Đất hiếm terbi

Hóa học và công nghệ đất hiếm
NT:Terbi
1
1.Đặc trưng
2.Lịch sử
3.Phổ biến
4.Sản xuất
5.Ứng dụng
2
1.Đặc trưng
3
Tính chất chung
Tên, Ký hiệu, Số
Terbi, Tb, 65
Phiên âm / t rbiəmˈ ɜ ’ TER-bee-əm
Phân loại Nhóm Lantan
Nhóm, Chu kỳ,Phân lớp n/a, 6, f
Khối lượng nguyên tử
158,92535
Cấu hình electron
[Xe] 4f9 6s2
Số electron trênvỏ điện tử
2, 8, 18, 27, 8, 2
4
Tính chất vật lý
Màu Bạc trắng
Trạng thái vật chất Chất rắn
Mật độ gần nhiệt độ phòng
8,23 g·cm−3
Mật độ ở thể lỏng khi
đạtnhiệt độ nóng chảy

7,65 g·cm−3
Nhiệt độ nóng chảy
1629 K, 1356 °C, 2473 °F
Nhiệt độ sôi
3503 K, 3230 °C, 5846 °F
Nhiệt lượng nóng chảy
10,15 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi
293 kJ·mol−1
Nhiệt dung
28,91 J·mol−1·K−1
5
Tính chất hóa học

Trạng thái hóa trị phổ biến nhất của terbi là :
+3(Tb2O3 )

Trạng thái +4 được biết đến trong TbO2 và
TbF4. Terbium dễ dàng cháy tạo ra hỗn hợp của các
ôxít hóa trị 3 và 4:
8 Tb + 7 O2 → 2Tb4O7

Trong dung dịch, terbi chỉ tạo ra các ion hóa trị 3. Terbi
có độ âm điện thấp và phản ứng chậm với nước lạnh
nhưng khá nhanh với nước nóng để tạo ra hiđrôxít
terbi:
2 Tb(r) + 6 H2O(h) 2 Tb(OH)3(dd) + 3H2(k)→
6
Terbi kim loại phản ứng với mọi halogen:
2 Tb(r) + 3 F2(k) → 2 TbF3(r) [màu trắng]

2 Tb(r) + 3 Cl2(k) → 2 TbCl3(r) [màu trắng]
2 Tb(r) + 3 Br2(k) → 2 TbBr3(r) [màu trắng]
2 Tb(r) + 3 I2(k) → 2 TbI3(r)
Terbi hòa tan dễ dàng trong axít sulfuric loãng để
tạo ra các dung dịch chứa các ion Tb (III) màu hồng
nhạt, tồn tại như là các phức hợp [Tb(OH2)9]3+:
2 Tb®+ 3 H2SO4(dd) → 2 Tb3+(dd) + 3 SO42-(dd)
+ 3 H2(k)
7
Hợp chất

Terbi kết hợp với nitơ, cacbon, lưu huỳnh, phốtpho, bo, selen,
silic và asen ở nhiệt độ cao, tạo thành các hợp chất hóa trị hai
khác nhau như TbH2, TbH3, TbB2, Tb2S3, TbSe, TbTe và TbN.

Terbi cũng có thể tạo ra sesquiclorua Tb2Cl3, là chất có thể khử
tiếp thành TbCl bằng cách ủ ở 800 °C. Clorua terbi (I) tạo thành
các viên nhỏ với cấu trúc tạo lớp giống như than chì.
Các hợp chất khác còn có:
Clorua: TbCl3
Bromua: TbBr3
Iodua: TbI3
Florua: TbF3, TbF4
Florua terbi (IV) là tác nhân flo hóa mạnh, giải phóng ra flo nguên
tử tương đối tinh khiết khi bị nung nóng, chứ không phải hỗn hợp
của hơi flo giải phóng ra từ CoF3 hay CeF4.
8
Đồng vị của Terbi
iso
NA Chu kỳ

bán rã
DM DE(MeV) DP
157Tb
Tổng hợp 71 năm ε
0.060 157Gd
158Tb
Tổng hợp
180 năm
ε 1.220
158Gd
β− 0.937
158Dy
159Tb
100%
159Tb ổn định với 94 nơtron
9
2.Lịch sử
Carl Gustaf Mosander
10
3.Phổ biến
monazit
gadolinit
cerit
xenotim
11
4.Sản xuất
Các khoáng vật chứa terbi thô nghiền nát được xử lý
bằng axít sulfuric đặc nóng để tạo ra sulfat hòa tan trong
nước của các kim loại đất hiếm.
Thori kết tủa khỏi dung dịch dưới dạng hiđrôxít và bị

loại bỏ.
Các oxalat được chuyển hóa thành các ôxít nhờ ủ.
Các ôxít được hòa tan trong axít nitric để tiếp tục loại
bỏ một trong các thành phần chính là xeri, do ôxít của nó
không hòa tan trong HNO3.
Terbi được tách ra ở dạng muối kép với nitrat ammoni
bởi sự kết tinh.
12
5.Ứng dụng
13