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镧 编辑
镧,是一种金属稀土元素,化学符号为La,原子序数为57,原子量为138.90547,元素名来源于希腊文,原意是“隐蔽”。银灰色光泽,质地较软,密度6.162g/cm3,熔点920℃,沸点3464℃(常压),化学性质活泼,暴露于空气中很快失去金属光泽生成一层蓝色的氧化膜,但是它并不能保护金属,继而进一步氧化生成白色的氧化物粉末。能和冷水缓慢作用,易溶于酸,可以多种非金属反应。金属镧一般保存于矿物油或稀有气体中。镧在地壳中的含量为0.00183%,在稀土元素中含量仅次于铈。镧有两种天然同位素:镧-139和放射性镧-138。镧是一种银白色金属,很活泼,有延展性,柔软得可以用刀切割。在空气中很快氧化,在热水中反应强烈并放出氢气。镧主要存在于独居石沙和氟碳铈矿中,独居石沙中含有所有稀上元素,还含有钙和钍,通常以磷酸盐形式存在。
中文名:镧
外文名:Lanthanum
化学式:La
熔点:920 ℃
沸点:3464 ℃
密度:6.162 g/cm³
外观:银白色金属
卡尔·古斯塔法·莫桑德
物理性质
镧
化学性质
镧
镧与空气的反应
金属镧在空气中会慢慢失去光泽。镧可以在空气中迅速燃烧,生成氧化镧(Ⅲ)(La₂O₃)。
镧与水的反应
银白色的金属镧的电负性相当低,能与冷水发生反应,并与热水迅速反应,生成氢氧化镧和氢气。
镧与卤素单质的反应
金属镧可以与所有的卤素单质发生反应,生成三卤化物。金属镧可与氟气(F₂)、氯气(Cl₂)、溴单质(Br₂)、碘单质(I₂)反应生成氟化镧(Ⅲ)(LaF₃)、氯化镧(Ⅲ)(LaCl₃)、溴化镧(Ⅲ)(LaBr₃)和碘化镧(Ⅲ)(LaI₃)。
2、70g LaCl3、18.5g Ca在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚或用机动压力机压成圆柱体放入钽坩埚中,坩埚配有打孔的钽盖子以便通气,置于密闭MgO坩埚 中。然后放在石英管 中,管的一端熔封,另一端打磨后使嵌入55/50锥形接头中。用石蜡将石英管密封在真空体系中。充入Ar(先经过热的金属铀纯化)达到P=1atm,用6kW感应炉加热到550~600℃,使反应发生(钽坩埚温度突然上升为据)。5min后达到1000℃,维持13min使产生的稀土金属完全结块。冷却到室温,用水浸泡钽坩埚以除掉CaCl2、Ca,熔融的稀土金属保留在底部(1%~3% Ca)。
3、在100mL镍坩埚中电解熔融50g KOH + 20g NaOH + 8g H2O + 10g La2O3的混合物。镍坩埚置于300W的电炉中,用一支装金属箍头的玻璃温度计测量温度,厚的铂丝作为阳极稍稍浸入熔融物的液面下,坩埚作为阴极,电压4V。温度控制在300℃直至得到清澈的熔化物,5min后,当温度达310℃时,清澈的熔融物中开始出现沉淀。待观察到反应放热,停止加热,温度下降到290℃,持续20min后,轻轻倒出熔化物,得到晶体。熔融物在260~280℃再次加热2.5h,能够形成较好的晶体。产物用稀醋酸洗涤。
2、主要用于制造制特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板,适合做摄影机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。还用了制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。由磷铈镧矿砂萃取或由灼烧碳酸镧或硝酸镧而得。也可以由镧的草酸盐加热分解可以制得。
3、用作多种反应的催化剂,如掺杂氧化镉时催化一氧化碳的氧化反应,掺杂钯时催化一氧化碳加氢生成甲烷的反应。浸渗入氧化锂或氧化锆(1%)的氧化镧可用于制造铁氧体磁体。是甲烷氧化偶联生成乙烷和乙烯的非常有效的选择性催化剂。用于改进钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)铁电体的温度相依性和介电性质,以及制造纤维光学器件和光学玻璃。
4、镧-138是放射性的,半衰期为1.1×1011年,曾被试用来治疗癌症。
环境危害
金属镧的粉末有引起火灾和爆炸的危险。
健康危害
虽然早先的证据表明,镧的毒性似乎有限,但是镧的所有化合物都有剧毒,镧盐会损害肝脏。
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