Đất hiếm terbi

Đất hiếm: terbi - Một loại đất hiếm ứng dụng nhiều trong đời sống

Hóa học và công nghệ đất hiếm NT:Terbi

1

1.Đặc trưng 2.Lịch sử

3.Phổ biến 4.Sản xuất 5.Ứng dụng

2

1.Đặc trưng

3

Tính chất chung

Tên , Ký hiệu , Số Terbi, Tb, 65 Phiên âm / ˈ ɜ t rbiəm ’ TER-bee-əm

Nhóm, Chu kỳ,Phân lớp n/a, 6, f

Khối lượng nguyên tử 158,92535

Cấu hình electron [Xe] 4f9 6s2

Số electron trênvỏ điện tử 2, 8, 18, 27, 8, 2

4

Tính chất vật lý

Trạng thái vật chất Chất rắn

Mật độ gần nhiệt độ phòng 8,23 g·cm−3

Mật độ ở thể lỏng khi đạtnhiệt độ nóng chảy

7,65 g·cm−3

Nhiệt độ nóng chảy 1629 K, 1356 °C, 2473 °F

Nhiệt độ sôi 3503 K, 3230 °C, 5846 °F

Nhiệt lượng nóng chảy 10,15 kJ·mol−1

Nhiệt lượng bay hơi 293 kJ·mol−1

Nhiệt dung 28,91 J·mol−1·K−1

5

Tính chất hóa học

 Trạng thái hóa trị phổ biến nhất của terbi là : +3(Tb2O3 )

 Trạng thái +4 được biết đến trong TbO2 và TbF4 Terbium dễ dàng cháy tạo ra hỗn hợp của các ôxít hóa trị 3 và 4:

8 Tb + 7 O2 → 2 Tb4O7

 Trong dung dịch, terbi chỉ tạo ra các ion hóa trị 3 Terbi

có độ âm điện thấp và phản ứng chậm với nước lạnh nhưng khá nhanh với nước nóng để tạo ra hiđrôxít terbi:

2 Tb(r) + 6 H2O(h) 2 Tb(OH)3(dd) + 3H2(k) →

6

Terbi kim loại phản ứng với mọi halogen:

2 Tb(r) + 3 Cl2(k) → 2 TbCl3(r) [màu trắng]

2 Tb(r) + 3 Br2(k) → 2 TbBr3(r) [màu trắng]

2 Tb(r) + 3 I2(k) → 2 TbI3(r) Terbi hòa tan dễ dàng trong axít sulfuric loãng để tạo ra các dung dịch chứa các ion Tb (III) màu hồng nhạt, tồn tại như là các phức hợp [Tb(OH2)9]3+:

2 Tb®+ 3 H2SO4(dd) → 2 Tb3+(dd) + 3 SO42-(dd) + 3 H2(k)

7

Hợp chất

 Terbi kết hợp với nitơ, cacbon, lưu huỳnh, phốtpho, bo, selen, silic và asen ở nhiệt độ cao, tạo thành các hợp chất hóa trị hai khác nhau như TbH2, TbH3, TbB2, Tb2S3, TbSe, TbTe và TbN

 Terbi cũng có thể tạo ra sesquiclorua Tb2Cl3, là chất có thể khử tiếp thành TbCl bằng cách ủ ở 800 °C Clorua terbi (I) tạo thành các viên nhỏ với cấu trúc tạo lớp giống như than chì

Các hợp chất khác còn có:

Clorua: TbCl3 Bromua: TbBr3 Iodua: TbI3 Florua: TbF3, TbF4 Florua terbi (IV) là tác nhân flo hóa mạnh, giải phóng ra flo nguên

tử tương đối tinh khiết khi bị nung nóng, chứ không phải hỗn hợp của hơi flo giải phóng ra từ CoF3 hay CeF4

8

Đồng vị của Terbi

157Tb

158Tb Tổng hợp 180 năm

158Gd

158Dy 159Tb

100%

159Tb ổn định với 94 nơtron

9

2.Lịch sử

Carl Gustaf Mosander

10

3.Phổ biến

monazit

gadolinit

cerit xenotim

11

4.Sản xuất Các khoáng vật chứa terbi thô nghiền nát được xử lý bằng axít sulfuric đặc nóng để tạo ra sulfat hòa tan trong nước của các kim loại đất hiếm

Thori kết tủa khỏi dung dịch dưới dạng hiđrôxít và bị loại bỏ

Các oxalat được chuyển hóa thành các ôxít nhờ ủ

Các ôxít được hòa tan trong axít nitric để tiếp tục loại

bỏ một trong các thành phần chính là xeri, do ôxít của nó không hòa tan trong HNO3

Terbi được tách ra ở dạng muối kép với nitrat ammoni bởi sự kết tinh.

12

5.Ứng dụng

13