Anar al contingut

Europi

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

El europi és un element químic de la taula periòdica el símbol de la qual és Eu i la seua número atómico és 63.

Va ser descobert en 1890 per Paul Emile Lecoq de Boisbaudran i aïllat per primera volta per Eugène Demarçay, qui li va donar el seu actual nom, en 1901. Deu el seu nom al continent europeu.

Història

[editar | editar còdic]

Una primera referència a l'element més tarde cridat europi es va trobar en 1885 William Crookes. Examinant espectre de fluorescència de mescles de samari-itri, va poder medir senyals d'una inusual llínea espectral taronja que era més forta en mescles dels elements que en els materials purs. Va cridar a esta llínea espectral, que apunta a un element desconegut, "llínea anormal", l'element hipotètic Sδ.[1] Paul Émile Lecoq de Boisbaudran va fer un atre descobriment en el camí cap a l'element desconegut en 1892, quan va descobrir tres llínees espectrals blaves prèviament desconegudes en l'espectre de purna del samari ademés de la llínea anormal de Crookes.[2] En 1896 Eugène-Anatole Demarçay va postular l'existència d'un element fins ara desconegut entre el samari i el gadolini basat en espectres ultravioleta,[3] en lo que es va donar conte en 1900 de que este element devia ser el mateix que sospitaven Crookes i Boisbaudran. En 1901, Demarçay va conseguir aïllar-ho per cristalisació fraccionada de les sals dobles de nitrat de samari/europi de magnesi. Va cridar a l'element europi pel continent d'Europa.[4][5] Per analogia en l'europi, Glenn T. Seaborg, Ralph A. James i Leon O. Morgan en 1948 també varen nomenar al actínit que està directament baix de l'europi en la taula periòdica en el nom d'un continent: americio.[6]


La primera aplicació tècnica important de l'element va ser la producció d'europi dopat vanadato d'itri. Descobert en 1964 per Albert K. Levine i Frank C. Palilla, este fòsfor roig pronte va eixercitar un paper important en el desenroll de la televisió en color.[7] Per a esta aplicació, la primera mina per a l'extracció d'elements de terres rares, que havia estat en Califòrnia Mountain Pass,[8] ampliat en gran mida.[9]

Característiques

[editar | editar còdic]
Archiu:Eu-Block.jpg
Europi pur

L'europi és el més reactiu de tots els elements de terres rares. És perillós en l'ambient de treball, pel fet de que els vapors i els gasos poden ser inhalats en l'aire. Açò pot causar embòlies pulmonars, especialment per exposicions a llarc determini. També pot ser una amenaça per al fege quan s'acumula en el cos humà.

Eu(II) front a Eu(III)

[editar | editar còdic]

Encara que normalment és trivalente, l'europi forma fàcilment composts divalentes. Este comportament és inusual per a la majoria dels lantànits, que casi exclusivament formen composts en un estat d'oxidació de +3. L'estat +2 té una configuració electrònica 4f7 perque la capa f mig plena proporciona més estabilitat. En térmens de tamany i número, l'europi (II) i el bari (II) són similars. Els sulfat de bari i europi(II) també són molt insolubles en aigua.[10] L'europi divalente és un agent reductor suau que es oxida en l'aire per a formar composts Eu(III). En condicions anaeròbiques, i particularment geotèrmiques, la forma divalente és lo suficientment estable com per a que tenda a incorporar-se als minerals de calcio i atres alcalinotérreos. Este procés d'intercanvi iònic és la base de la "anomalia de l'europi negativa", el baix contingut d'europi en molts minerals lantànits com la monacita, en relació en l'abundància de condrítica. La bastnasita tendix a mostrar menys anomalia negativa d'europi que la monacita i, per lo tant, és la principal font d'europi en l'actualitat. El desenroll de métodos fàcils per a separar l'europi divalente dels atres lantànits (trivalentes) va fer que l'europi fora accessible inclús quan estava present en baixa concentració, com sol ser el cas.[11]

Existència

[editar | editar còdic]
Archiu:Monazit - Mosambik, caps block 37 Afrika.jpg
Monazite

L'europi no es troba en la naturalea com a element lliure. Molts minerals contenen europi, sent les fonts més importants la bastnasita, la monacita, el xenotima i la loparita-(Ce).[12] No es coneixen minerals en predomini d'europi, a pesar d'una única troballa d'una possible fase diminuta del sistema Eu-O o Eu-O-C en el regolito llunar.[13]

L'escassea o abundància d'europi en els minerals sobre atres elements de terres rares es coneix com anomalia de l'europi.[14] L'Europi és comunament inclós en els estudis de traces d'elements en geoquímica i petrologia per a entendre els processos de formació de les roques ígneas (roques que es formen per refredat de magma o lava). La naturalea de l'anomalia d'europi trobada ajuda a reconstruir les relacions dins d'un conjunt de roques ígneas. L'abundància promig en la corfa terrestre d'europi és 2–2.2 ppm.

