Dysprosium

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Dysprosium, chemická značka Dy, (lat. Dysprosium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, 10. člen skupiny lanthanoidů. Nachází využití při výrobě speciálních slitin pro jadernou energetiku a při výrobě laserů.

[editovat] Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Atomové číslo: 66
Relativní atomová hmotnost: 162,500 amu
Hustota: 8,54 g/cm³
Teplota tání: 1 407 °C, 1 680 K
Teplota varu: 2 507 °C, 2 840 K
Elektronegativita: 1,22 (Pauling)

Dysprosium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Chemicky je dysprosium méně reaktivní než předchozí prvky ze skupiny lanthanoidů. Na suchém vzduchu je prakticky stálé, ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách za vývoje vodíku.

Ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Dy⁺³. Soli Dy⁺³ vykazují vlastnosti 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. Dysprosité soli mají obvykle žlutou barvu.

Dysprosium objevil roku 1886 francouzský chemik Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran jako nečistotu ve zkoumaném oxidu erbitém. Elementární čisté dysprosium bylo vyrobeno teprve kolem roku 1950 po nasazení techniky ionexové separace.

[editovat] Výskyt a výroba

Dysprosium je v zemské kůře obsaženo v koncentraci přibližně 3 – 4,5 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom dysprosia na 100 miliard atomů vodíku.

V přírodě se dysprosium 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 euxenit (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆.

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 redukcí oxidu dysprosia Dy₂O₃ elementárním vápníkem.

Dy₂O₃ + 3 Ca ---> 2 Dy + 3 CaO

[editovat] Použití a sloučeniny

• Podobně jako gadolinium, vykazuje dysprosium vysoký účinný průřez pro záchyt tepelných neutronů a jeho slitiny s niklem jsou často používaným materiálem pro výrobu moderátorových tyčí v jaderných reaktorech. Zasunutím těchto tyčí do nitra rektoru dojde k poklesu neutronového toku a tím zpomalení štěpné reakce.

• Světelné výbojky plněné halogenidy dysprosia jsou zdrojem velmi intenzivního světelného záření a nacházejí proto uplatnění především ve filmařském průmyslu a dalších speciálních aplikacích s požadavky na mohutný světelný tok.

• Společně s vanadem se dysprosium uplatňuje při výrobě laserů .