Európium

8. ročník | 2019/2020 | 2. kolo | Európa a Ázia
Kategória A | Autor | Martin Orságh

Maximálny počet bodov: 10


Európium je v dnešnej dobe jedným z najvýznamnejších lantanoidov, ako luminofor sa používa v žiarivkách, fosforescenčných farbách a fluorescenčných sklách. Zaujímavým je, že ako ochranný fluorescenčný atrament na eurobankovkách sa používajú práve zlúčeniny európia (presné zloženie týchto atramentov nie je z bezpečnostných dôvodov verejne známe, modrá fluorescencia pravdepodobne prislúcha európiu v oxidačnému číslu II a červená oxidačnému číslu III1). 

Výroba európia ako aj ostatných lantanoidov sa začína extrakciou monazitových pieskov koncentrovanou kyselinou sírovou za zvýšenej teploty. Lantanoidy sa následne zrážajú šťavelanom amónnym a vzniknutá zrazenina sa sfiltruje a premýva vodou. Prečistená zrazenina sa následne „praží“ (za sucha zahrieva) na vzduchu. Lantanoidy okrem céru sa z tejto zrazeniny vylúhujú kyselinou dusičnou.

1.    Úloha: Zapíš chemické rovnice reakcií prislúchajúcich príprave roztoku dusičnanov lantanoidov, keďže monazit je zmesný fosforečnan lantanoidov použi všeobecné označenie pre lantanoidy Ln (napr. monazit označíme ako LnPO4).

Takýto roztok lantanoidov sa obvykle separuje ionexovou kolónou a postupne sa eluujú jednotlivé lantanoidy na základe rozdielnej afinity lantanoidu ku kolóne/eluentu. Ak chceme izolovať len európium, je možné tento postup obísť vďaka jeho jedinečným chemickým vlastnostiam medzi lantanoidmy. Do okysleného roztoku dusičnanov sa pridá zinok a bez prístupu vzduchu sa nechá rozpustiť. Do takto pripraveného roztoku sa pridá kyselina sírová a vzniknutý síran europnatý sa vďaka veľmi nízkej rozpustnosti zfiltruje a premyje. 

2.    Úloha: Zapíš rovnice izolácie síranu europnatého, vysvetli prečo sa ako jediný lantanoid redukuje práve európium na základe elektrónovej konfigurácie. 

Veľmi zaujímavou zlúčeninou je tetrakis(dibenzoylmetanáto)europitan trietylamónny  Et3NH[Eu(dbm)4] . Vykazuje veľmi výraznú triboluminiscenciu, jav kedy sa pri mechanickom poškodení kryštálu vyžiarí svetlo. Jeho príprava začína bezvodým chloridom europitým. Obyčajne sa bezvodné chloridy pripravujú zahrievaním, avšak niektoré, ako napr. hydrát chloridu europitého sa teplom rozkladajú aj napriek použitiu intertnej atmosféry.

3.    Úloha: Napíš rovnicu rozkladu hydrátu chloridu europitého teplom. Za použitia akého činidla by sa mal správne dehydrovať, aby nedošlo k rozkladu? Napíšte rovnicu 

4.    Úloha: Komplex sa pripravuje reakciou trietylamínu, chloridu europitého a dibenzoylmetánu v roztoku. Vypočítaj množstvá trietylamínu, chloridu europitého a dibenzoylmetánu potrebné na syntézu 1 g komplexu, ak sa kvôli vysokej cene európia pri syntéze používa dvojnásbné množstvo dibenzoylmetánu a trietylamínu a celkový výťažok syntézy je 55 %.

V riešení nezabudni uviesť všetky použité zdroje, z ktorých si čerpal, prípadne ti pomohli pri riešení.

------------

1  Binnemans, K. (2009). Lanthanide-Based Luminescent Hybrid Materials. Chemical Reviews, 109(9), 4283–4374. https://doi.org/10.1021/cr8003983


Diskusia

lock

Odosielanie riešení

Máš vyriešenú úlohu? Zaregistruj sa alebo prihlás sa do svojho konta pre odoslanie riešenia úlohy.