Lantán

Sablon:Részben nincs forrás Sablon:Lantán/Táblázat A lantán a periódusos rendszer 57-es rendszámú eleme, vegyjele La, nyelvújításkori neve latany. Ezüstös színű fém, a lantanoidák közé tartozik. A természetben elsősorban ritkaföldfémekkel (pl. cériummal) alkotott ásványokban található meg.

Nevét Jöns Jakob Berzelius javasolta a görög lanthanó (λανθάνω = elrejtett) szó alapján, mert a cériumföldben nagyon nehezen találták meg.

Képlékeny, könnyen megmunkálható fém, de a szabad levegőn gyorsan oxidálódik. Az iparban monacit és bastnasit ásványokból nyerik ki soklépcsős eljárás során. A lantán vegyületeit számos területen felhasználják, például katalizátorként, adalékanyagként üvegben, szcintillátorként, öngyújtók gyújtószerkezetében stb. A lantán-karbonátot veseelégtelenség kezelésére alkalmazták.

Története, előfordulása

A cériumföldben találta meg Mosander 1843-ban és fémes alakban is előállította. Együtt fordul elő a ritkaföldfémekkel; a cerit nevű ásvány kalcium- és vastartalmú ritkaföldfém-szilikát. A monacit (CePO₄) is mindig tartalmaz lantánt. Bár önálló lantánásvány nincs, mégsem tartozik a ritka elemek közé, az ólomnál gyakoribb.

Előállítása

Elektrolitikus úton állítják elő.

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

Tulajdonságai

Fizikai tulajdonságok

Fehér, közepes fajsúlyú, nyújtható fém, amely szobahőmérsékleten hatszöges kristályokba rendeződik, de rétegei illeszkedésének sorrendje más, így a c-tengely kétszeres hosszúságú. Könnyen oxidálódik (egy centiméteres nagyságrendű minta egy éven belül teljesen eloxidálódik), ezért tiszta formában csak kutatási céllal használják.

Kémiai tulajdonságok

A lantán két oxidációs számmal rendelkezik: +2, +3. Ezek közül a +3-as állapota a stabilabb. Például a LaH₃ stabilabb a LaH₂-nél. A lantán már 150 °C-on elég, lantán(III)-oxidot képezve:

$\mathrm{4}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Szobahőmérsékleten azonban a levegőben lévő pára is részt vesz a reakcióban, és hidratált oxid keletkezik, miközben a térfogata jelentősen megnő.

Nitrogénben vagy ammóniában hevítve nitridet ad.

Rendkívül elektropozitív elem, hideg vízzel lassan, meleg vízzel viszont nagyon gyorsan reakcióba lép, és lantán-hidroxidot képez:

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

200 °C fölött minden halogénnel élénken reagál:

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}$

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}$

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{3}}$

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}{\mathrm{I}}_{\mathrm{3}}$

Híg kénsavban jól oldódik, ekkor is La³⁺ formában van jelen, komplexet ([La(OH₂)₉]³⁺) képezve:

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{L}{\mathrm{a}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Magasabb hőmérsékleten nitrogénnel, szénnel, kénnel, foszforral, bórral, szelénnel és arzénnel is reakcióba lép.

Kimutatása

Oldatából oxálsavval fehér csapadék válik ki. A bázisos lantán-acetát jódtól kékre színeződik úgy, mint a keményítő.

Izotópjai

A természetben két izotópja található meg, a stabil ¹³⁹La, amely a lantán mennyiségének 99,91%-át adja, és a radioaktív ¹³⁸La. Összesen 38 radioaktív izotópját írták le, ezek közül a legstabilabbak a ¹³⁸La, 1,05Sablon:E év felezési idővel, és a ¹³⁷La, Sablon:Szám év felezési idővel. A többi radioaktív izotópjának felezési ideje kevesebb mint egy nap, többségüké pedig 1 perc alatt van. A Sablon:Chem, akárcsak a ^180mTa, a ν-folyamatban jön létre, melyben neutrínók stabil atommagokkal reagálnak.

Biológiai tulajdonságok

A lantán segíti a Solanum nigrum növekedését és a kadmium és az ólom endocitózisos fitoremediációját.

Fordítás

• Sablon:Fordítás

Források

• Náray-Szabó István: Kémia