銪是一種
金屬元素,
銀白色,,用作彩色
電視機(jī)的熒光粉,在
激光材料及
原子能工業(yè)中有重要的
銪(eu)
應(yīng)用,。
原子序數(shù)63,,
原子量151.965,,元素名來(lái)源于拉丁文,原意是“
歐洲”,。1896年由
法國(guó)化學(xué)家德馬爾蓋發(fā)現(xiàn),。銪在地殼中的含量為0.000106%,是最稀有的
稀土元素,,主要存在于獨(dú)居石和
氟碳鈰礦中,,自然界有兩種銪的
同位素:銪151和銪153。
元素來(lái)源:很少量地存在于獨(dú)居石中,,常用真空蒸餾
氧化銪和金屬鑭的
混合物還原來(lái)制取,。
元素用途:用作彩色電視機(jī)的熒光粉,在激光材料及原子能工業(yè)中有重要的應(yīng)用,。
元素描述:第一電離能為5.67
電子伏特,。能燃燒成
氧化物;氧化物近似白色,。
分子式: Eu
分子量: 151.97
顏色及外觀: 銀色
穩(wěn)定性: 空氣中極易氧化,應(yīng)保存在氬氣中
發(fā)現(xiàn)過(guò)程
發(fā)現(xiàn)人:德馬爾賽
發(fā)現(xiàn)時(shí)間和地點(diǎn):1901 法國(guó)
發(fā)現(xiàn)過(guò)程:1896年,,德
馬凱(E.Demarcay)發(fā)現(xiàn),1904年,,烏爾班(G.Urpain)制得了純的銪的
化合物,。
銪是
稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱,,從18世紀(jì)末葉開(kāi)始被陸續(xù)發(fā)現(xiàn),。當(dāng)時(shí)人們慣于把不溶于水的固體氧化物稱作土,例如把
氧化鋁叫做陶土,,
氧化鎂叫苦土,。稀土是以氧化物狀態(tài)分離出來(lái),很稀少,,因而得名稀土,,稀土元素的原子序數(shù)是21(Sc)、39(Y),、57(La)至71(Lu),。它們的
化學(xué)性質(zhì)很相似,這是由于核外電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的,。它們一般均生成三價(jià)化合物,。鈧的化學(xué)性質(zhì)與其它稀土差別明顯,一般稀土
礦物中不含鈧,。钷是從鈾反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物中獲得,,
放射性元素147Pm
半衰期2.7年。過(guò)去認(rèn)為钷在自然界中不存在,,直到1965年,,
荷蘭的一個(gè)磷酸鹽工廠在處理磷灰石中,,才發(fā)現(xiàn)了钷的痕量成分。因此,,
中國(guó)1968年將钷劃入64種
有色金屬之外,。 1787年瑞典人阿累
尼斯(C.A.Arrhenius)在
斯德哥爾摩(Stockholm)附近的伊特比(Ytterby)小鎮(zhèn)上尋得了一塊不尋常的黑色
礦石,1794年
芬蘭化學(xué)家加多林(J.Gadolin)研究了這種礦石,,從其中分離出一種
新物質(zhì),,三年后(1797年),瑞典人愛(ài)克伯格(A.G.Ekeberg)證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn),,并以發(fā)現(xiàn)地名給新的物質(zhì)命名為Ytteia(釔土),。后來(lái)為了紀(jì)念加多林,稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦,,即
硅鈹釔礦),。
氧化銪
1803年
德國(guó)化學(xué)家克拉普羅茲(M.H.Klaproth)和瑞典
化學(xué)家柏齊力阿斯(J.J.Berzelius)及希生
格爾(W.Hisinger)同時(shí)分別從另一礦石(鈰硅礦)中發(fā)現(xiàn)了另一種新的物質(zhì)---鈰土(Ceria)。1839年瑞典人莫桑得爾(C.G.Mosander)發(fā)現(xiàn)了鑭和鐠釹混合物(didymium),。1885年奧地利人威
