi další trasy patří:
- 2 La 2 S 3 + 3 CO 2 → 2 La 2 O 3 + 3 CS 2
Reakce
Oxid lanthanitý se používá jako přísada pro vývoj určitých feroelektrických materiálů, jako je La dopovaný Bi 4 Ti 3 O 12 (BLT). Oxid lanthanitý se používá v optických materiálech; optická skla jsou často dopována La 2 O 3, aby se zlepšil index lomu skla, chemická odolnost a mechanická pevnost.
- 3 B 2 O 3 + La 2 O 3 → 2 La (BO 2 ) 3
Když je tato reakce 1: 3 smíchána do skleněného kompozitu, způsobí vysoká molekulová hmotnost lanthanu zvýšení homogenní směsi taveniny, což vede k nižší teplotě tání. Přidání La 2 O 3 do taveniny skla vede k vyšší teplotě skelného přechodu z 658 ° C na 679 ° C. Přidání také vede k vyšší hustotě, mikrotvrdosti a indexu lomu skla.
Použití a aplikace
La 2 O 3se používá k výrobě optických skel, kterým tento oxid propůjčuje zvýšenou hustotu, index lomu a tvrdost. Spolu s oxidy wolframu , tantalu a thoria zvyšuje La 2 O 3 odolnost skla proti napadení alkáliemi. La 2 O 3 je přísada pro výrobu piezoelektrických a termoelektrických materiálů. Automobilové měniče výfukových plynů obsahují La 2 O 3 . La 2 O 3 se také používá v rentgenových zobrazovacích zesilovacích obrazovkách, fosforech a dielektrické a vodivé keramice. Vydává jasnou záři.
La 2 O 3 byl zkoumán na oxidační kopulaci methanu .
Filmy La 2 O 3 mohou být nanášeny mnoha různými metodami, včetně chemické dispozice par , depozice atomové vrstvy , tepelné oxidace , rozprašování a sprejové pyrolýzy . K usazování těchto vrstev dochází v teplotním rozmezí 250–450 ° C. Polykrystalické filmy se vytvářejí při 350 ° C.
Wolframové elektrody La 2 O 3 nahrazují thoriatedové wolframové elektrody v plynovém wolframovém obloukovém svařování (TIG) z důvodu bezpečnostních obav o radioaktivitu thoria.