Lanthaan: de essentie

Lanthaan: isolatie

Isolatie: lanthaanmetaal is commercieel verkrijgbaar, dus het is normaal gesproken niet nodig om het in de laboratorium, dat net zo goed als moeilijk te scheiden is als het pure metaal. Dit komt grotendeels door de manier waarop het in de natuur wordt aangetroffen. De lanthanoïden komen in de natuur voor in een aantal mineralen. De belangrijkste zijn xenotime, monaziet en bastnaesiet. De eerste twee zijn orthofosfaatmineralen LnPO4 (Ln deonoteert een mengsel van alle lanthanoïden behalve promethium dat verdwijnend zeldzaam is) en de derde is een fluoridecarbonaat LnCO3F. Lanthanoïden met even atoomnummers komen vaker voor. De meest voorkomende lanthanoïden in deze mineralen zijn in volgorde cerium, lanthaan, neodymium en praseodymium. Monaziet bevat ook thorium en ytrrium, wat het hanteren bemoeilijkt, aangezien thorium en zijn afbraakproducten radioactief zijn.

Voor veel doeleinden is het niet bijzonder nodig om de metalen te scheiden, maar als scheiding in afzonderlijke metalen vereist is, moet het proces is complex. Aanvankelijk worden de metalen als zouten uit de ertsen geëxtraheerd door extractie met zwavelzuur (H2SO4), zoutzuur (HCl) en natriumhydroxide (NaOH). Moderne zuiveringstechnieken voor deze lanthanoïde zoutmengsels zijn ingenieus en omvatten selectieve complexeringstechnieken, oplosmiddelextracties en ionenuitwisselingschromatografie.

Zuiver lanthaan is beschikbaar door de reductie van LaF3 met calciummetaal.

2LaF3 + 3Ca → 2La + 3CaF2

Dit zou werken voor de andere calciumhalogeniden maar het product CaF2 is gemakkelijker te hanteren onder de reactieomstandigheden (verhitten tot 50 ° C boven het smeltpunt van het element in een argonatmosfeer). Overmaat calcium wordt onder vacuüm uit het reactiemengsel verwijderd.