Ero sivun ”Samarium” versioiden välillä

[katsottu versio][katsottu versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
→‎Historia: samarskiitin eponyymi paremmasta lähteestä
p muotoilua
Rivi 15:
|väri=hopeanvalkoinen
|löytövuosi=[[1853]], [[Jean Charles Galissard de Marignac]],<ref name=[3] /> 1879, [[Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran]],<ref name=[1] /> 1901
|löytäjä=Eugène-Anatole Demarçay, <ref name=[4] />
|elektroneja-elektronikuorilla=2, 8, 24, 8, 2
|hapetusluvut=+III, +II
|kiderakenne=tiiviisti pakattu (ABCBCACAB)
|atomipaino=150,362<ref>{{Lehtiviite|Otsikko=Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report) |Julkaisu=Pure and Applied Chemistry |Vuosikerta = 83 |Numero = 2| Sivu = 367-370 |Julkaisija = IUPAC |Tekijä=Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen |Ajankohta=2011 |Kieli={{en}} |www=http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8302x0359.pdf |Viitattu=16.4.2011}}</ref>
|atomisäde=185 (238)
|kovalenttisäde=166
Rivi 41:
}}
 
'''Samarium''' on [[harvinaiset maametallit|harvinaisiin maametalleihin]] kuuluva [[alkuaine]], jonka kemiallinen merkki on '''Sm ''' ja [[järjestysluku (kemia)|järjestysluku]] 62. Samarium löytyi samarskiittimineraalista 1800-luvun lopulla. Samariumia ei esiinny luonnossa vapaana alkuaineena, vaan ainoastaan mineraaleissa, kuten pääasiassa [[monatsiitti|monatsiitissa]] ja [[bastnäsiitti|bastnäsiitissä]].<ref name=[1]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.rsc.org/periodic-table/element/62/samarium|nimeke = Periodic table: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 23.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Samariumin tärkeimpiä sovelluskohteita ovat samarium–kobolttimagneetit.
[[Kuva:Samarium-2.jpg|thumb|Samariumia]]
 
==Ominaisuudet==
Samarium on kiiltävää, melko kovaa ja hopeanvalkoista metallia, jonka kovuus on samaa luokkaa kuin raudalla. Se kuuluu harvinaisiin maametalleihin ja lantanoideihin.<ref name=[3]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.chemicool.com/elements/samarium.html|nimeke = Chemicool: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 27.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Samarium käyttäytyy kuten useimmat muut metallit, ja sillä on joitakin samankaltaisia käyttökohteita kuin muilla harvinaisilla maametalleilla.<ref name=[4]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.chemistryexplained.com/elements/P-T/Samarium.html|nimeke = Chemistry Explained: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 27.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
 
===Fysikaaliset ominaisuudet===
Samariumin sulamispiste on 1072 °C ja kiehumispiste 1794 °C. Se on huoneenlämpötilassa kiinteää. Samariumin höyrystymislämpö on 175 kJ/mol ja sulamislämpö 8,6 kJ/mol. Sen ominaislämpökapasiteetti on 196 J kg<sup>-1</sup> K<sup>-1</sup>.<ref name=[1] /> Samarium on kovin ja haurain harvinaisista maametalleista.<ref name=[4] />
 
===Kemialliset ominaisuudet===
Samariumin elektronikonfiguraario on <nowiki>[</nowiki>[[Ksenon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4f<sup>6</sup> 6s<sup>2</sup>. Samarium on melko reaktiivinen metalli.<ref name=[4] /> Se on stabiili huoneenlämpötilassa, mutta syttyy ilmassa, kun lämpötila on yli 150 °C. Samariumin pinnalle muodostuu nopeasti oksidikalvo ilmassa.<ref name=[3] />
 
Samarium on elektropositiivinen ja reagoi hitaasti kylmän veden ja nopeasti kuuman veden kanssa muodostaen samariumhydroksidia Sm(OH)<sub>2</sub> ja vetykaasua H<sub>2</sub>.<ref name=[5]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.webelements.com/samarium/|nimeke = WebElements: Samarium |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 23.4.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
 
Rivi 63:
Samarium liukenee laimeaan rikkihappoon ja muodostaa liuoksen, joka sisältää keltaisia Sm(III)-ioneja ja vetykaasua. On hyvin todennäköistä, että Sm<sup>3+</sup>(aq) esiintyy suurimmaksi osaksi kompleksi-ionina [Sm(H<sub>2</sub>O)<sub>9</sub>]<sup>3+</sup> liuoksessa.<ref name=[5] />
 
:2 Sm(s)+ 3 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (aq) → 2 Sm<sup>3+</sup> (aq)+ 3 SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> (aq)+ 3 H<sub>2</sub> (g)
 
