鏑:66大順但快被電動汽車耗盡的稀土金屬

《嬌滴滴的稀土——鏑》
作為第66號元素,制備的確特別的6啊
名字本身都是難以獲得的意思
當(dāng)然,這破玩意的發(fā)現(xiàn)還是靠攀親戚找兄弟
鉺元素地位的確立開始了鏑的發(fā)現(xiàn)之路
當(dāng)時光譜分析開始普及(萬惡之源
科學(xué)家們終于能找到稀土中的及其微量雜質(zhì)
于是又有大神對這坨雜質(zhì)大搞特搞地開始淘寶
于是在原本主要成分為氧化鉺的“鉺土”里面分離出了兩個新元素——野獸先輩的另一半“鈥”和作為后綴的表語氣強(qiáng)烈的感嘆詞“銩”
PS:看不懂上面的文字游戲沒關(guān)系,鈥的化學(xué)符號是“Ho”,銩的化學(xué)符號是“Tm”這回我估計你應(yīng)該就看懂了(doge
故事繼續(xù)發(fā)展
8年后布瓦博得朗再次猛攻“鈥土”又發(fā)現(xiàn)新東西
由于當(dāng)時技術(shù)條件太過落后(我看是他太懶
只能用效率低下的傳統(tǒng)的沉淀法
把氧化物變成鹽
然后通過不同的稀土氫氧化物沉淀的pH范圍略有差別通過氨水沉淀出來
由于操作困難,他反復(fù)沉淀了30遍(產(chǎn)率低下
才獲得了夠試驗用的氧化鏑樣本
布瓦博得朗:怨念の鏑++1
結(jié)果,布瓦博得朗一語成讖
鏑の獲取難度 展露出了它真正的恐怖面目
直到后來很久,以至于新中國都成立了一年了
高純度的金屬鏑才剛剛被做出來
直到今天鏑的開采和冶煉的難度依然不減當(dāng)年
直到現(xiàn)在,都沒有在自然界發(fā)現(xiàn)鏑的獨礦
這也正常,保持了稀土抱團(tuán)取暖的優(yōu)良傳統(tǒng)嘛
仍然是老兩樣:獨居石,氟碳鈰礦
這倒也沒啥,稀土嘛,可以理解
用這倆提煉其他稀土?xí)r順便產(chǎn)點鏑
有時候又會投奔其他特立獨行的稀土,比如鈰
在一些含鈰的礦石里面
比如鈰褐簾石、鈰硅石。鈰鈦鐵礦里面
也有一定量的鏑
有時候又會和釔、鈥等三足鼎立
形成共生礦,構(gòu)成了釔礦里面的重稀土成分
目前,鏑的分離不必像布瓦博得朗一樣
使用笨大蠢的沉淀法
我們可以使用效率高很多的離子交換
有機(jī)溶劑萃取也是可以的(稀土老傳統(tǒng)了
富集以后進(jìn)行氟化或氯化生成鹽
在高溫下熔融置換(要點察覺?。?!
制得的粗品高溫蒸餾提純,終于制完
但還好,豐度高于鉺,低于釓,還算不錯
室溫?zé)o氧環(huán)境下是銀灰色的暗色調(diào)金屬
雖然又金屬光澤但不多,稀土嘛可以理解
空氣中可以長期保存,但白膜厚度取決于水
干燥的空氣和鏑保持著合理的界限感
但一旦有水這玩意鏑和水之間就矜持不下去了
再加上二氧化碳這跟攪屎棍
鏑表面便覆蓋上氫氧化物、碳酸鹽、氧化物等
光澤會隨著歲月的流淌而消失,變得滿臉皺紋
顏色會更偏暗、偏灰
但還好殼層是致密的,可以保護(hù)內(nèi)部不受氧化
累積到一定厚度,只要不下大霧就安全
所以并不像前面幾位稀土需要泡油
鏑理論上會是柔軟的金屬
但這種柔軟是相對于鉻和鎢而言的
拋去自身原因,其實是雜質(zhì)搞得鬼
這讓我想起了鎢~~~~
這些永遠(yuǎn)滴神還會廢掉鏑的機(jī)械加工性
鈹:笑死我了??????Dy????
鏑在自然界有6個穩(wěn)定同位素,還算不錯
還有一個半衰期是宇宙年齡的7250倍的同位素
鏑的氧化膜像鋁,很大程度上決定了化學(xué)性質(zhì)
以鏑和水的反應(yīng)舉例
書上說鏑遇冷水反應(yīng)緩慢但明顯,在熱水中快
但由于有氧化膜的保護(hù),僅限鏑粉
直接放塊狀的話恐怕煮沸半天也只有不幾個泡
這么形容吧,半死不活吊著口氣
所以想讓塊狀的鏑也發(fā)生這種反應(yīng)也很簡單
除掉氧化層,以絕后患
除掉氧化層后,跟書上就一致了
在冷水中的反應(yīng)跟鐵和稀硫酸反應(yīng)差不多
在熱水中的反應(yīng)跟鎂和稀鹽酸反應(yīng)差不多
這個反應(yīng)也是標(biāo)準(zhǔn)的置換反應(yīng)
另一個產(chǎn)物是氫氧化鏑
仍然是稀土老傳統(tǒng),氫氧化物難溶……嗎?
