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Lanthan


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Lanthan ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol La und der Ordnungszahl 57. Obwohl die Gruppenbezeichnung Lanthanide vom abgeleitet ist gehört es formal nicht zu Gleichwohl besitzt es ähnliche Eigenschaften.

Eigenschaften
Barium - Lanthan - Cer
Y
La
Ac  
 
 

Periodensystem
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Lanthan La 57
Serie Lanthanide
Gruppe Periode Block 3 6 f
Dichte Mohshärte 6146 kg/m 3 2.5
Aussehen silbrig weiß
Atomar
Atomgewicht 138.9055 amu
Atomradius (berechnet) 195 (k.A.) pm
Kovalenter Radius 169 pm
van der Waals-Radius k.A. pm
Elektronenkonfiguration [ Xe ]5d 1 6s 2
e - 's pro Energieniveau 2 8 18 18 9 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 3 (stark basisch )
Kristallstruktur hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( __ )
Schmelzpunkt 1193 K (920° C )
Siedepunkt 3730 K (3457°C)
Molares Volumen 22.39 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 414 kJ/mol
Schmelzwärme 6.2 kJ/mol
Dampfdruck 1.33E-07 Pa bei 1193 K
Schallgeschwindigkeit 2475 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.1 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 190 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 1.26 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 13.5 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 538.1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1067 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 1850.3 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4819 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
137 La {syn.} 60 000 Jahre e - -Einfang 0.600 137 Ba
138 La 0.09% 1.05E11 Jahre e - -Einfang 1.737 138 Ba
138 La 0.09% 1.05E11 Jahre β - 1.044 138 Ce
139 La 99.91% La ist stabil mit 82 Neutronen
NMR-Eigenschaften
138 La 139 La
Kernspin 5 7/2
gamma / rad / T 3.529e7 3.779e7
Empfindlichkeit 0.0919 0.0592
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 26.4 M Hz 28.3 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften und Verhalten

Das silberweiß glänzende Metall ist hämmerbar duktil. Es existieren drei metallische Modifikationen.
An der Luft ist es recht unedel. überzieht sich rasch mit einer weißen Oxidschicht in feuchter Luft zum Hydroxid weiterreagiert. Bei oberhalb von 440°C verbrennt Lanthan zu Lanthanoxid 2 O 3 . Unter Bildung von Wasserstoff erfolgt in Wasser langsame in warmen Wasser wesentlich schnellere zum Hydroxid . In verdünnten Säuren löst Lanthan unter Wasserstoffentwicklung auf.
Mit vielen Elementen reagiert es in der direkt mit Halogenen schon bei Raumtemperatur.
In Verbindungen liegt Lanthan als farbloses 3+ vor.

Abbildungen

[ [1] ]

Reaktionsverhalten

  1. Lanthan und Wasserstoff bildet schwarzes wasserempfindliches unstöchiometrisches
    La + n H 2 → LaH 2n ; 1 < n < 1
  2. Lanthan und Luft zum Oxid:
    2 La + 3 O 2 → La 2 O 3
  3. Lanthan und Wasser zum Hydroxid :
    2 La + 6 H 2 O → 2 La(OH) 3 + 3 H 2
  4. Lanthanoxid und Wasser zum Hydroxid:
    La 2 O 3 + 3 H 2 O → 2 La(OH) 3
    In der Wärme verschiebt sich das Gleichgewicht die linke Seite.

Anwendungen

  • Bestandteil im Mischmetall. Pyrophore Werkstoffe für Zündsteine 25 bis 45% Lanthan
  • Reduktionsmittel in der Metallurgie
  • Gusseisenzusatz. Unterstützt Bildung von Kugelgrafit.
  • Legierungszusatz zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit
  • Lanthanzusatz reduziert Härte und Temperaturempfindlichkeit von Molybdänmetall
  • Katalysatoren zum Cracken von Petroleum und Benzin
  • Hochwertige Kathoden aus Lanthanborid LB 6 (Ersatz für Wolframdraht) zur Erzeugung von Elektronen
  • Cobalt-Lanthan-Legierung LaCo 5 als Magentwerkstoff
  • Lanthandotiertes Bariumtitanat zur Herstellung von Varistoren (temperaturabhänige

  • "verunreinigtes" Lanthan-Nickel LaNi 5 als Wasserstoffspeicher in Nickel-Metallhydrid Akkus.
  • Zusatz in Kohlen-Lichtbogenlampen zur Studiobeleuchtung und in (historische Anwendung?)

Als Lanthanoxid:

  • Herstellung von Gläsern mit hohem Brechungsindex und Disperion (Streuung) für Kamera Teleskoplinsen und für
  • Herstellung von Kristallglas und Porzellanglasuren. Es ersestzt Bleiverbindungen unter gleichzeitiger Verbesserung der chemischen Beständigkeit
  • Herstellung keramischer Kondensatormassen und silicatfreier Gläser
  • Bestand von Glaspoliermitteln
  • Herstellung von Elektronenröhren (auch Lanthanboride)

Geschichte

Lanthan (griechisch lanthanein für versteckt) wurde von Carl Gustav Mosander entdeckt. Aus einem vermeintlich reinem Cernitrat er durch fraktionierte Kristallisation Lanthansulfat.

Vorkommen

Lanthan kommt natürlich nur in chemischen vergesellschaftet mit anderen Lanthaniden vorzugsweise Mineralien vor. sind dies :
  • Monazit (Ce La Th Nd Y)PO 4
  • Bastnäsit (Ce La Y)CO 3 F

Herstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Lanthanfluorid umgesetzt. Anschliessend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum Lanthan reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im

Verbindungen

  • Lanthanoxid (Verbesserung der Laugenbeständigkeit von Gläsern Tiegelmaterial). lässt sich wie gebrannter Kalk mit Wasser Lanthanhydroxid La(OH) 3 umsetzten.

Physiologisches

Lanthan hat keine biologische Funktion.

Isotope

Vorsichtsmaßnahmen

Lanthan ist schwach giftig und sollte Vorsicht gehandhabt werden.

Weblinks




Bücher zum Thema Lanthan

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