لوتتیم

 

لوتتیم یک عنصر شیمیایی و به شکل فلز نقره ای است که در برابر خوردگی در هوای خشک مقاومت می کند، اما در هوای مرطوب اینطور نیست. این ماده، آخرین عنصر از سری لانتانیدها است و جزو عنصرهای نادر زمین محسوب می شود.

 

لوتتیوم به طور مستقل در سال ۱۹۰۷ توسط ژرژ اورباین، دانشمند فرانسوی، بارون کارل آئور فون ولزباخ، معدن شناس اتریشی و چارلز جیمز شیمیدان آمریکایی کشف شد. همه این محققان لوتتیوم را به عنوان ناخالصی در ماده معدنی یتربیا یافتند که قبلا تصور می شد کاملاً از یتربیوم تشکیل شده است.

 

لوتتیم به صورت دو ایزوتوپ لوتتیوم -۱۷۵ و لوتتیوم -۱۷۶ وجود دارد و از بین این دو، فقط مورد اول پایدار است و عنصر را یکنواخت می کند و نوع ۱۷۶، یک ایزوتوپ رادیواکتیو نسبتاً فراوان (۲.۵٪) و با نیمه عمر حدود ۳۸ میلیارد سال است که برای تعیین سن مواد معدنی و شهاب سنگ ها استفاده می شود.

 

خواص و مشخصات شناسایی لوتتیم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                            فلز نقره ای فرمول شیمیایی                                                                         ۷۱Lu
دانسیته                                                                  (g/cm۳) ۹.۸۴۱ وزن اتمی استاندارد                                                        ۱۷۴.۹۶۶
نقطه ذوب                                                                            (۰C)1652 شماره (CAS No)                                                         ۷۴۳۹-۹۴-۳
نقطه ذوب                                                                            (۰C)3402 ساختار کریستالی                                                      هگزاگونال (hcp)

 

منابع و تولید لوتتیم

 

لوتتیوم با سایر فلزات خاکی کمیاب یافت می شود، اما به خودی خود، جداسازی آن از سایر عناصر بسیار دشوار است. منبع اصلی تجاری آن، محصول جانبی حاصل از فرآوری مواد معدنی مونازیت فسفات خاکی کمیاب (Ce ، La ، … ) است.

 

مواد معدنی خرد شده با استفاده از اسید سولفوریک غلیظ و داغ تصفیه می شوند تا سولفات های محلول در آب، در مواد معدنی کمیاب تولید شوند. توریم به صورت هیدروکسید از محلول رسوب کرده و خارج می شود. پس از آن محلول با اگزالات آمونیوم تصفیه می شود تا ترکیبات نادر را به اگزالات محلول آنها تبدیل کند.

 

اگزالات ها با عمل جوشکاری به اکسید تبدیل می شوند. اکسیدها در اسید نیتریک حل می شوند که یکی از اجزای اصلی، سریم را که اکسید آن در HNO۳ نامحلول است، حذف می کند.

 

چندین فلز خاکی کمیاب، از جمله لوتتیم، با تبلور به عنوان یک نمک مضاعف به همراه نیترات آمونیوم جدا می شوند. لوتتیوم توسط تبادل یونی جدا می شود. در این فرآیند، یون های معدنی کمیاب از طریق مبادله با یون های هیدروژن، آمونیوم یا کاپریک موجود در رزین، بر روی رزین با تبادل یونی مناسب جذب می شوند.

 

سپس نمک های لوتتیوم توسط ماده کمپلکس کننده مناسب به طور انتخابی شسته می شوند. سپس فلز لوتتیوم از طریق فرایند کاهش LuCl۳ یا LuF۳ بی آب توسط فلز قلیایی یا فلز خاکی قلیایی بدست می آید:

 

 ۲LuCl۳ + ۳Ca → ۲Lu + 3CaCl۲

 

کاربردهای لوتتیوم،

 

کاربردهای لوتتیوم

 

به دلیل دشواری تولید و قیمت بالا، لوتتیم کاربردهای تجاری بسیار کمی دارد، خصوصاً اینکه از بیشتر لانتانیدها کمیاب تر است اما از نظر شیمیایی تفاوت چندانی ندارد. با این حال، لوتتیوم پایدار می تواند به عنوان کاتالیزور در فرایند پالایش نفت در پالایشگاه ها استفاده شود و همچنین می تواند در برنامه های آلکیلاسیون، هیدروژناسیون و پلیمریزاسیون استفاده شود.

 

گارنت آلومینیوم لوتتیوم (Al۵Lu۳O۱۲) برای استفاده به عنوان ماده لنز در لیتوگرافی غوطه ور با ضریب شکست بالا پیشنهاد شده است. علاوه بر این، مقدار کمی از این عنصر به گارنتین گالیم (GGG)، که در دستگاه های حافظه حباب مغناطیسی استفاده می شود، اضافه می شود.

 

در حال حاضر اکسیدلسیلیکات لوتتیوم دوپ شده سریم (LSO) ترکیب ترجیحی برای ردیاب های توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) است. گارنت آلومینیوم لوتتیوم (LuAG) به عنوان فسفر در لامپ های LED استفاده می شود.

 

تانتالات لوتتیوم (LuTaO۴) متراکم ترین ماده سفید پایدار شناخته شده و بنابراین یک میزبان ایده آل برای فسفرهای اشعه X است.

 

آیا لوتتیم سمی می باشد؟

 

مانند سایر فلزات خاکی کمیاب، لوتتیوم دارای درجه سمیت کمی است، اما با این وجود لازم است که در هنگام استفاده، ایمنی لازم رعایت شود، به عنوان مثال، استنشاق فلوراید لوتتیوم خطرناک است و این ترکیب پوست را تحریک می کند.

 

نیترات لوتتیوم می تواند خطرناک باشد زیرا ممکن است پس از گرم شدن منفجر شود و بسوزد. پودر اکسید لوتتیوم در صورت استنشاق یا بلعیدن نیز سمی است.

 

به طور مشابه با سایر فلزات خاکی کمیاب، لوتتیوم هیچ نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد، اما گاها در اثر تماس با آن، در بدن انسان یافت می شود که در استخوان مشاهده شده و در کبد و کلیه به میزان کمتری متمرکز می شود.

 

منابع:

۱) www.en.wikipedia.org

۲) www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

 

 

جهت جستجوی این محصول اینجا جستجو کنید.

خرید محصولات از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.