斯巴克(A.V.Welsbach)從莫桑得爾認(rèn)為是“新元素”的鐠釹混合物中發(fā)現(xiàn)了鐠和釹,。1879年法國(guó)人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)發(fā)現(xiàn)了釤。1901年法國(guó)人德馬爾賽(E.A.Demarcay)發(fā)現(xiàn)了銪,。1880年
瑞士馬利納克(J.C.G.De Marignac)發(fā)現(xiàn)了釓,。1843年莫桑得爾發(fā)現(xiàn)了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發(fā)現(xiàn)了鏑,。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)發(fā)現(xiàn)了鈥和銩,。1974年
美國(guó)人馬瑞斯克(J.A.Marisky)等從鈾裂產(chǎn)物中得到钷。1879年瑞典人
尼爾松(L.F.Nilson)發(fā)現(xiàn)了鈧,。從1794年加多林分離出釔土至1947年制得钷,,歷時(shí)150多年。
發(fā)現(xiàn)意義
稀土元素的發(fā)現(xiàn)從18世紀(jì)末到20世紀(jì)初,,經(jīng)歷了100多年,,發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個(gè),但只肯定了其中的十幾個(gè),。銪被認(rèn)為是20世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)的一個(gè)稀土元素,。1892年布瓦博德朗利用
光譜分析,鑒定釤中存在兩種新元素,,分別命名為Zε和Zζ ,。后來(lái)在1906年,德馬凱經(jīng)過(guò)研究,,確定新元素命名為這兩種元素其實(shí)是同一個(gè)元素,,并命名為 europium,元素符號(hào)Eu,。銪和另一個(gè)稀土元素
镥的發(fā)現(xiàn)就完成了自然界中存在的所有稀土元素的發(fā)現(xiàn),。它們倆的發(fā)現(xiàn)可以認(rèn)為是打開(kāi)了稀土元素發(fā)現(xiàn)的第四座大門(mén),,完成了稀土元素發(fā)現(xiàn)的第四階段。
基本性質(zhì)
銪為鐵灰色金屬,,
熔點(diǎn)822°C,
沸點(diǎn)1597°C,,
密度5.2434克/厘米3,;鈰稀土元素中密度最小、最軟和最易揮發(fā)的元素,。銪為稀土元素中最活潑的金屬:室溫下,,銪在空氣中立即失去
金屬光澤,很快被氧化成粉末,;與冷水劇烈反應(yīng)生成
氫氣,;銪能與
硼、
碳,、
硫,、
磷、
氫,、
氮等反應(yīng),。銪廣泛用于制造反應(yīng)堆控制材料和
中子防護(hù)材料。
物化性質(zhì)
元素名稱:銪
元素原子量:152.0
元素類型:金屬
原子體積:(立方厘米/
摩爾):28.9
元素在太陽(yáng)中的含量:(ppm):0.0005
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0000001
地殼中含量:(ppm):2.1
原子序數(shù):63
銪
元素符號(hào):Eu
元素中文名稱:銪
元素英文名稱:Europium
相對(duì)原子質(zhì)量:151.9
核內(nèi)
質(zhì)子數(shù):63
核外電子數(shù):63
核電核數(shù):63
相對(duì)原子質(zhì)量:151.96
常見(jiàn)化合價(jià): +2,+3
電負(fù)性: 1.2
外圍
電子排布:4f7 6s2
核外電子排布: 2,8,18,25,8,2
同位素及放射線:Eu-147[24.4d] Eu-148[54.5d] Eu-149[93.1d] Eu-150[36y] Eu-151 Eu-152[13.5y] *Eu-153 Eu-154[8.6y] Eu-155[7.4y] Eu-156[15.2d] 電子親合和能:0 KJ·mol-1
