Đất hiếm : Lanthanium

www.trungtamtinhoc.edu.vn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HOÁ HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CÁC
CHẤT VÔ CƠ
HỌC PHẦN : HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẤT HIẾM
MÃ HỌC PHẦN : CH5405
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : T.S BÙI THỊ VÂN ANH
SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN ĐỨC THÀNH
NGÔ VĂN TÌNH
VŨ THỊ HUẾ

Click to edit Master text styles
www.trungtamtinhoc.edu.vn
www.trungtamtinhoc.edu.vn
Lantan
6. Phướng hướng chung
5. Ứng dụng
3. Điều chế
4. Một số hợp chất
2. Tính chất
1. Sơ lược về nguyên tố Latan
www.trungtamtinhoc.edu.vn
1. Sơ lược về nguyên tố Lantan
1.1 Lịch sử

Năm 1839, Carl
Mosander phân hủy một
mẫu Natri Xeri và xử lý
mẫu bằng HNO3 loãng ,
Từ dung dịch nhận
được, ông cô lập được

Lantan.

Năm 1923, Lantan tinh
khiết được cô lập thành
công.

Carl Gustaf Mosander
(1797 -1858)
www.trungtamtinhoc.edu.vn
1.2 Đặc trưng

Lantan là một kim loại màu trắng
bạc, thuộc nhóm 3 trong bảng
tuần hòan.

Nó được tim thấy trong một số khoáng vật đất hiếm, thường
trong tổ hợp với xeri và các nguyên tố đất hiếm khác.

Lantan dẻo, dễ uốn và mềm đủ để cắt bằng dao. Nó là một trong
những kim loại đất hiếm hoạt động hóa học mạnh nhất.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
Các thông tin cơ bản
Nguyên tố Lantan(La)
Số thứ tự 57
Cấu hình [Xe]5d16s2
Năng lượng ion hóa
(eV)
I1 5.77
I2 11.33
I3 19.10

Khối lượng nguyên tử (đvC) 138.19055
Bán kính nguyên tử (A0) 1.87
Bán kính ion (A0) 1.06
Thế điện cực tiêu chuẩn (V) - 2.52
Nhiệt độ nóng chảy (0C) 920
Nhiệt độ sôi (0C) 3470
Độ dẫn điện (Hg = 1) 1.54
Khối lượng riêng (g/cm3) 1.16
www.trungtamtinhoc.edu.vn
2. Tính chất hóa học

Lantan có cấu hình [Xe]5d16s2. Do đó trong các hợp
chất La thể hiện chủ yếu là mức oxi hoá + 3.

Lantan là kim loại tương đối hoạt động (chỉ kém kim
loại kiềm và kiềm thổ).
www.trungtamtinhoc.edu.vn

Là kim loại dạng tấm bền trong không khí khô.
Trong không khí ẩm, chúng bị mờ đục nhanh
chóng vì bị phủ một lớp màng cacbonat bazơ
được tạo nên do tác dụng với H2O và CO2:
La + 3H2O = La(OH)3 + 3/2H2
La(OH)3 + CO2 = La(OH)CO3 + H2O
www.trungtamtinhoc.edu.vn

Ở 200 – 400 0C Lantan cháy trong không khí tạo oxit
và nitrua:
4La + 3O2 = 2 La2O3
2La + N2 = 2LaN.

www.trungtamtinhoc.edu.vn

Lantan phản ứng với halogen ở nhiệt độ không cao, tác
dụng với S, P, C, H2, N2, khi đun nóng:
2La + 3X2 = 2LaX3 (X: Halogen, t0 = 3000C)
2La + 3S = La2S3 (t0 = 5000C - 8000C).

Với H2O: phản ứng diễn ra chậm ở nhiệt độ thường và
nhanh ở nhiệt độ cao giải phóng H2 :
2La+6H2O = 2La(OH)3 +3H2
www.trungtamtinhoc.edu.vn

Với dung dịch axit: Lantan phản ứng dễ dàng với
dung dịch axit (trừ HF và H3PO4):
2La + 6HCl = 2LaCl3 + 3H2.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
3. Điều chế
3.1. Trong phòng thí nghiệm

Lantan,được điều chế bằng phương pháp điện phân
nóng chảy muối Florua, Clorua trong bình điện phân
bằng kim loại Tantan (vì Tantan không tan trong La,
nóng chảy) và trong bầu khí quyển Argon.

Ngoài ra, chúng còn được điều chế bằng phương
pháp nhiệt kim loại: sử dụng các chất khử là Ca, Na,
Mg, nhưng thường dùng hơn cả là Ca :
2LaF3 + 3Ca = 2La + 3CaF2
www.trungtamtinhoc.edu.vn
3.2. Trong công nghiệp

Quặng
Monazit
Re2O3.3H2
O
ReCl3
Re(OH)3
Re2CO3
Re2O3
(La,Nd,Pr)
(OH)3
La(OH)3
NaOH
HCl
NH4OH
HNO3
KMnO4
Na2CO3
1000oC
Loại Ce
NH4OH pH : 7.3
pH:8 – 9.6
www.trungtamtinhoc.edu.vn
4. Một số hợp chất của Lantan
4.1. Oxit của Lantan
La2O3 + 3CO2 = La2 (CO3)3
La2O3 + 3H2O = 2La(OH)3 ∆H0 = - 154 KJ .

