Europium

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 15. 10. 2016, 10:27

Europium
Atomové číslo	63
Relativní atomová hmotnost	151,964 amu
Elektronová konfigurace	[Xe] 4f7 6s2
Skupenství	Pevné
Teplota tání	826 °C, (1099 K)
Teplota varu	1529 °C, (1802 K)
Elektronegativita (Pauling)	1,2
Hustota	5,264 g/cm3
Hustota při teplotě tání	5,13 g/cm3
Registrační číslo CAS	7440-53-1

Vzorek (300 g)

Europium, chemická značka Eu, (lat. Europium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, 7. člen skupiny lanthanoidů. Z této skupiny je prakticky nejžádanějším prvkem díky svému uplatnění při výrobě barevných televizních obrazovek, kde funguje jako luminofor.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Europium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je europium méně reaktivní než předchozí prvky ze skupiny lanthanoidů. Na vzduchu je relativně stálé a ke vzplanutí dochází až při teplotě nad 180 °C. S vodou reaguje europium za vzniku plynného vodíku, snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách.

Od ostatních prvků skupina lanthanoidů se europium značně odlišuje nižším bodem tání i varu a nižší hustotou, než jaká by mu příslušela na jeho místě v Periodické tabulce prvků. Nejvýraznější rozdílem je ale skutečnost, že kromě stabilního mocenství Eu³⁺ jsou značně stálé i sloučeniny dvojmocného europia Eu²⁺.

Chemické vlastnosti jeho solí v mocenství Eu³⁺ jsou značně podobné sloučeninám hliníku a ostatních lanthanoidů. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Europité soli mají obvykle narůžovělou barvu.

Chemické vlastnosti jeho solí v mocenství Eu²⁺ jsou značně podobné sloučeninám vápníku a kovům alkalických zemin. Důležitou vlastností je zde rozpustnost hydroxidu Eu(OH)₂, čehož je možno využít k oddělení od zbylých lanthanoidů, jejichž hydroxidy jsou ve vodě prakticky nerozpustné. Soli Eu²⁺ jsou bezbarvé.

Historie objevu

Roku 1890 objevil Paul Émile Lecoq de Boisbaudran neznámé emisní linie ve spektru frakce ze separace prvků vzácných zemin s převahou samaria a gadolinia a přiřadil je doposud neznámému prvku z řady lanthanoidů.

Izolace čistého prvku provedl teprve roku 1901 francouzský chemik Eugène-Antole Demarçay a pojmenoval jej po kontinentu Evropa.

Výskyt a výroba

Europium je v zemské kůře obsaženo pouze v koncentraci asi 1,2 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom europia na 400 miliard atomů vodíku.

V přírodě se europium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄ a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů , dále bastnäsity (Ce, La, Y)CO₃F– směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál samarskit ((Y,Ce,U,Fe)₃(Nb,Ta,Ti)₅O₁₆).

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny - apatity z poloostrova Kola v Rusku

Při průmyslové výrobě prvků vzácných se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí elektrolýzou směsi roztavených chloridů europitého EuCl₃, vápenatého CaCl₂ a sodného NaCl. V některých postupech se využívá i redukce oxidu europia Eu₂O₃ elementárním lanthanem.

Eu₂O₃ + 2 La → 2 Eu + La₂O₃

Použití a sloučeniny

Velká většina vyrobeného europia je v současné době zpracovávána při výrobě barevných televizních obrazovek. Přitom se na vnitřní stěnu obrazovky, která je vlastně katodovou trubicí nanášejí látky – luminofory, které po dopadu urychleného elektronu vydávají elektromagnetické záření ve viditelné oblasti spektra.

Existuje celá řada luminoforů, které se vzájemně liší intenzitou a barvu emitovaného záření. Pro trojmocné europium Eu³⁺ se nejčastěji jako nosič používá směsný oxid a sulfid yttria Y₂O₂S. Jako nosič dvojmocného europia Eu²⁺ se uvádí sloučenina BaFBr.

Luminofory na bázi Eu³⁺ vydávají červené záření, luminofory obsahující Eu²⁺ emitují světlo modro-fialové barvy.

Ze sloučenin europia se také vyrábějí luminiscenční barviva a hmoty, které jsou schopny světélkovat až po dobu několika dnů po několikaminutovém ozáření světlem.

Literatura a webové stránky

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood - A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

• Periodická soustava a tabulka vlastností prvků [1]
• Chemický vzdělávací portál [2]
• WebElements (anglicky) [3]
• Periodická tabulka prvků [4]