L'europi bivalente (Eu2+) en menudes cantitats és el activador de la fluorescència blava lluenta d'algunes mostres del mineral fluorita (CaF2). La reducció de Eu3+ a Eu2+ és induïda per irradiació en partícules energètiques.[15] Els eixemples més destacats d'això s'han observat en proximitats de Weardale i zones adjacents del nort d'Anglaterra; la fluorita trobada ací va ser la que va donar nom a la fluorescència en 1852, encara que no va ser fins a molt despuix que es va determinar que l'europi era la causa.[16][17][18][19][20]


En astrofísica, la firma de l'europi en el espectre estelar pot utilisar-se para classificar estreles i informar sobre les teories de cóm o on va nàixer una estrela en especial. Per eixemple, els astrònoms varen identificar en 2019 nivells d'europi més alts de lo esperat dins de l'estrela J1124+4535, lo que va abonar l'hipòtesis de que esta estrela es va originar en una galàxia nana que va colisionar en la Via Làctea fa mils de millons d'anys.[21][22]

Producció

[editar | editar còdic]

L'europi està associat en atres elements de terres rares i, per lo tant, s'extrau junt en ells. La separació dels elements de terres rares es produïx durant el processament posterior. Els elements de terres rares es troben en els minerals. bastnasita, loparite-(Ce), xenotima, i monazita en cantitats extraíbles. La bastnasita és un grup de fluorocarbonatos relacionats, Ln(CO3)(F,OH). La monazita és un grup de minerals de ortofosfato relacionats Plantilla:Chem (Ln expressa una mescla de tots els lantànits llevat el prometeo), loparita-(Ce) és un òxit, i xenotima és un ortofosfato (I,Yb,Er,...)PO4. La monacita també conté tori i itri, lo que complica la seua manipulació perque el tori i els seus productes de desintegració són radiactius. Per a l'extracció del mineral i l'aïllament dels lantànits individuals, s'han desenrollat varis métodos. L'elecció del método es basa en la concentració i composició del mineral i en la distribució dels lantànits individuals en el concentrat resultant. El torrat del mineral, seguit de la lixiviación àcida i bàsica, s'usa principalment per a produir un concentrat de lantànits. Si el ceri és el lantànit dominant, llavors es convertix de ceri (III) a ceri (IV) i després es precipita. La separació adicional per extracció en solvent baix cromatografía d'intercanvi iònic produïx una fracció que està enriquida en europi. Esta fracció es reduïx en zinc, zinc/amalgama, electrólisis o atres métodos que convertixen l'europi (III) en europi (II). L'europi (II) reacciona de forma similar als metals alcalinotérreos i, per lo tant, pot precipitar-se com a carbonat o coprecipitarse en sulfat de bari.[23] L'europi metàlic està disponible a través de la electrólisis d'una mescla de EuCl3 i NaCl (o CaCl2) fosos en una cela de grafit, que servix com a càtodo, usant grafit com a ànodo. L'atre producte és clor gas.[12][23][24][25][26]