==Historia==
Samarium löytyi 1800-luvulla [[samarskiitti]]mineraalista spektroskopisesti, samariumin terävien absorptiopiikkien ansiosta.<ref name=[6] /> Samariumin absorptiospektrin piikit huomasi ensimmäisenä Jean Charles Galissard de Marignac vuonna 1853 Sveitsissä.<ref name=[3] /> [[Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran]] uutti vuonna 1879 samarskiitista didymiumia (jonka oli luultu olevan alkuaine) ja valmisti didymiumnitraatista liuoksen, johon hän lisäsi ammoniumhydroksidia. Hän huomasi liuoksesta saostuvan kaksi eri sakkaa. Ensimmäinen sakka sisälsi yhä didymiumia, ja toisen sakan spektristä löytyivät tuntemattoman alkuaineen eli samariumin absorptiopiikit. De Boisbaudran onnistui ensimmäisenä erottamaan samariumia samarskiitti-mineraalista.<ref name=[1] />
 
Didymiumin huomattiin vuonna 1885 koostuvan edelleen [[neodyymi]]stä ja [[praseodyymi]]stä. <ref name=[3] /> Samariumistakin pystyttiin myöhemmin erottamaan muita harvinaisia maametalleja.
 
Vaikka samariumin löytäjän kunnian mainitaan useimmissa lähteissä kuuluvan de Boisbaudranille tai de Marignacille, kunnia jaetaan lopulta jopa kolmen miehen kesken. De Marignacin ja de Boisbaudranin jälkeen kolmas kemisti Eugène-Anatole Demarçay onnistui vuonna 1901 erottamaan samariumin edelleen kahteen osaan, joita hän puolestaan nimitti samariumiksi ja [[europium]]iksi. <ref name=[4] /> Nämä ovat lopultakin nykyisin tuntemamme alkuaineet, samarium ja europium.
[[Kuva:Samarskite-fresh.jpg|thumb|Samarskiittimineraalia]]
 
Rivi 80:
Samariumia löytyy muiden harvinaisten maametallien tapaan useista mineraaleista, pääasiassa monatsiitista ja bastnäsiitistä, jotka ovat sen tavallisia kaupallisia lähteitä.<ref name=[6] /> Muita lähteitä ovat muun muassa samarskiitti, seriitti, ortiitti, ytterbiitti sekä fluoriitti.<ref name=[4] /> Samariumia esiintyy monatsiitissa noin 2,8 % ja mischissa noin 1 %. Selvästi suurin harvinaisten maametallimineraalien tuottaja on Kiina. Muita suuria tuottajia ovat Yhdysvallat, Intia sekä Venäjä. Samariumin hinta on noin 3,50 $/g (99,9 %) vuonna 2009.<ref name=[6] />
 
Samariumia on onnistuttu eristämään mineraaleista suhteellisen puhtaana vasta viime vuosina. Ioninvaihto- ja liuosuuttotekniikat ovat helpottaneet harvinaisten maametallien erottamista toisistaan. Uudemman elektrokemiallisen erotustekniikan on sanottu olevan yksinkertainen, nopea ja erittäin spesifinen erottelutapa. Elektrokemiallisessa menetelmässä käytetään litiumsitraatin elektrolyyttiliuosta ja elohopeaelektrodia.<ref name=[6] /> Puhdasta samariumia voidaan tuottaa elektrolyysillä myös sulatetun samariumkloridin SmCl<sub>3</sub> ja natriumkloridin NaCl (tai kalsiumkloridin CaCl<sub>2</sub>) seoksesta, jolloin toinen reaktiotuote on kloorikaasu.<ref name=[5] /> Samariumia voidaan tuottaa lisäksi pelkistämällä sen oksideja bariumilla tai lantaanilla. <ref name=[6] />
 
==Käyttö==
Rivi 86:
Samariumilla ja sen isotoopeilla on useita käyttökohteita. Maailman vahvimpina magneetteina tunnetut samarium-kobolttimagneetit valmistetaan jauhemetallurgiamenetelmällä, ja sen pohjana käytetään SmCo<sub>5</sub>- tai Sm<sub>2</sub>Co<sub>17</sub>- metalliseoksia. Samarium–kobolttimagneettien etuna on suuri energiatiheys ja korroosionkestävyys. Samarium–kobolttimagneetit ovat voimakkaasti ja pysyvästi magneettisia, ja tunnetuista materiaaleista ne vastustavat kaikista eniten demagnetisointia. Niitä käytetään pienissä moottoreissa ja generaattoreissa, mitta- ja ohjauslaitteissa, muuntimissa ja antureissa. Samarium–kobolttimagneetteja käytetään näihin ja moniin muihin laitteisiin, jotka vaativat stabiilia magneettikenttää vaihtelevissa lämpötiloissa.<ref name=[9]>{{Verkkoviite|osoite = http://www.magnetti-magnetti.com/magnesy_samarowo_kobaltowe.php|nimeke= Enes: Samarium–kobolttimagneetit |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Samariumia käytetään lasi- ja keramiikkateollisuudessa. Samariumoksidia (Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) lisätään lasiin absorboimaan infrapunasäteilyä. Samariumoksidi toimii myös katalyyttinä etanolin C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>O dehydrataatiossa ja dehydrogenaasissa.<ref name=[4] /> Samarium(II)jodidia käytetään pelkistimenä orgaanisissa synteeseissä, esimerkiksi Barbier-reaktioissa.<ref name=[10] >{{Verkkoviite|osoite = http://www.princeton.edu/chemistry/macmillan/group-meetings/AC_SamariumIodide.pdf|nimeke= Samarium(II)Iodide in Organic Synthesis |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 7.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
 
