Europi - Một loại đất hiếm có nhiều ứng dụng trong cuộc sống

Europi - Một loại đất hiếm có nhiều ứng dụng trong cuộc sống

Europi

1

Nội dung

I.I Lịch sử

I.2 Tính chất chung

I.3 Tính chất vật lý & hóa học

I.4.Điều chế & ứng dụng

đất hiếm nhóm trung ở Phú Yên

2

I Tổng quan về Europi

3

Europi (tênLa tinh: Europium)

là một nguyên tố hóa học với ký

hiệu Eu và số nguyên tử bằng 63

Tên gọi của nó có nguồn gốc từ

tên gọi của châu Âu trong một số

ngôn ngữ phương Tây (Europe,

Europa v.v)

I.1 Lịch sử

- Europi lần đầu tiên được Paul Émile Lecoq de

Boisbaudran phát hiện năm 1890,

- Tuy nhiên, phát hiện ra europi nói chung thường được coi là công lao của nhà hóa học người Pháp là Eugène-Anatole Demarçay, người đã nghi ngờ các mẫu của

nguyên tố mới phát hiện gần thời gian đó là samari có chứa nguyên tố chưa biết năm 1896 và cũng là người đã

cô lập được europi vào năm 1901

4

Cấu trúc nguyên tử

Cấu trúc tinh thể

Số electron trên vỏ điện tử :2, 8, 18, 25, 8, 2

Phân loại: Nhóm Lantan

Chu kỳ,Phân lớp : 6, f

Khối lượng nguyên tử: 151,964

Cấu hình electron : [Xe] 4f 7 6s 2

I.2 Tính chất chung

6

Isotope Half Life

Eu-147 24.4 days Eu-148 54.5 days Eu-149 93.1 days Eu-150 36.0 years Eu-151 Stable Eu-152 13.5 years Eu-152m 9.3 hours Eu-153 Stable Eu-154 8.6 years Eu-155 7.4 years Eu-156 15.2 days

-Europi được sinh ra bằng phân

hạch hạt nhân, nhưng hiệu suất

sản phẩm phân hạch của các đồng

vị europi là thấp gần với đỉnh của

khoảng khối lượng cho các sản

phẩm phân hạch

-Giống như các nguyên tố khác

trong nhóm Lantan, nhiều đồng

vị, đặc biệt là các đồng vị với số

khối lượng lẻ và các đồng vị

nghèo nơtron như Eu152, có tiết

diện bắt nơtron cao, thường cao

đủ để trở thành các chất độc hạt

nhân

 Eu được tìm thấy trong số các khoáng vật chứa các

nguyên tố nhóm Lantan

là xenotim, monazit và bastnasit

Với Ln ở đây là ký hiệu chỉ hỗn hợp tất cả các nguyên tố nhóm Lantan, ngoại trừ promethi là nguyên tố cực hiếm do nó chỉ có các đồng vị phóng xạ

dạng orthophotphat

LnPO4

dạng khoáng vật florua cacbonat LnCO3F

7

I.2 Tính chất vật lý & hóa học

I.2.1 Tính chất vật lý

 Màu : Bạc trắng

 Trạng thái vật chất:Chất rắn

 Nhiệt độ nóng chảy:1099 K, 826 °C, 1519 °F

 Nhiệt độ sôi :1802 K, 1529 °C, 2784 °F

 Nhiệt lượng nóng chảy :9,21 kJ·mol−1

 Nhiệt lượng bay hơi :176 kJ·mol−1

 Nhiệt dung : 27,66 J·mol−1·K−1

 Europi tự bắt cháy trong không khí ở khoảng từ 150 tới

180 °C Nó có độ cứng chỉ khoảng như chì và rất dễ

uốn

 europi có độc tính cao khi so sánh với các kim loại nặng khác Bụi kim loại có nguy hiểm cháy và nổ cao

8

I.2.2.Tính chất hóa học

- Europi là nguyên tố dễ được sản xuất nhất và có

trạng thái ôxi hóa +2 ổn định nhất trong số các

nguyên tố đất hiếm

-Các dung dịch Eu3+ có thể bị khử bởi kẽm kim loại và axít clohiđríc thành Eu2+ trong dung dịch

Eu3+ Eu2+

ion này ổn định trong axít clohiđríc loãng

nếu ôxy hay không khí không có mặt

9

Zn/ HCl

 Một loạt các muối của Eu2+ có màu từ trắng tới

vàng nhạt hay xanh lục đã được biết đến, chẳng

hạn như sulfat, clorua, hydroxit và cacbonat europi (II)