Uns pocs depòsits grans produïxen o varen produir una cantitat significativa de la producció mundial. El depòsit de mineral de ferro Bayan Obo en Mongòlia Interior conté cantitats significatives de bastnäsita i monacita i és, en un estimat de 36 millons de tonellades d'òxits d'elements de terres rares, el depòsit més gran conegut.Erro en la cita: Element <ref> no vàlit; les referencies sense nom deuen de tindre contingutErro en la cita: Element <ref> no vàlit; les referencies sense nom deuen de tindre contingutErro en la cita: Element <ref> no vàlit; les referencies sense nom deuen de tindre contingut Les operacions mineres del jaciment de Bayan Obo varen convertir a China en el major proveïdor d'elements de terres rares en la década de 1990. Només el 0,2% del contingut d'elements de terres rares és europi. La segona gran font d'elements de terres rares entre 1965 i el seu tancament a finals dels anys 90 va ser la Mountain Pass rare earth mine en Califòrnia. La bastnäsite extreta allí és especialment rica en elements llaugers de terres rares (La-Gd, Sc i I) i només conté un 0,1% d'europi. Una atra gran font d'elements de terres rares és la loparita que es troba en la península de Kola. Conté, ademés de niobi, tantalio i titani, fins a un 30% d'elements de terres rares i és la major font d'estos elements en Rússia.[12][27]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ William Crookes: On Radiant Matter Spectroscopy. Part II. Samarium. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 176, 1885, S. 691–723, doi:10.1098/rstl.1885 .0014.
  2. ↑ Paul Émile Lecoq de Boisbaudran: Recherches sur li samarium. In: Comptes rendus. Band 114, 1892, S. 575–577 (Plantilla:Gallica).
  3. ↑ Eugène-Anatole Demarçay: Sur un nouvel élément contenu, dans els terres rares voisines du samarium. En: Comptes rendus. Vol. 122, 1896, pp. 728-730 (Plantilla:Gallica).
  4. ↑ Eugène-Anatole Demarçay: Sur un nouvel élément, europium. En: Comptes rendus. Vol. 132, 1901, pp. 1484-1486 (Plantilla:Gallica).
  5. ↑ William Crookes: On the Phosphorescent Spectra of S δ and Europium. En: Proceedings of the Royal Society of London. Vol. 76, No. 511, 1905, pp. 411-414 (Abstract).
  6. ↑ G. T. Seaborg, R. A. James, L. O. Morgan: The New Element Americium (Atomic Number 95). In: NNES PPR. (National Nuclear Energy Séries, Plutonium Project Record). Vol. 14 B The Transuranium Elements: Research Papers. Paper No. 22.1, McGraw-Hill Book Co., New York 1949; Abstract; Maschinoskript (Januar 1948) (PDF; 1,9 MB).
  7. ↑ Albert K. Levine, Frank C. Palilla : Un nou fòsfor catodoluminiscente d'emissió roja (YVO4:Eu) altament eficient per a la televisió en color. En: Applied Physics Letters, Volum 5, 1964, p. 118 , doi:10.1063/1.1723611.
  8. ↑ Stephen B. Castor: Depòsits de terres rares d'Amèrica del Nort. En Geologia de recursos. Vol. 58, 2008, pp. 337-347, doi:10.1111/j.1751-3928.2008.00068.x.
  9. ↑ Harald Elsner: Situació crítica de suministrament en terres rares pesades: ¿el desenroll de "tecnologies verdes" està en perill? En: Principals notícies sobre productes bàsics. 2011, nº 36 (PDF)
  10. ↑ «Europium(II) Sales», Síntesis inorgànica, pp. 69– 73. doi:10.1002/9780470132333.ch19. ISBN 978-0-470-13233-3.
  11. ↑ McGill. Ullmann- Elements de Terres Rares, p. 199. doi:10.1002/14356007.a22_607..
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 (2004) «Lanthanides», Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (vol. 14), pp. 1096–1120. doi:10.1002/0471238961.120114201901021. ISBN 978-0-471-23896-6.
  13. ↑ Hudson Institute of Mineralogy. «Mindat.org».
  14. ↑ Sinha, Shyama P.. «The Europium anomaly», Systematics and the properties of the lanthanides, pp. 550–553. ISBN 978-90-277-1613-2.
  15. ↑ “Color centers, associated rare-earth ions and the origin of coloration in natural fluorites” . Physics and Chemistry of Minerals 3 (2): 117–131. doi:10.1007/BF00308116. Bibcode: ....3..117B 1978PCM. ....3..117B.
  16. ↑ Allen, Robert D. (1952). “Variations in chemical and physical properties of fluorite”. Am. Mineral. 37: 910–30.
  17. ↑ “A Brief History of Fluorescence and Phosphorescence before the Emergence of Quàntum Theory” . Journal of Chemical Education 88 (6): 731–738. doi:10.1021/ed100182h. Bibcode: .88..731V 2011JChEd. .88..731V.
  18. ↑ “Catodoluminiscencia activada per europi en minerals” . Geochimica et Cosmochimica Acta 39 (5): 649-660. doi:10.1016/0016-7037(75)90008-3. Bibcode: .39..649M 1975GeCoA. .39..649M.
  19. ↑ “Fluorita natural que emet fluorescència groga baix llum UV” . Physics and Chemistry of Minerals 30 (8): 478-485. doi:10.1007/s00269-003-0341-3. Bibcode: ...30..478S 2003PCM. ...30..478S.
  20. ↑ “Fluorescence of Fluorite and the Bivalent Europium Ion” . Nature 135 (3403): 100. doi:10.1038/135100a0. Bibcode: ..100P 1935Natur.135 ..100P.
  21. ↑ Weisberger, Mindy. «Una estrela en l'Orsoa Major és un invasor alienígena».
  22. ↑ “Evidència de l'orige d'acreció de les estreles del halo en una millora extrema del processe r” . Nature (7). doi:10.1038/s41550-019-0764-5. Bibcode: 2019Nates.tmp..311X.
  23. ↑ 23,0 23,1 “Extractive metallurgy of rare earths” . International Materials Reviews 37: 197–248. doi:10.1179/imr.1992.37.1.197.
  24. ↑ “Recovery of europium by chemical reduction of a commercial solution of europium and gadolinium chlorides” . Hydrometallurgy 60 (3): 247–253. doi:10.1016/S0304-386X(01)00156-6.
  25. ↑ “Contribution to the chemistry of europium” . Journal of the American Chemical Society 58 (9): 1577–1580. doi:10.1021/ja01300a020.
  26. ↑ Handbook of Senar-Ferrous Metal Powders: Technologies and Applications, p. 505. ISBN 978-1-85617-422-0.
  27. ↑ “Loparite, a rare-earth ore (Ce, Na, Sr, Ca)(Tu, Nb, Ta, Fe+3)O3” . Journal of Alloys and Compounds 250 (1–2): 467–470. doi:10.1016/S0925-8388(96)02824-1.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Europi&oldid=719885»