第一
電離能:546.5 KJ·mol-1
第二電離能: 1085 KJ·mol-1
第三電離能: 0 KJ·mol-1
單質(zhì)密度: 5.259 g/cm3
單質(zhì)熔點(diǎn): 822.0 ℃
單質(zhì)沸點(diǎn): 1597.0 ℃
原子半徑: 2.56 埃
離子半徑: 1.07(+3) 埃
共價(jià)半徑: 1.85 埃
常見(jiàn)化合物: 無(wú)
氧化態(tài):
Main Eu+3
Other Eu+2
質(zhì)子質(zhì)量:1.05399E-25
質(zhì)子相對(duì)質(zhì)量:63.441
所屬周期:6
所屬族數(shù):IIIB
摩爾質(zhì)量:152
最高價(jià)氧化物:
密度:5.259
熔點(diǎn):822.0
沸點(diǎn):1597.0
外圍電子排布:4f7 6s2
核外電子排布:2,8,18,25,8,2
晶胞參數(shù):
a = 458.1 pm
b = 458.1 pm
c = 458.1 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
電離能 (kJ /mol)
M - M+ 546.7
M+ - M2+ 1085
M2+ - M3+ 2404
M3+ - M4+ 4110
維氏硬度:167MPa
晶體結(jié)構(gòu):晶胞為
體心立方晶胞,,每個(gè)晶胞含有2個(gè)金屬原子,。
顏色和狀態(tài):銀白色金屬
原子半徑:2.56
常見(jiàn)
化合價(jià)+2,+3
主要用途
銪(Eu):1901年,德馬凱(Eugene-Antole Demarcay)從“釤”中發(fā)現(xiàn)了新元素,,取名為銪(Europium),。這大概是根據(jù)歐洲(Europe)一詞命名的。氧化銪大部分用于熒光粉,。Eu3 用于紅色熒光粉的激活劑,,Eu2 用于藍(lán)色熒光粉。現(xiàn)在Y2O2S:Eu3 是發(fā)光效率,、涂敷穩(wěn)定性,、回收成本等最好的熒光粉。再加上對(duì)提高發(fā)光效率和對(duì)比度等技術(shù)的改進(jìn),,故正在被廣泛應(yīng)用,。
近年氧化銪還用于新型
X射線醫(yī)療診斷系統(tǒng)的受激發(fā)射熒光粉。氧化銪還可用于制造有色鏡片和光
稀土-氧化銪(99.99%)
學(xué)濾光片,,用于磁泡貯存器件,,在
原子反應(yīng)堆的控制材料、屏蔽材料和
結(jié)構(gòu)材料中也能一展身手,。因它的原子比任何其他元素都能吸收更多的中子,,所以常用于原子反應(yīng)堆中作吸收中子的材料,。此外,可用作彩色電視機(jī)的熒光粉,,這些熒光粉發(fā)出閃亮的紅色,,用來(lái)制造電視熒光屏;激光材料等,。
制造方法
富銪
鹽酸稀土制備超細(xì)高純氧化銪的方法
一種富銪鹽酸稀土制備超細(xì)高純氧化銪的方法,,是以富銪鹽酸稀土為原料,其特征在于所述方法步驟如下:
?。?)配料混合:將富銪鹽酸稀土,、鹽酸、水進(jìn)行混合配料,;
?。?)固-液分離:經(jīng)過(guò)固-液分離,除去不溶性雜質(zhì),,得到富銪鹽酸稀土溶液料液,,料液中稀土的濃度為0.1-1.2mol/L;
?。?)電化學(xué)還原:將上一步得到的富銪鹽酸稀土溶液在電化學(xué)反應(yīng)器的陰極將三價(jià)銪Eu↑[3+]還原為二價(jià)銪Eu↑[2+],,得到EuCl↓[2]溶液;
?。?)超聲分餾萃?。涸诔?A target=_blank>萃取設(shè)備中,加入EuCl↓[2]溶液,、萃取液,、洗液,三種物料配料的體積比為1∶0.5-5.0∶0.1-2.0,,操作條件為超聲頻率19-80kHz,,超聲作用強(qiáng)度0.2-20.0W/cm↑[2],操作溫度為5-60℃,,進(jìn)行超聲分餾萃取,,中間出口液為EuCl↓[2]精制液,進(jìn)入下一步,;
?。?)
