| Samarium |
|---|
|
| ↓ Periodická tabulka ↓ |
 Velmi čisté samarium, 2 g, 0,8 x 1,5 cm |
| Obecné |
|---|
| Název,značka,číslo | Samarium, Sm, 62 |
| Cizojazyčné názvy | lat.Samarium |
| Skupina,perioda,blok | 6. perioda, blok f |
| Chemická skupina | Lanthanoidy |
| Identifikace |
|---|
| Registrační číslo CAS | 7440-19-9 |
| Atomové vlastnosti |
|---|
| Relativní atomová hmotnost | 150,36(2) |
| Atomový poloměr | 1,85 Å (185 pm) |
| Elektronová konfigurace | [Xe] 4f6 6s2 |
| Elektronegativita (Paulingova stupnice) | 1,17 |
| Ionizační energie |
|---|
| První | 544,5 kJ/mol |
| Druhá | 1070 kJ/mol |
| Třetí | 2260 kJ/mol |
| Mechanické vlastnosti |
|---|
| Hustota | 7,52 g/cm3;
Hustota při teplotě tání: 7,16 g/cm3 |
| Skupenství | Pevné |
| Termodynamické vlastnosti |
|---|
| Teplota tání | 1072 °C (1 345,15 K) |
| Teplota varu | 1794 °C (2 067,15 K) |
| Skupenské teplo tání | 8,62 kJ/mol |
| Skupenské teplo varu | 165 kJ/mol |
| Molární tepelná kapacita | 29,54 J.mol−1.K−1 (25 °C) |
| Elektromagnetické vlastnosti |
|---|
 |
| Bezpečnost |
|---|
 GHS02
Varování[1] |
| I | V (%) | S | T1/2 | Z | E (MeV) | P {{{izotopy}}} |
|---|
|
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotkySI aSTP (25 °C, 100 kPa). |
|---|
|
Samarium (chemická značkaSm,latinskySamarium) je měkký stříbřitě bílý, přechodnýkovový prvek, šestý člen skupinylanthanoidů. Hlavní uplatnění nalézá ve výrobě mimořádně silných permanentních magnetů a slouží také k výrobě speciálních skel a keramiky.
Samarium je stříbřitě bílý, měkký, vnitřně přechodný kov.
Chemicky je samarium méně reaktivní než předchozí prvky ze skupiny lanthanoidů. Na vzduchu je relativně stálé a ke vzplanutí dochází až při teplotě nad 150 °C. S vodou reaguje samarium za vzniku plynnéhovodíku, snadno se rozpouští v běžných minerálníchkyselinách. Ve sloučeninách se vyskytuje prakticky pouze v mocenství Sm+3.
Chemické vlastnosti jeho solí jsou značně podobné sloučeninám ostatních lanthanoidů ahliníku. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité předevšímfluoridy afosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k oddělení lanthanoidů od jiných kovových iontů. Další nerozpustnou sloučeninou ješťavelan samaritý, který je možno použít ke gravimetrickému stanovení těchto prvků po jejich vzájemné separaci.
Roku1853 objevil švýcarský chemikJean Charles Galissard de Marignac neznámé emisní linie ve spektru didymia a přiřadil je doposud neobjevenému prvku z řady lanthanoidů.
Izolaci čistého prvku provedl teprve roku1879francouzský chemikPaul Émile Lecoq de Boisbaudran. Vycházel přitom z minerálusamarskitu o složení (Y,Ce,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16. Prvek byl poté pojmenován podle tohoto minerálu, který nesl jméno ruského důlního specialisty, plukovníkaSamarského.
Samarium je v zemské kůře obsaženo v koncentraci asi 6 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom samaria na 100 miliard atomůvodíku.
V přírodě se samarium vyskytuje pouze ve forměsloučenin. 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 patřímonazity (Ce,La,Th,Nd,Y)PO4 axenotim, chemickyfosforečnany lanthanoidů a dálebastnäsity (Ce,La,Y)CO3F – směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin. Pro samarium je typický již výše uvedený minerál samarskit ((Y,Ce,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16).
Velká ložiska těchto rud se nalézají veSkandinávii,USA,Číně aVietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny –apatity z poloostrovaKola v Rusku
Při průmyslové výrobě prvků vzácných zemin se jejich rudy nejprve louží směsíkyseliny sírové achlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkemhydroxidu sodného vysrážíhydroxidy.
Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovouextrakcí, za použitíionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustnýchkomplexních solí.
Příprava čistého kovu se obvykle provádíelektrolýzou směsi roztavenýchchloridů samaritého SmCl3,vápenatého CaCl2 asodného NaCl. V některých postupech se využívá iredukceoxidu samaritého Sm2O3 elementárnímlanthanem.
- Sm2O3 + 2 La → 2 Sm + La2O3
Malá množství samaria jsou obsažena v didymu, směsipraseodymu aneodymu, požívané pro odkysličování tavenin kovů díky vysoké afinitě lanthanoidů kekyslíku.
Vesklářském průmyslu slouží přídavky samaria do skloviny ke zvýšení absorpce skla pro světlo v infračervené oblasti spektra.
Při výrobě optickýchlaserů amaserů se často uplatňují samariem dopované krystalyfluoridu vápenatého CaF2.
Katalyzátory na bázi oxidu samaria se v chemickém průmyslu používají prodehydrataci adehydrogenaciethanolu.
V jaderné energetice se slitiny s obsahem samaria uplatňují pro zachycováníneutronů.
Obloukové lampy, sloužící především jako světelné zdroje při natáčení filmů používají elektrody ze slitin s obsahem samaria.
Přestože v současné době jsou nejsilnějšími známýmipermanentní magnety materiály na bázi neodymu o složení Nd2Fe14B, jsou magnety složené ze samaria akobaltu stále prakticky nejvíce vyráběnýmiextrémně silnými permanentními magnety.
Složení těchto magnetů je obvykle uváděno jako SmCo5, ale v literatuře se uvádí i materiál Sm2Co17, který by měl mít ještě lepší magnetické vlastnosti. Hlavní předností Sm-Co magnetů je jejich použitelnost v širokém oboru teplot, prakticky jsou bez problémů účinné i za teplot kolem 300 °C,Curieova teplota je až v oblasti 700–800 °C.
Praktická výroba těchto magnetů započala v 70. letech 20. století. V současné době jsou tyto magnety prakticky používány v počítačové technice v záznamových hlaváchpevných disků nebo při výrobě malýchmikrofonů areproduktorů ve sluchátkách a mnoha dalších aplikacích.
Nevýhody a rizika:
- Výrobní cena samariových magnetů je vyšší než u neodymových, a to pro vyšší cenu samaria i kobaltu ve srovnání s neodymem aželezem.
- Materiál těchto magnetů je poměrně křehký a mohou se snadno rozbít nejen mechanickým úderem, ale i při náhlém vystavení silnému magnetickému poli.
- Jejich vysoká magnetická síla může způsobit vymazání dat na magnetických záznamových mediích.
- Přitažlivá síla je tak vysoká, že při náhlém přiblížení magnetu k ferromagnetickému materiálu dokáže způsobit citlivá poranění pokožky nebo svalové tkáně, pokud se nachází mezi magnetem a přitahovaným předmětem.
- ↑ab Samarium.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24].Dostupné online. (anglicky)
- 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 1993ISBN 80-85427-38-9
Obrázky, zvuky či videa k tématusamarium na Wikimedia Commons
Slovníkové heslosamarium ve Wikislovníku