Radioisotooppihoidoissa käytettävän <sup>153</sup>Sm on todettu lievittävän luuhun asti levinneestä syövästä johtuvaa kipua. Radioisotooppihoitoa voidaan käyttää kivun hoidossa, mutta perinteistä ulkoista sädehoitoa se ei kuitenkaan korvaa. <ref name=[12] >{{Verkkoviite|osoite = http://informahealthcare.com/doi/abs/10.1517/14656566.7.11.1475%20|nimeke= Informa Healthcare: Samarium for osteoblastic bone metastases and osteosarcoma |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
 
==Isotoopit==
 
Samariumilla on neljä vakaata luonnossa esiintyvää [[isotooppi]]a: <sup>144</sup>Sm, <sup>150</sup>Sm, <sup>152</sup>Sm ja <sup>154</sup>Sm sekä kolme radioisotooppia: <sup>147</sup>Sm, <sup>148</sup>Sm ja <sup>149</sup>Sm. Näiden radioisotooppien puoliintumisajat ovat 1.06{{e|11}} vuotta (<sup>147</sup>Sm), 7{{e|15}} vuotta (<sup>148</sup>Sm) ja 10<sup>16</sup> vuotta (<sup>149</sup>Sm).<ref name=VV>{{Verkkoviite|osoite = http://www.rsc.org/periodic-table/element/62/samarium|nimeke = Periodic Table|julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref> Muiden samariumin isotooppien puoliintumisajat ovat alle vuoden verran.
 
Luonnossa esiintymätön radioaktiivinen reaktorimyrkky <sup>151</sup>Sm muodostuu fissiossa, ja sen puoliintumisaika on noin 90 vuotta. Isotooppi <sup>149</sup>Sm absorboi neutroneja itseensä, joten sitä käytetään ydinreaktion hallinnassa.<ref name=[13] >{{Verkkoviite|osoite = http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/samarium.pdf |nimeke= Health Physics Society |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = 5.5.2015|tekijä = |ajankohta = }}</ref>
Rivi 101:
|-
|<sup>144</sup>Sm
|143.911998
|3,07
|-
|<sup>147</sup>Sm
|146.914894
|14,99
|-
|<sup>148</sup>Sm
|147.914819
|11,24
|-
|<sup>149</sup>Sm
|148.917180
|13,82
|-
|<sup>150</sup>Sm
|149.917273
|7,38
|-
|<sup>152</sup>Sm
|151.919728
|26,75
|-
|<sup>154</sup>Sm
|153.922205
|22,75
|}
 
==Terveysvaikutukset==
Samariumilla ei ole biologista roolia, mutta sen on havaittu stimuloivan aineenvaihduntaa. Samariumin liukoiset suolat ovat lievästi myrkyllisiä joutuessaan ruoansulatukseen. Jos altistuu samariumille, metalli ärsyttää silmiä, aiheuttaa kyynelehtimistä, hämärtää näköä ja aiheuttaa valonarkuutta. Samariumin nieleminen aiheuttaa pahoinvointia, oksentelua, huimausta, väsymystä, vatsakipuja, lisääntynyttä syljen eritystä, ruoansulatuskanavan ärsytystä, sydänoireita, vaikutuksia keskushermostoon ja muistivaikeuksia. Samariumia ei ole luokiteltu ihmiselle syöpää aiheuttavaksi. Samariumin pitkäaikaisesta ja kroonisesta altistumisesta ei ole julkaistu tietoa. Samariumin myrkyllisiä ominaisuuksia ei ole täysin tutkittu.<ref name=[14]>{{Kirjaviite | Tekijä = Dikshith, T. S. S | Nimeke = Hazardous Chemicals: Safety Management and Global Regulations | Selite = 1. painos | Sivu = 366 | Julkaisija = CRC Press/Taylor and Francis Group | julkaisupaikka = USA | Viitattu = 5.5.2015 | Ajankohta = 2013 | Kieli = {{en}} | Tunniste = ISBN 143987820X, ISBN 9781439878200}}</ref>
 
==Lähteet==