Lexikon: Lanthan

 

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Eigenschaften
Barium - Lanthan -
Y
La
Actinium|Ac  
 
 
Xe5d16s2
139
57
La
Allgemein
Name, Liste der chemischen Elemente nach Symbol|Symbol, Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl|Ordnungszahl Lanthan, La, 57
Serie
Gruppe, Periode des Periodensystems|Periode, Block des Periodensystems|Block 3, Periode-6-Element|6, f-Block|f
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 2 · 10-3 %
Atomar
138,9055
(berechnet) pm
Kovalenter Radius 169 pm
van der Waals-Radius -
[[Xenon|Xe]5d16s2
en pro 2, 8, 18, 18, 9, 2
Oxidationszustände () basisch)
Normalpotential V (La3+ + 3e- → La)
1,1 ()
1. 538,1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1067 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 1850,3 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4819 kJ/mol
Physikalisch
fest
Modifikationen -
hexagonal
Dichte () kg/m3 (2,5)
-
K (920 °Grad Celsius|C)
3730 K (3457 °C)
Molares Volumen m3/mol
kJ/mol
6,2 kJ/mol
Pa bei 1193 K
m/s bei 293,15 K
Verschiedenes
Spezifische Wärmekapazität J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit S/m
W/(m · K)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE mega|MElektronenvolt|eV ZP
135La {syn.} 19,5 h ε 1,200 135Ba
136La {syn.} 9,87 min ε 2,870 136Ba
137La {syn.} a ε 0,600 137Ba
138La 0,09 % 1,05·1011a ε
Beta-Strahlung|β-
1,737
1,044
138Ba
Cer|138Ce
139La 99,91 % La ist Stabiles Isotop|stabil mit 82 en
140La {syn.} 1,6781 d β- 3,762 140Ce
141La {syn.} 3,92 h β- 2,502 141Ce
NMR-Eigenschaften
138La 139La
5 7/2
T 3,529 · 107 3,779 · 107
Empfindlichkeit 0,0919 0,0592
T MHertz (Einheit)|Hz MHertz (Einheit)|Hz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheitensystem|SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Lanthan ist ein chemisches Element im Periodensystem|Periodensystem der Elemente mit dem Symbol La und der 57. Obwohl die Gruppenbezeichnung vom Lanthan abgeleitet ist, gehört es ungeachtet ähnlicher Eigenschaften nicht zu ihnen. Das Element wird den Seltene Erden|Metallen der seltenen Erden zugeordnet.

Geschichte

Lanthan (griechisch lanthanein für versteckt) wurde 1839 von Carl Gustav Mosander entdeckt. Aus einem vermeintlich reinem Cernitrat gewann er durch fraktionierte Kristallisation Lanthansulfat.

Vorkommen

Lanthan kommt natürlich nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthaniden, vorzugsweise Mineralien vor. Hauptsächlich sind dies:

  • Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO4
  • Bastnäsit (Ce, La, Y)CO3F

Gewinnung/Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Lanthanbegleiter wird das Oxid mit zum Lanthanfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von zum Lanthan reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Eigenschaften

Das silberweiß glänzende ist hämmerbar und duktil. Es existieren drei metallische Modifikationen.
An der Luft ist es recht unedel. Es überzieht sich rasch mit einer weißen Oxidschicht, die in feuchter Luft zum Hydroxid weiterreagiert. Bei Temperaturen oberhalb von 440 °C verbrennt Lanthan zu Lanthanoxid La2O3. Unter Bildung von Wasserstoff erfolgt in kaltem Wasser langsame, in warmen Wasser wesentlich schnellere Reaktion zum Hydroxid. In verdünnten Säuren löst sich Lanthan unter Wasserstoffentwicklung auf.
Mit vielen Elementen reagiert es in der Wärme direkt, mit Halogenen schon bei Raumtemperatur.
In Verbindungen liegt Lanthan als farbloses La3+ vor.

Reaktionsverhalten

  1. Lanthan und Wasserstoff bildet schwarzes, wasserempfindliches unstöchiometrisches Hydrid:
    La + n H2 → LaH2n ; 1 < n < 1,5
  2. Lanthan und Luft zum Oxid:
    2 La + 3 O2 → La2O3
  3. Lanthan und Wasser zum Hydroxid :
    2 La + 6 H2O → 2 La(OH)3 + 3 H2
  4. Lanthanoxid und Wasser zum Hydroxid:
    La2O3 + 3 H2O → 2 La(OH)3
    In der Wärme verschiebt sich das Gleichgewicht auf die linke Seite.

Isotope


Verbindungen

  • Lanthanoxid (Verbesserung der Laugenbeständigkeit von Gläsern, Tiegelmaterial). Es lässt sich wie gebrannter Kalk mit Wasser zum Lanthanhydroxid La(OH)3 umsetzten.

Verwendung

  • Bestandteil im Mischmetall. Pyrophore Werkstoffe für Zündsteine enthalten 25 bis 45 % Lanthan
  • Reduktionsmittel in der Metallurgie
  • Gusseisenzusatz. Unterstützt Bildung von Kugelgrafit
  • Legierungszusatz zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit
  • Lanthanzusatz reduziert Härte und Temperaturempfindlichkeit von Molybdänmetall
  • Katalysatoren zum Cracken von Petroleum und Benzin (rückläufig)
  • Hochwertige Kathoden aus Lanthanborid LB6 (Ersatz für Wolframdraht) zur Erzeugung von freien Elektronen
  • Cobalt-Lanthan-Legierung LaCo5 als Magentwerkstoff
  • Lanthandotiertes Bariumtitanat zur Herstellung von Varistoren (temperaturabhängige Widerstände)
  • "verunreinigtes" Lanthan-Nickel LaNi5 als Wasserstoffspeicher in Nickel-Metallhydrid Akkus.
  • Zusatz in Kohlen-Lichtbogenlampen zur Studiobeleuchtung und in Filmvorführanlagen (historische Anwendung?)

Als Lanthanoxid:

  • Herstellung von Gläsern mit vergleichsweise hoher Brechzahl, die sich wiederum nur wenig mit der Wellenlänge ändert (geringe Dispersion_(elektromagnetische_Wellen)|Dispersion), für Kameras, Teleskoplinsen und für Brillengläser
  • Herstellung von Kristallglas und Porzellanglasuren. Es ersetzt giftigere Bleiverbindungen unter gleichzeitiger Verbesserung der chemischen Beständigkeit (spülmaschinenfest)
  • Herstellung keramischer Kondensatormassen und silicatfreier Glas|Gläser
  • Bestandteil von Glaspoliermitteln
  • Herstellung von Elektronenröhren (auch Lanthanboride)

Als Lanthancarbonat: Medikament zur Senkung des Phosphatspiegels bei Dialysepatienten (sog. Phosphatbinder)

Biologische Bedeutung

Lanthan hat keine biologische Funktion.

Sicherheitshinweise

Lanthan ist schwach giftig und sollte mit Vorsicht gehandhabt werden.

Nachweis

Literatur

Wiki/Weblinks

  • http://seltenerden.de?arg=zoom&element=La&art=120&linkid=wiki-La
  • http://www.pniok.de/la.htm Bild in der Sammlung von Heinrich Pniok

Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Lanthanoid Kategorie:Periode-6-Element

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