Europi - Một loại đất hiếm có nhiều ứng dụng trong cuộc sống

Europi
1


Nội dung
I.

Tổng quan về Europi

I.I. Lịch sử
I.2. Tính chất chung
I.3. Tính chất vật lý & hóa học
I.4.Điều chế & ứng dụng.

II. Quy trình tách và tinh chế Eu từ tổng
đất hiếm nhóm trung ở Phú Yên
2


I. Tổng quan về Europi
Europi (tênLa tinh: Europium)
là một nguyên tố hóa học với ký
hiệu Eu và số nguyên tử bằng 63.
Tên gọi của nó có nguồn gốc từ
tên gọi của châu Âu trong một số
ngôn ngữ phương Tây (Europe,
Europa v.v).

3

I.1. Lịch sử
-

Europi lần đầu tiên được Paul Émile Lecoq de
Boisbaudran phát hiện năm 1890,

-

Tuy nhiên, phát hiện ra europi nói chung thường được
coi là cơng lao của nhà hóa hc ngi Phỏp l EugốneAnatole Demarỗay, ngi ó nghi ng các mẫu của
nguyên tố mới phát hiện gần thời gian đó là samari có
chứa nguyên tố chưa biết năm 1896 và cũng là người đã
cô lập được europi vào năm 1901.

4


I.2. Tính chất chung
Phân loại: Nhóm Lantan
Chu kỳ,Phân lớp : 6, f
Khối lượng nguyên tử: 151,964
Cấu hình electron : [Xe] 4f7 6s2

Số electron trên vỏ điện tử
:2, 8, 18, 25, 8, 2

Cấu trúc tinh thể

Cấu trúc nguyên tử

5


Isotope

-Giống như các nguyên tố khác
trong nhóm Lantan, nhiều đồng
vị, đặc biệt là các đồng vị với số
khối lượng lẻ và các đồng vị
nghèo nơtron như Eu152, có tiết
diện bắt nơtron cao, thường cao
đủ để trở thành các chất độc hạt
nhân.

Eu-147

24.4 days

Eu-148

54.5 days

Eu-149

93.1 days

Eu-150

36.0 years

Eu-151

Stable

Eu-152

-Europi được sinh ra bằng phân
hạch hạt nhân, nhưng hiệu suất
sản phẩm phân hạch của các đồng
vị europi là thấp gần với đỉnh của
khoảng khối lượng cho các sản
phẩm phân hạch.

Half Life

13.5 years

Eu-152m

9.3 hours

Eu-153

Stable

Eu-154

8.6 years

Eu-155

7.4 years

Eu-156

15.2 days

6




Eu được tìm thấy trong số các khống vật chứa các
ngun tố nhóm Lantan
là xenotim, monazit và bastnasit.

dạng orthophotphat
LnPO4

dạng khống vật
florua cacbonat
LnCO3F

Với Ln ở đây là ký hiệu chỉ hỗn hợp tất cả các nguyên tố nhóm Lantan,
ngoại trừ promethi là nguyên tố cực hiếm do nó chỉ có các đồng vị
phóng xạ

7

I.2. Tính chất vật lý & hóa học
I.2.1. Tính chất vật lý











Màu : Bạc trắng
Trạng thái vật chất:Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy:1099 K, 826 °C, 1519 °F
Nhiệt độ sơi :1802 K, 1529 °C, 2784 °F
Nhiệt lượng nóng chảy :9,21 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi :176 kJ·mol−1
Nhiệt dung : 27,66 J·mol−1·K−1
Europi tự bắt cháy trong khơng khí ở khoảng từ 150 tới
180 °C. Nó có độ cứng chỉ khoảng như chì và rất dễ
uốn.
europi có độc tính cao khi so sánh với các kim loại nặng
khác. Bụi kim loại có nguy hiểm cháy và nổ cao.
8


I.2.2.Tính chất hóa học
- Europi là ngun tố dễ được sản xuất nhất và có

trạng thái ơxi hóa +2 ổn định nhất trong số các
nguyên tố đất hiếm.
-Các dung dịch Eu3+ có thể bị khử bởi kẽm kim loại và
axít clohiđríc thành Eu2+ trong dung dịch.
Eu3+

Zn/ HCl

Eu2+
ion này ổn định trong axít clohiđríc lỗng
nếu ơxy hay khơng khí khơng có mặt.

9


 Một loạt các muối của Eu2+ có màu từ trắng tới
vàng nhạt hay xanh lục đã được biết đến, chẳng
hạn như sulfat, clorua, hydroxit và cacbonat europi
(II).



