Óxido de lantânio - Lanthanum oxide
Nomes | |
---|---|
Nome IUPAC
Óxido de lantânio (III)
|
|
Outros nomes
Sesquióxido de lantânio Lanthana |
|
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol )
|
|
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.013.819 |
Número EC | |
PubChem CID
|
|
Número RTECS | |
UNII | |
Painel CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Propriedades | |
La 2 O 3 | |
Massa molar | 325,809 g / mol |
Aparência | Pó branco, higroscópico |
Densidade | 6,51 g / cm 3 , sólido |
Ponto de fusão | 2.315 ° C (4.199 ° F; 2.588 K) |
Ponto de ebulição | 4.200 ° C (7.590 ° F; 4.470 K) |
Insolúvel | |
Gap de banda | 4,3 eV |
−78,0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Estrutura | |
Hexagonal, hP5 | |
P-3m1, No. 164 | |
Perigos | |
Riscos principais | Irritante |
Ficha de dados de segurança | SDS externo |
Pictogramas GHS | |
Palavra-sinal GHS | Aviso |
H315 , H319 , H335 | |
P261 , P280 , P301 + 310 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P405 , P501 | |
NFPA 704 (diamante de fogo) | |
Ponto de inflamação | Não inflamável |
Compostos relacionados | |
Outros ânions
|
Cloreto de lantânio (III) |
Outros cátions
|
Óxido de cério (III) Óxido de escândio (III) Óxido de ítrio (III) Óxido de actínio (III) |
Compostos relacionados
|
Óxido de lantânio de alumínio , LaSrCoO 4 |
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
verificar (o que é ?) | |
Referências da Infobox | |
O óxido de lantânio , também conhecido como lantana , fórmula química La 2 O 3 , é um composto inorgânico que contém o elemento terra-rara lantânio e oxigênio . É utilizado em alguns materiais ferroelétricos, como componente de materiais ópticos, e é matéria-prima para determinados catalisadores, entre outros usos.
Propriedades
O óxido de lantânio é um sólido branco, inodoro, insolúvel em água, mas solúvel em ácido diluído. Dependendo do pH do composto, diferentes estruturas cristalinas podem ser obtidas. La 2 O 3 é higroscópico; sob a atmosfera, ele absorve umidade com o tempo e se converte em hidróxido de lantânio. O óxido de lantânio tem propriedades semicondutoras do tipo p e um gap de aproximadamente 5,8 eV. Sua resistividade média à temperatura ambiente é de 10 kΩ · cm, que diminui com o aumento da temperatura. La 2 O 3 tem a energia de rede mais baixa dos óxidos de terras raras, com constante dielétrica muito alta , ε = 27.
Estrutura
Em baixas temperaturas, La 2 O 3 tem uma estrutura de cristal hexagonal AM 2 O 3 . Os átomos de metal La 3+ são circundados por um grupo de 7 coordenadas de átomos de O 2 , os íons de oxigênio estão em uma forma octaédrica ao redor do átomo de metal e há um íon de oxigênio acima de uma das faces octaédricas. Por outro lado, em altas temperaturas, o óxido de lantânio se converte em uma estrutura cristalina cúbica de CM 2 O 3 . O íon La 3+ é circundado por seis íons O 2 em uma configuração hexagonal.
Elementos obtidos de lanthana
Vários elementos foram descobertos como consequência de uma longa análise e decomposição do minério gadolinita . À medida que o minério foi sendo analisado progressivamente, o resíduo recebeu primeiro o rótulo ceria , depois lanthana e, posteriormente , ítria , érbia e terbia . Na ordem da data descoberta, a lista de elementos inclui cério , lantânio , érbio , térbio , ítrio , itérbio , hólmio , túlio , escândio , praseodímio , neodímio e disprósio . Vários desses novos elementos foram descobertos ou isolados por Carl Gustaf Mosander nas décadas de 1830 e 1840.
Síntese
O óxido de lantânio pode ser cristalizado em vários polimorfos .
Para produzir La 2 O 3 hexagonal , uma solução 0,1 M de LaCl 3 é pulverizada sobre um substrato pré-aquecido, geralmente feito de calcogenetos metálicos. O processo pode ser visto como ocorrendo em duas etapas - hidrólise seguida de desidratação:
- 2 LaCl 3 + 3 H 2 O → La (OH) 3 + 3 HCl
- 2 La (OH) 3 → La 2 O 3 + 3 H 2 O
Uma rota alternativa para a obtenção de La 2 O 3 hexagonal envolve a precipitação de La (OH) 3 nominal da solução aquosa usando uma combinação de 2,5% de NH 3 e o surfactante dodecil sulfato de sódio seguido de aquecimento e agitação por 24 horas a 80 ° C:
- 2 LaCl 3 + 3 H 2 O + 3 NH 3 → La (OH) 3 + 3 NH 4 Cl
Outras rotas incluem:
- 2 La 2 S 3 + 3 CO 2 → 2 La 2 O 3 + 3 CS 2
Reações
O óxido de lantânio é usado como aditivo para desenvolver certos materiais ferroelétricos, como Bi 4 Ti 3 O 12 dopado com La (BLT). O óxido de lantânio é usado em materiais ópticos; frequentemente, os vidros ópticos são dopados com La 2 O 3 para melhorar o índice de refração do vidro, a durabilidade química e a resistência mecânica.
- 3 B 2 O 3 + La 2 O 3 → 2 La (BO 2 ) 3
Quando esta reação 1: 3 é misturada em um compósito de vidro, o alto peso molecular do lantânio causa um aumento da mistura homogênea do fundido que leva a um ponto de fusão mais baixo. A adição de La 2 O 3 ao fundido de vidro leva a uma temperatura de transição de vidro mais alta de 658 ° C a 679 ° C. A adição também leva a uma maior densidade, microdureza e índice de refração do vidro.
Usos e aplicações
La 2 O 3é usado para fazer vidros ópticos, aos quais este óxido confere densidade, índice de refração e dureza aumentados. Junto com os óxidos de tungstênio , tântalo e tório , o La 2 O 3 melhora a resistência do vidro ao ataque de álcalis. La 2 O 3 é um ingrediente para a fabricação de materiais piezoelétricos e termoelétricos. Os conversores de gases de escape de automóveis contêm La 2 O 3 . La 2 O 3 também é usado em telas intensificadoras de imagens de raios-X, fósforos, bem como cerâmicas dielétricas e condutoras. Emite um brilho intenso.
La 2 O 3 foi examinado para o acoplamento oxidativo do metano .
Os filmes de La 2 O 3 podem ser depositados por muitos métodos diferentes, incluindo disposição química do vapor , deposição da camada atômica , oxidação térmica , pulverização catódica e pirólise por spray . As deposições desses filmes ocorrem em uma faixa de temperatura de 250–450 ° C. Filmes policristalinos são formados a 350 ° C.
Os eletrodos de tungstênio La 2 O 3 estão substituindo os eletrodos de tungstênio toriado na soldagem a arco de gás tungstênio (TIG) devido a questões de segurança com a radioatividade de tório.