并不是,它在水里有點溶解度,不會很快沉淀
并且!氫氧化鏑有明顯的堿性,滴酚酞變紅
這在之前可是鑭、鈰、鐠、銪獨占啊?。。?/p>
由此可見鏑很活潑(還記得前文的要素察覺嗎
所以可以得出結(jié)論,鏑和很多非金屬都可化合
但是……反應(yīng)的劇烈程度差異也很大(@鈮
主要決定因素是形成的化合物是否可以揮發(fā)
再絕對一點,是否是共價化合物或離子晶體
(不一定,別被我?guī)芷。?/p>
舉栗子,鏑跟氧和硫化合生成物熔點高難揮發(fā)
所以火焰氣流并不能吹走生成物使再次接觸
所以反應(yīng)速度相對較慢,尤其是致密的鏑塊
這一點,別說稀土,整個過渡金屬區(qū)都難
但硫跟氧不一樣的一點是,硫會冷凝回流
回流下來的液態(tài)硫會沖走硫化鏑粉末
從而再次和鏑親密接觸繼續(xù)反應(yīng)
氮化鏑、硼化鏑的制取也是類似的方式和原理
這些二元化合物(就是X化X)多數(shù)呈棕黑色
容易水解?。?!尤其酸性環(huán)境!?。?/p>
隔水保存以防發(fā)生危險?。?!
話說會來,鏑和鹵素反應(yīng)是比較快的
鹵化物畢竟共價化合物嘛(未證實,勿當(dāng)真
在生成的同時就溜掉了,及時逃離犯罪現(xiàn)場
在氯氣中短短幾十秒便會燃燒
發(fā)出耀眼的白光帶點黃
放出大量的熱原地逝管++1
三氯化鏑在逝管上方冷凝為淡黃色粉末
對于鹵素之恥碘,一樣可以讓鏑燃燒
所以制取無水鹵化鏑只需要各就各位,加熱就完了……嗎?
多數(shù)可以,但氟化鏑不一樣,氟太活潑以至于反應(yīng)太過炸裂比較廢人,并且氟化鏑溶解度也不大,所以直接使用復(fù)分解反應(yīng)便可,新鮮沉淀的氟化鏑像果凍一樣,加熱陳化離心分離脫水干燥便可制得無水氟化鏑(我的天……
別問我為啥不直接蒸干,問就是水解
接下來是保留節(jié)目,金屬和酸的反應(yīng)
鏑可以很容易的把電子塞給氫離子
除了氫氟酸,和其他的氫鹵酸反應(yīng)生成的鹽
溶解度相當(dāng)大,反應(yīng)速度也特別快
有多快呢,3%的鹽酸便可掀起腥風(fēng)血雨
回到氫氟酸身上,前文提到氟化鏑是難溶的
所以跟氫氟酸反應(yīng)時,反應(yīng)生成的氟化鏑沉淀
像小豬蓋被一樣覆蓋在鏑塊的表面然后就無了
鏑還做了一個違背祖訓(xùn)的決定!
在硫酸中反應(yīng)相當(dāng)快
其他的反應(yīng)慢可能是因為硫酸鹽溶解度的問題
但鏑不同,它反應(yīng)出的是會沉淀硫酸根的二價
但是!二價的離子可以還原水變成易溶的三價
最后一切歸于平靜與澄碧
鏑雖然有0、1、2、3四個氧化態(tài)
但除了單質(zhì)只有正三價是穩(wěn)定的
正二價之前提到過,還原性太強(qiáng)了,必須無氧
制備不算難,無氧環(huán)境讓三價鹽和單質(zhì)歸中
在三價鏑的世界里,氧化鏑微溶于水生成堿
空氣中容易吸水結(jié)合二氧化碳變成堿式碳酸鹽
氧化鏑熔點太高了不能生產(chǎn)金屬鏑
必須氯化或者氟化降低熔點在冶煉
這倆鹵化鏑都是白色到淡黃色的粉末
無水氟化鏑的水解稍好一點,畢竟難溶于水
但無水氯化鏑不一樣,它易溶于水
它極易吸潮變成水合物,然后一去不復(fù)返了
對于硫酸鏑,硝酸鏑,無水物幾乎無法制得
所以多多少少帶點結(jié)晶水
(以上言論僅針對鏑的強(qiáng)酸鹽
對于鏑的弱酸鹽,溶解度小
尤其草酸鏑,沉淀簡單粗暴下沉速度快易分離
是可以用來提純鏑的
但是碳酸鹽嘛……
沉淀出來的是堿式碳酸鹽罷(悲
和其它重稀土碳酸鹽類似可以被濃碳酸鉀絡(luò)合
回到工業(yè)應(yīng)用,鏑是極其重要的
它用途很多難以替代
可以添加在釹鐵硼磁鐵中提高抗退磁能力
所以被電力汽車領(lǐng)域的工業(yè)大量爭奪
鋱、鏑、鐵的合金具有目前最強(qiáng)的磁致伸縮性
可以被用于制作傳感器
碘化鏑和溴化鏑可以用作金屬鹵燈
在高溫下釋放鏑原子發(fā)出紅色到綠色波段的光
是高光效,高顯色性,長壽命的優(yōu)質(zhì)光源
當(dāng)然還能用作熒光粉的激活劑
和釩的組合用于研發(fā)和制作激光材料
前途一片光明,但產(chǎn)量也是絕對的短板
電動汽車一項事業(yè)就能揮霍掉不少鏑
更何況其他的這些用途
這推動了世界范圍內(nèi)對稀土的探礦的普遍開展
前文提到,鏑的儲量不低
極有可能出現(xiàn)大礦床
能夠緩解甚至解決供應(yīng)問題
題外話:快開學(xué)了,還有誰作業(yè)沒寫完
我作業(yè)8月11號寫完的(doge