La2O3được dùng để chế tạo loại thuỷ tinh làm kính
bảo hộ (ngăn ngừa tia tử ngoại).
www.trungtamtinhoc.edu.vn

4.2. Hydroxit của Lantan

La(OH)3 là chất kết tủa màu trắng. La(OH)3 là bazơ mạnh
(tương đương với Ca(OH)2), hấp thụ CO2 trong khí quyển, tác
dụng với muối amoni giải phóng NH3, bị mất H2O khi nung
nóng tạo oxit:
2La(OH)3 + 3CO2 = La2(CO3)3+3H2O
La(OH)3 + 3NH4Cl = LaCl3 + 3NH3 + 3H2O
2La(OH)3 = La2O3 + 3H2O
www.trungtamtinhoc.edu.vn
4.3. Các muối của Lantan

LaX3(X: halogen): là những chất rắn màu trắng,
LaF3 khó nóng chảy (t0nc= 1450 ¸ 1550 0C).
LaX3 (X = Cl, I, Br) có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn

(t0nc = 800 ¸ 900 0C), hút ẩm, tan trong nước và bị
thuỷ phân tạo polime oxohalogenua LaOX:
LaX3 + H2O = LaOX + 2HX
www.trungtamtinhoc.edu.vn

La2(SO4)3, La(NO3)3 đều tan, kết tinh từ dung dịch
ở dạng hiđrat, hút ẩm chảy rữa trong không khí và bị
nhiệt phân huỷ tạo oxit bền.

La2(C2O4)3, La2(CO3)3 ít tan , khi đun nóng trong
nước tạo muối cacbonat bazơ.
www.trungtamtinhoc.edu.vn

Các muối La3+ cũng giống các muối M2+ của kim

loại kiềm thổ, có khả năng hình thành muối kép với
muối của kim loại kiềm và NH+4 như:
Ln2(SO4)3.3Na2(SO4).12H2O, Na2Ln(NO3)5,
NaLn(CO3)2.6H2O, Na Ln(C2O4)2.v.v
La2(CO3)3 = Na2La2(CO3)4.12H2O
+ Na2CO3 + 12H2O
www.trungtamtinhoc.edu.vn
4.4. Phức của La3+

La3+ có khả năng tạo phức với những phối tử vô cơ
thông thường như: NH-3, Cl-, CN-, NO3-, SO42-,
những phức kém bền.

La3+ có khả năng tạo phức tương đối bền với những
phối tử đa càng, những phối tử hữu cơ như: C2O42-,
b _ đixetonat, EDTA, DTPA, IMDA,.v.v
www.trungtamtinhoc.edu.vn
5. Ứng dụng

Chiếu sáng cacbon, cải thiện độ kiềm
thuỷ tinh : kính hấp thụ tia hồng ngoại,
kính thiên văn có chiết suất cao và độ
tán sắc thấp.

Cải thiện độ dat mỏng,khả năng chịu và
chạm và độ dẻo của thép.

Dùng cho bể bơi để loại bỏ các muối
phốtphat nhằm loại bỏ tảo.
www.trungtamtinhoc.edu.vn


Trong cac điện cực han hồ quang
vonfram khi (GTAW).

Dùng trong hợp kim xốp hridro,


các hợp kim xốp hiđro có thể chứa
lantan. Dùng cho quá trình hấp phụ.

Làm chất xúc tác cho cracking dầu mỏ

Nitrat lantan được dùng chủ yếu trong
các loại thủy tinh đặc biệt, xử lý nước
và chất xúc tác.
www.trungtamtinhoc.edu.vn

Lanthanum fluoride được sử
dụng để trong sợi quang học
để tăng tốc độ truyền dữ
liệu.

Trong y học, La2CO3 dùng
để điều trị bệnh thừa
photphat.

Lanthanum nickel-metal
hydride được sử dụng trong
các loại pin sạc của xe, máy
ảnh, điện thoại, máy tính

xách tay…
www.trungtamtinhoc.edu.vn
6. Phương hướng chung
6.1. Hiện trạng

Latan trong tự nhiên có chủ yếu ở 2 quặng monazit và
bastnasit và phân bố rộng khắp trên thế giới
Mỏ Trữ lượng (tấn) Hàm lượng oxit (%)
Núi Pas (Cali, Mỹ) 40 nghìn 8.2
Miền Tây ( Australia) 900 nghìn 8.1
Nechalocho( Bắc,Canada) 17.59 triệu 1.4
Bao Đầu (Trung Quốc ) 40 triệu 3.5 – 4.5
www.trungtamtinhoc.edu.vn

Làm giàu La trong quặng là phương hướng được lựa
chọn.

Các phương pháp làm giàu vẫn là một dấu hỏi lớn!

Hướng đi của La cũng là hướng đi chung của kim loại
đất hiếm.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
Tài liệu tham khảo

Hoàng Quang Bắc, Các nguyên tố hiếm. ĐH Sư Phạm 2

Võ Ngọc Bình (9/2010) Http://dayhoahoc.com/, Tổng
quan về Lantan, Neodim và Prazeodim.

. Tập đòan than khoáng sản Việt Nam.


Simon Cotton , Lathanide and Actinide Chemistry(1997).

Moeller Therald. The chemistry of Lantanides.
London 1965.