Сторінка
2

Лантан

Більше сотні років Лантан був важкодоступним елементом не лише для промисловості, але і для хімічної лабораторії.

У чистому вигляді Лантан і його сполуки були одержані лише після того, як у практику лабораторій і промислових підприємств увійшов так званий хроматографічний аналіз, розроблений російським вченим М.С.Цвєтом у 1903р.

Сьогодні відомо декілька різновидів хроматографічного аналізу. У розділенні елементів рідкісних земель особливо ефективною стала іонообмінна хроматографія.

Іонообмінними смолами зазвичай є складні полімерні органічні сполуки, що здатні утримувати на своїй поверхні іони розчинених речовин. Для розділення рідкісноземельних елементів розчин їх солей пропускають через спеціальну трубку (хроматографічну колонку), заповнену мілкозернистим порошком відповідної смоли. Зерна смоли, обмінюючи свої катіони на катіони рідкісноземельних елементів, утримують їх у верхній частині хроматографічної колонки. Обробляючи цю смолу спеціальними розчинами (лимонна чи молочна кислоти), що утворюють з катіонами рідкісних земель комплексні сполуки, катіони рідкісних земель вимивають у нижню частину колонки. Однак, чим менш стійка комплексна сполука лантаноїду, тим повільніше вона переміщується по колонці. І навпаки: стійкі комплекси переміщуються швидко і займають у колонці найбільш низькі рівні. Таким чином, в ході вимивання катіони окремих елементів розміщуються у різних місцях колонки, розділяються один від одного [1]. Маса адсорбенту по всій його довжині в трубці, відповідно до фарбування утримуваної речовини буде мати чи різні кольори, чи різні відтінки того самого кольору (у залежності від фарбувань складових частин суміші). Отриманий стовпчик пофарбованого адсорбенту називається хроматограмою (від грецького "хрому" - фарба, колір і "графо" - пишу). Для виділення складових частин суміші, колонку адсорбенту обережно витягають із трубки і розділяють по зонах фарбування. Склад кожної пофарбованої зони визначається звичайними методами хімічного аналізу. Цілком зрозуміло, що аналіз не представляє труднощів, коли в кожній зоні присутня тільки одна речовина. Однак у більшості випадків зони пофарбованого адсорбенту не настільки різко відрізняються одна від одної, щоб їх можна було легко розділити механічно. Звичайно зони сполучаються і поступово переходять одна в іншу. У цих випадках трубку, що містить адсорбент з утриманими на ньому речовинами, промивають спеціально підібраним розчинником, що по-різному відноситься до адсорбованих складових частин суміші. Такий прийом витягу адсорбованої речовини з адсорбенту називається елюцією (від латинського "елюціо" - промивання). Елюція дозволяє використовувати не тільки розходження в адсорбуванні складових частин суміші, але й у їхній розчинності.

4.Знаходження в природі

Розповсюдженість Лантану у природі складає[4]:

У більшості випадків Лантан зустрічається разом із легкими лантаноїдами: у монациті СеРО4 міститься до 16% La2O3, у бастнезиті (Се, La)СО3F – до 20 % Входить також до складу цериту Се4(SіO4)3 , а також у ортиті[5].

Так, Лантан поряд із Скандієм, Ітрієм та рядом інших елементів, з близькою хімічною поведінкою, містяться у цих мінералах, які у великих кількостях зустрічаються лише в не багатьох місцях , а саме, головним чином, на Скандинавському півострові, далі у Європі, на Уралі, у Сполучених Штатах Америки, у Південній Америці (переважно у Бразилії) і у деяких областях Австралії. Разом з аналогічними їм елементами, Лантан із Скандієм та Ітрієм утворюють групу рідкісноземельних елементів. Саме до церієвих земель відносять оксид Лантану(до цієї групи також належать оксиди Церію, Празеодиму, Неодиму і Самарію)

Виділений Лантан був завдяки відсутності специфічних реакцій , відновленням хлориду Калієм, у великих кількостях його одержали Гіллебранд і Нортон у 1875році електролізом розплавленого хлориду:

2LaCl3 (розпл.)→2La + 3Cl2

Приготування Нортоном і Гіллебрандом великих кількостей Лантану і інших елементів рідкісних земель зробило можливим вимірювання їх питомих теплоємностей. Це дозволило на основі закону Дюлонга і Пті зробити висновок відносно атомних мас і валентностей цих елементів. Спочатку елементи рідкісних земель внаслідок їх аналогії до сполук лужноземельних металів і Магнію вважали, двовалентними, їх оксидам приписували формулу оксидів ЕО.