 Chính trạng thái hóa trị +2 dễ bị tác động của

europi làm cho nó trở thành một trong số các

nguyên tố nhóm Lantan dễ được tách ra và dễ tinh chế nhất, ngay cả khi nó hiện diện với hàm lượng nhỏ

10

 Các tính chất hóa học của europi (II) rất giống với các tính chất hóa học của bari, do chúng có bán kính ion gần như nhau

 Europi hóa trị +2 là tác nhân khử nhẹ, vì thế trong điều kiện ngoài khí quyển thì các dạng hóa trị +3 là thịnh

hành hơn nhưng trong tự nhiên

 Các hợp chất europi (II) có xu hướng thịnh hành hơn,

nó có xu hướng hợp nhất vào trong các khoáng vật của canxi và các kim loại kiềm thổ khác

11

 Một vài hợp chất của europi bao gồm:

Các florua: EuF2, EuF3

Các clorua: EuCl2, EuCl3

Các bromua: EuBr2, EuBr3

Các iodua: EuI2, EuI3

Các ôxít: EuO, Eu2O3 và Eu3O4

Các sulfua: EuS

Các selenua: EuSe

Các telurua: EuTe

Các nitrua: EuN

12

I.3 ứng dụng

- sử dụng làm chất kích thích cho một số loại thủy tinh để làm laser, cũng như để chiếu chụp cho hội chứng

Down và một số bệnh di truyền khác

13

Europi là một trong số các nguyên tố được

sử dụng để làm màu đỏ trong các ống tia

âm cực của tivi và chất lân quang trong đèn huỳnh quang

 Nó cũng được dùng trong chất lân quang chống

làm tiền giả trong các tờ tiền euro

15

 Europi cũng thường được đưa vào trong các nghiên cứu nguyên tố dấu vết trong địa hóa học và thạch học để

hiểu các quá trình hình thành nên đá lửa (các loại đá

do macma hay dung nham nguội đi hình thành nên)

 Bản chất của sự hình thành dị thường europi được sử

dụng để hỗ trợ tái tạo các mối quan hệ trong phạm vi

một hệ đá lửa

16

II Quy trình tách và tinh chế Eu từ tổng

đất hiếm nhóm trung ở Phú Yên

17

-Quy trình gồm 2 giai đoạn :

*Giai đoạn1: làm giàu Eu từ tổng các NTĐH nhóm trung

bằng phương pháp kết hợp khử - kết tủa

*Giai đoạn 2: tinh chế Eu bằng phương pháp kết hợp khử

cột kẽm và kết tủa ion KLĐH (III) bằng

dung dịch đệm NH 4 OH + NH 4 Cl

18

RECl3

(Sm,Eu,Gd)

Điều chỉnh pH= 3

1:5

Khử bằng cột kẽm

Kết tủa Eu (II)

Lọc, rửa

EuSO4

H 2 SO 4 2M 1:3

EuSO4 sang

EuCl3

Kết tủa tạp chất ở dạng RE(OH)3 và lọc

pH = 9,5-10

Khử lần 2 Kết tủa Eu (II)

Lọc, rửa

RE(III) (Sm,, Eu, Gd)

EuSO4

EuSO4 sang

EuCl3

Khử lần 3

Eu (II)

Eu2O3

RE(OH)3

Oxi hóa, kết tủa oxalat và nung

Kết quả phân tích tạp chất của Eu sau tách và tinh chế

19

Nguyên tố

Hàm lượng (ppm) Nguyên tố

Hàm lượng (ppm)

La2O3 < 0,1 Tm2O3 < 0,1

CeO2 < 0,1 Sm2O3 < 0,1

Pr6O11 < 0,1 Gd2O3 < 0,1

Nd2O3 < 0,1 Eu2O3 >99.9 % *

Dy2O3 < 0,1 Tb4O7 < 0,1

Ho2O3 < 0,1 Yb2O3 < 0,1

Er2O3 < 0,1 Lu2O3 < 0,1

Y2O3 < 0,1

* Tính toán từ thành phần của các tạp chất đất hiếm

Tài liệu tham khảo

1 BÁO CÁO TỔNG KẾT

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI HỢP TÁC KHCN THEO NGHỊ

ĐỊNH THƯ VIỆT NAM- HÀN QUỐC

XỬ LÝ CHẾ BIẾN

QUẶNG ĐẤT HIẾM VIỆT NAM

Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ Xạ Hiếm

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS., NCVC Lê Bá Thuận

20