Chính trạng thái hóa trị +2 dễ bị tác động của
europi làm cho nó trở thành một trong số các
nguyên tố nhóm Lantan dễ được tách ra và dễ tinh
chế nhất, ngay cả khi nó hiện diện với hàm lượng
nhỏ.

10



Các tính chất hóa học của europi (II) rất giống với các
tính chất hóa học của bari, do chúng có bán kính ion gần
như nhau.



Europi hóa trị +2 là tác nhân khử nhẹ, vì thế trong điều
kiện ngồi khí quyển thì các dạng hóa trị +3 là thịnh
hành hơn nhưng trong tự nhiên



Các hợp chất europi (II) có xu hướng thịnh hành hơn,
nó có xu hướng hợp nhất vào trong các khoáng vật của
canxi và các kim loại kiềm thổ khác.

11




Một vài hợp chất của europi bao gồm:
Các florua: EuF2, EuF3
Các clorua: EuCl2, EuCl3
Các bromua: EuBr2, EuBr3
Các iodua: EuI2, EuI3
Các ôxít: EuO, Eu2O3 và Eu3O4

Các sulfua: EuS
Các selenua: EuSe
Các telurua: EuTe
Các nitrua: EuN

12


I.3. ứng dụng.
-

sử dụng làm chất kích thích cho một số loại thủy tinh để
làm laser, cũng như để chiếu chụp cho hội chứng
Down và một số bệnh di truyền khác.

13


Europi là một trong số các nguyên tố được
sử dụng để làm màu đỏ trong các ống tia
âm cực của tivi và chất lân quang trong
đèn huỳnh quang

14




Nó cũng được dùng trong chất lân quang chống
làm tiền giả trong các tờ tiền euro

15




Europi cũng thường được đưa vào trong các nghiên cứu
nguyên tố dấu vết trong địa hóa học và thạch học để
hiểu các quá trình hình thành nên đá lửa (các loại đá
do macma hay dung nham nguội đi hình thành nên).



Bản chất của sự hình thành dị thường europi được sử
dụng để hỗ trợ tái tạo các mối quan hệ trong phạm vi
một hệ đá lửa.

16


II. Quy trình tách và tinh chế Eu từ tổng
đất hiếm nhóm trung ở Phú n
-Quy trình gồm 2 giai đoạn :
*Giai đoạn1: làm giàu Eu từ tổng các NTĐH nhóm trung
bằng phương pháp kết hợp khử - kết tủa.
*Giai đoạn 2: tinh chế Eu bằng phương pháp kết hợp khử
cột kẽm và kết tủa ion KLĐH (III) bằng
dung dịch đệm NH4OH + NH4Cl

17

NH4OH
1:5

RECl3
(Sm,Eu,Gd)

Điều chỉnh pH= 3

EuSO4

Lọc, rửa

Kết tủa Eu (II)

EuSO4 sang
EuCl3

Khử lần 2

Kết tủa Eu (II)

EuSO4 sang
EuCl3

Khử lần 3

NH4OH/ NH4Cl

Khử bằng cột kẽm
H2SO4 2M
1:3

RE(III)
(Sm,, Eu, Gd)
EuSO4

Kết tủa tạp chất ở
dạng RE(OH)3 và lọc
pH = 9,5-10

Lọc, rửa

Eu (II)

Eu2O3

Oxi hóa, kết tủa
oxalat và nung
RE(OH)3

18


Kết quả phân tích tạp chất của Eu sau tách và tinh chế
Nguyên tố

Hàm lượng
(ppm)

Nguyên tố

Hàm lượng
(ppm)

La2O3

< 0,1

Tm2O3

< 0,1

CeO2

< 0,1

Sm2O3

< 0,1

Pr6O11

< 0,1

Gd2O3

< 0,1

Nd2O3

< 0,1

Eu2O3

>99.9 % *

Dy2O3

< 0,1

Tb4O7

< 0,1

Ho2O3

< 0,1

Yb2O3

< 0,1

Er2O3

< 0,1

Lu2O3

< 0,1

Y2O3

< 0,1

* Tính tốn từ thành phần của các tạp chất đất hiếm

19


Tài liệu tham khảo
1. BÁO CÁO TỔNG KẾT
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI HỢP TÁC KHCN THEO NGHỊ
ĐỊNH THƯ VIỆT NAM- HÀN QUỐC
XỬ LÝ CHẾ BIẾN
QUẶNG ĐẤT HIẾM VIỆT NAM
Cơ quan chủ trì: Viện Cơng nghệ Xạ Hiếm
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS., NCVC. Lê Bá Thuận

2.

3. />20