Сторінка
7

Лантан

2LaСl3 + 3Ca =3La + 3CaСl2 (750-850°C)

2LaСl3(розплав) електроліз 2La(катод) + 3Сl2↑(анод)

Нітрид Лантану має формулу LaN і кристалізується по типу харчової солі, теплота утворення рівна 72 ккал/моль. Досить стійкий до нагрівання. Серед фосфідів відомий LaP, що кристалізується по типу NaCl, йому аналогічні арсенід, стибід та вісмутид Лантану.

Сульфід лантану La2S3 може бути одержаний безпосереднім синтезом з елементів, а також розжарюванням оксиду лантану у потоці H2S, ∆Hутв = 307 ккал/моль , Тпл.=2750 оС. Для лантану характерне утворення полісульфідів типу La2S4 , оксосульфідів – жовтого La2О2S та аналогічних оксоселенідів. Одержаний також червоний La2Sе3. Для лантану відомі телуриди змінного складу. Вони є напівпровідниками n-типу.

Хімічні властивості

La2S3 + 6H2O(гар.) = 2La(OH)3↓ +3H2S↑

La2S3 + 6HCl(розб.) = 2LaCl3 +3H2S↑

La2S3 + 30 HNO3 = 2La(NO3)3 + 24NO2 ↑+ 12H2O + 3H2SO4

La2S3 + 9O2 = 2La2O3 + 6SO2 (вище 700°C)

Нітрат Лантану La(NO3)3, зокрема його гексагідрат, кристалізується в вигляді великих розпливчатих стовпців. Досить добре розчиняється у воді та спирті. При нагріванні спочатку утворюються основні солі, а вже згодом оксиди. З нітратами лужних металів, а також з нітратом Магнію, нітрат Лантану утворює добре кристалізовані подвійні солі М2[La(NO3)5]*4H2O. Подвійний нітрат амонію (NH3)2[La(NO3)5]*4H2O дуже зручний для очистки лантану фракціонованою кристалізацією.

Хімічні властивості:

La(NO3)3 = 2La2O3 + 12NO2 +3H2O (780°C)

La(NO3)3 * 6H2O = La(NO3)3 +6H2O (кімн., вакуум, над H2SO4)

2{La(NO3)3* 6H2O} = La(NO3)O+ 4NO2 +12H2O+ O2 (600-800°C)

La(NO3)3 (розб.)+ 8H2O = [La (H2O)8]3+ + 3NO3-

La(NO3)3+ 3NaOH (розб., хол.) = 2La(OH)3 ↓+ 3 NaNO3

La(NO3)3(конц.)+ 3H2SO4(конц.) = La2(SO4)3↓+ 6HNO3

La(NO3)3 + Na3PO4 = LaPO4↓+ 3NaNO3

La(NO3)3 + Na2CO3(розб.) + H2O = 2LaCO3(OH) ↓+ 3NaNO3 + NaHCO3

Сульфат Лантану утворює зазвичай нонагідрат La2(SO4)3*9 H2O, котрий значно важче розчинний, ніж безводний сульфат ітрію. Його розчинність при 0 оС складає 3.0, при 14 оС – 2.6, при 100 оС – 0.7г солі у 100г води. Навпаки, безводна сіль, що являє собою білий гігроскопічний порошок, добре розчинна у крижаній воді. Однак, як тільки розчин незначно нагріється, із нього випадає важкорозчинний гідрат. З сульфатами лужних металів лантан утворює подвійні солі (більшою мірою дуже важкорозчинні, особливо у надлишку розчину лужного металу), переважно складу МІ[La(SO4)2] та МІ3[La(SO4)3]. Була одержана також кислота H3[La(SO4)3], що відповідає солям останнього типу.

Хімічні властивості:

La2(SO4)3 = 2 La2O3 + 6SO2 + 9H2O (1150-1200°C)

La2(SO4)3*9H2O = La2(SO4)3 + 9H2O (600°C))

La2(SO4)3 + 2H2O(пар) = 4LaSO4(OH) + 2SO2 + O2 (500 -650°C)

La2(SO4)3(т.) + 3H2SO4(конц.) = 2La(HSO4)3(p.) (20-45°C)

La2(SO4)3 + 6NaOH(розб.) = 2La(OH)3 + 3 Na2SO4

Нейтральні карбонати La одержують із розчинів відповідних солей осадженням карбонатом лужного металу на холоді. Якщо осадження проводити в гарячому розчині, то утворюється осад, забруднений основною сіллю. Нейтральні карбонати містять кристалізаційну воду. Карбонат лантану La2(СО3)3 *8H2O кристалізується у ромбічній системі, у природі зустрічається у вигляді лантаніту. Він добре розчинний у концентрованих розчинах карбонатів лужних металів. При розбавленні розчинів осаджуються кристали подвійного карбонату, наприклад, К[La(СО3)2] *6H2O. При нагріванні карбонати відщеплюють СО2, переходячи спочатку у основні карбонати, а при прожарюванні – в оксиди.

Ацетат La одержують дією оцтової кислоти на відповідні гідроксиди, чи карбонати, легкорозчинні.

Основні ацетати осаджуються із розчинів аміаком. Якщо осадження проводити обережно, то їх можна отримати у вигляді гелів або навіть золів. Одержаний таким чином ацетат Лантану забарвлюється у синій колір йодом, у результаті утворення продуктів адсорбції, аналогічних продуктам взаємодії йоду із крохмалем.

Для утворення цих синіх продуктів адсорбції йоду важливе значення має не лише колоїдний характер основних ацетатів лантану і крохмалю. Їх утворення, скоріше за все, пов’язано із наявністю певних своєрідних атомних груп у названих та інших речовин, котрі із йодом дають синє забарвлення. Інші колоїдні основні солі лантану не дають забарвлення. Те ж стосується і солей лантану з органічними кислотами(виключення становить пропіонат лантану). Так само, як і Лантан, поводять себе Неодим і Празеодим [Ф.Крамер, Соединения включения, ИЛ,1958, стр.100].

Оксалат лантану La2(С2О4)3*10H2O випадає при додаванні щавлевої кислоти до нейтральних чи слабкокислих розчинів відповідних речовин у вигляді сирнистого осаду, котрий поступово стає кристалічним. Його розчинність складає 0,20мг безводної солі у 100г води при 25оС. значно вища розчинність оксалату у розведених сильних кислотах. Так, наприклад, у 100мл при 25 оС може розчинити 398мг оксалату лантану. Значно менша розчинність цієї сполуки у гарячих концентрованих розчинах оксалатів лужних металів. Для лантану не виділено оксалатних комплексів, що дуже характерні для скандію та ітрію. Різна розчинність оксалатів у гарячих насичених розчинах оксалату амонію відіграє важливе значення у розділенні рідкісноземельних металів.