金属镧
中文名称:金属镧
英文名称:Lanthanum
别名:镧块;镧粉;镧;单质镧
分子式: La
分子量: 138.91
CAS编号:7439-91-0
危险性质: 危险化学品
质检信息
质检项目 指标值
含量,% ≥99.5
精确质量: 138.906
产品用途
金属镧用作制备镧盐;制造耐热合金和膜状电极;还原剂。用于储氢材料,加工其他稀土金属的还原剂。用作钢铁和有色金属的添加剂、贮氢基质材料,制取其他金属的还原剂。用于昂贵的照相机镜头、打火器、电池电极和催化转炉。高纯氧化镧可用于制造精密透镜;镧镍合金可做储氢材料,六硼化镧广泛用作大功率电子发射阴极。
化学性质
金属镧又称单质镧是一种金属稀土元素,属于元素周期表第3组(IIIA)的一种银金属元素,被认为是镧系元素第一位,元素号57。 它是该系列中最活跃的元素,与冷水反应轻微,但与热水反应迅速。为白色金属粉末,有延展性,对空气敏感,在空气中变暗,在空气中很容易氧化,加热能燃烧,生成氧化物和氮化物。在氢气中加热生成氢化物,能与矿酸很快起作用,但与冷的浓硫酸无变化;加热至约450℃燃烧成氧化物和氮化物的混合物,在氢气流中加热生成氢化物,与其他金属能成合金。不溶于水,能与水作用,常温,遇湿易燃。它也是稀土元素中第二个最丰富的元素,常与其他稀土元素一起存在于独居石中、氟碳锶镧矿中。它是铀、钍或钚裂变的放射性产物之一。它能赋予玻璃特殊的折光性能,使玻璃具有较高的折射率。
制备方法
1.一般由水合氯化镧经脱水后,用金属钙还原,或由无水氯化镧经熔融后电解而制得。
2.70gLaCl3、18.5gCa在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚或用机动压力机压成圆柱体放入钽坩埚中,坩埚配有打孔的钽盖子以便通气,置于密闭MgO坩埚[d=2(in,in=0.0254m,下同),h=7(in,in=00254m,下同)]中。然后放在石英管[d=2.25(in,in=0.0254m,下同)]中,管的一端熔封,另一端打磨后使嵌入55/50锥形接头中。用石蜡将石英管密封在真空体系中。充入Ar(先经过热的金属铀纯化)达到P=1atm,用6kW感应炉加热到550~600℃,使反应发生(钽坩埚温度突然上升为据)。5min后达到1000℃,维持13min使产生的稀土金属完全结块。冷却到室温,用水浸泡钽坩埚以除掉CaCl2、Ca,熔融的稀土金属保留在底部(1%~3%Ca)。
3.在100mL镍坩埚中电解熔融50gKOH+20gNaOH+8gH2O+10gLa2O3的混合物。镍坩埚置于300W的电炉中,用一支装金属箍头的玻璃温度计测量温度,厚的铂丝作为阳极稍稍浸入熔融物的液面下,坩埚作为阴极,电压4V。温度控制在300℃直至得到清澈的熔化物,5min后,当温度达310℃时,清澈的熔融物中开始出现沉淀。待观察到反应放热,停止加热,温度下降到290℃,持续20min后,轻轻倒出熔化物,得到晶体。熔融物在260~280℃再次加热2.5h,能够形成较好的晶体。产物用稀醋酸洗涤。
制备
纯化金属态的镧可以从其纯化的氧化物或其他盐获得。一种这样的方法涉及在钽或钨坩埚中在300℃至400℃下用氯化铵或氟化铵和氢氟酸加热氧化物。随后在氩气或真空中于1,000°C用碱金属或碱土金属还原。典型的反应是:La2O3+6NH4Cl→2LaCl3+6NH3+3H2OLaCl3+3Li→La+3LiCl
也可以通过在升高的温度下电解无水氯化镧和氯化钠或氯化钾的熔融混合物来生产高纯度镧。当从矿渣中生产镧时,除上述矿石提取外,所有过程均相同。矿物通过浮选过程被粉碎和浓缩。然后用稀盐酸处理,将稀有金属中的镧和稀土转化为氯化物。在空气中煅烧会生成稀土氧化物。LaCl3+3Li→La+3LiCl