電化學(xué)氧化:將上一步得到EuCl↓[2]精制液進(jìn)入電化學(xué)反應(yīng)器中,在電化學(xué)反應(yīng)器的陽(yáng)極,,將二價(jià)銪Eu↑[2+]氧化為三價(jià)銪Eu↑[3+],,生成EuCl↓[3]精制液;
(6)吸附除雜:在上一步得到的EuCl↓[3]精制液中,,加入吸附除雜劑,,進(jìn)行進(jìn)一步深度吸附除雜,經(jīng)固-液分離,,除去雜質(zhì),,制得純凈的EuCl↓[3]精制液,進(jìn)入下一步,;
?。?)超聲結(jié)晶沉淀:在超聲結(jié)晶設(shè)備中,加入純凈的鹽酸銪精制液,、結(jié)晶沉淀劑碳酸氫銨或碳酸銨,鹽酸銪精制液與結(jié)晶沉淀劑配料的摩爾比為1∶1.1-1.6,,操作條件為超聲頻率19-80kHz,,超聲作用強(qiáng)度0.2-20.0W/cm↑[2],操作溫度為5-60℃,,進(jìn)行超聲結(jié)晶沉淀,,生成碳酸銪Eu↓[2](CO↓[3])↓[3]結(jié)晶沉淀物,進(jìn)入下一步,;
?。?)固-液分離:經(jīng)固-液分離,得到固相為碳酸銪Eu↓[2](CO↓[3])↓[3]結(jié)晶沉淀物,,進(jìn)入下一步,;
(9)干燥,、灼燒:在25-800℃干燥,,獲得碳酸銪Eu↓[2](CO↓[3])↓[3];在800-900℃下灼燒,,獲得Eu↓[2]O↓[3]含量≥99.99%,,顆粒粒徑為0.01-10.0μm的超細(xì)高純氧化銪產(chǎn)品。
[1]
相關(guān)化合物
氧化銪
英文名:
europium oxide,;europia
分子式:
Eu2O3
物化性質(zhì):
帶淡紅色的粉末,。相對(duì)密度7.42.熔點(diǎn)2002度。不溶于水,,溶于酸,。能吸收空氣中
二氧化碳和水。
用途:
用作彩色電視機(jī)紅色熒光粉激活劑,,高壓汞燈用熒光粉,。
制法:
萃取法 以處理獨(dú)居石或混合
稀土礦所得的氯化稀土溶液為原料。用P204-煤油-HCL-ReCl3體系萃取,首先進(jìn)行釹釤分組,,萃余液用以提取輕稀土,,將釤及重稀土萃入有機(jī)相,然后用2.0mg/L HcL反萃中稀土,,得中稀土釤富集物,,經(jīng)鋅粉還原,堿度法提取銪后,,在京草酸沉淀,,分離,烘干,,灼燒,,制的氧化銪。
毒性:
稀土元素的鹽能降低血酶原的含量,,使其失活,,并抑制凝血活素的生成,使纖維蛋白原沉淀,,催化分解磷酸化合物,。稀土元素的毒性隨原子量增加而減弱。工作時(shí)需帶防毒面罩,,如有
放射性要進(jìn)行特殊的防護(hù),,對(duì)粉塵應(yīng)防止散落。
氫氧化銪
分子式: Eu(OH)3.xH2O
分子量: 202.96
顏色及外觀: 白色
溶解性: 不溶于水, 微溶于酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
三氯化銪
通常以水合物的形式存在
分子式: EuCl3.6H2O
分子量: 366.41
顏色及外觀: 白色
溶解性: 溶于水,,微溶于酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
硫酸銪
硫酸銪
分子式: Eu2(SO4)3.xH2O
分子量: 592.10
顏色及外觀: 粉紅色
晶體
溶解性: 可溶于水,,微溶于酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
氟化銪
分子式: EuF3
氟化銪
分子量: 208.96
顏色及外觀: 白色
溶解性: 不溶于水, 微溶于酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
硝酸銪
分子式: Eu(NO3)3.6H2O
CAS No. 10031-53-5
分子量: 337.97
顏色及外觀: 晶體
溶解性: 溶于水和酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
碳酸銪
分子式: Eu2(CO3)3.xH2O
分子量: 483.95
顏色及外觀: 白色
溶解性: 溶于水,微溶于酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
醋酸銪
分子式: Eu(O2C2H3)3.xH2O
分子量: 329.10
顏色及外觀: 白色
溶解性: 溶于水,,微溶于酸
穩(wěn)定性: 輕微吸濕
[2]