酸化ランタン

外観

白色の粉末

性質

酸化ランタンは無臭の白色固体です。化合物のpHによって、異なる結晶構造が得られます。

酸化ランタンは吸湿性があるため、大気中では時間の経過とともに水分を吸収して、水酸化ランタンに変化します。酸化ランタンにはp型の半導体特性があり、バンドギャップはおよそ5.8eVです。

平均室温抵抗率は10kΩ·cmで、温度の上昇とともに低下します。酸化ランタンはε = 27という非常に高い比誘電率を有し、希土類酸化物の中で最も低い格子エネルギーを持っています。

溶解性

塩酸及び硝酸に溶けやすく、水にほとんど溶けない。

解説

La2O3(325.81)．ランタンの水酸化物や硝酸塩を空気中で強熱すると得られる．酸化ランタン, 無色の六方晶系結晶．密度6.18 g cm－3．融点2310 ℃．水，アルカリに不溶，酸，エタノール，塩化アンモニウム水溶液に可溶．高屈折ガラス，カメラのレンズ，pH測定用ガラス電極材，レーザー素子，コンデンサー，高温発熱体，触媒，蛍光体，水素吸蔵合金，金属ランタンの製造などに用いられる．森北出版「化学辞典（第2版）

用途

光学ガラス材料、pH測定用ガラス電極材料、金属ランタン製造原料。

用途

高純度金属酸化物、光学ガラス材料。電子部品材料。

用途

高純度金属酸化物、光学ガラス材料、電子部品材料。

用途

レンズ光学ガラス添加剤、触媒

用途

レンズ光学ガラス添加剤、触媒

構造

低温でのLa₂O₃は、A-M₂O₃の六方晶構造を持っています。La³⁺金属原子は7つのO²⁻原子の配位基に囲まれていて、金属原子の周りの酸素イオンは八面体形です。八面体の1つの面上に、酸素イオンが1つあります。

それに対して、高温ではLa₂O₃はC-M₂O₃の立方晶構造に変化します。La³⁺イオンはO²⁻イオン6つに囲まれていて、六角形の形状です。

合成

酸化ランタンの合成法

酸化ランタンは、多形に結晶化することが可能です。六角形のLa2O3を生成するためには、通常金属カルコゲナイドで作成された基板を予熱したものに、0.1MのLaCl3溶液を噴きかけます。この過程では、加水分解と脱水の2段階が発生しています。

界面活性剤のラウリル硫酸ナトリウムと2.5%のNH₃を組み合わせて、六角形のLa₂O₃を得ることも可能です。この水溶液からわずかにLa(OH)₃を沈殿させ、その後80°Cで24時間加熱して攪拌することで、La₂O₃が生成します。

使用上の注意

空気中の水分及び二酸化炭素を吸収しやすい。

化学的特性

Lanthanum oxide is an oxide of lanthanum (III), white orthorhombic or amorphous powder. Soluble in acid, ethanol, ammonium chloride, insoluble in water, ketone. It is mainly used in the manufacture of precision optical glass and optical fiber.

使用

Lanthanum oxide is used to make high-quality glass, ceramics, carbon-arc electrodes, and fluorescent lamps. Lanthanum (III) oxide was used as an analytical standard in inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) for chemical characterization of ancient pottery.

製造方法

Lanthanum oxide can be produced by direct combustion of lanthanum in oxygen or air. The oxide also may be prepared by decomposition of an oxo salt of lanthanum, such as nitrate, sulfate, carbonate, hydroxide or oxalate.
La(CO₃)₃•8H₂O → La₂O₃ + 3CO₂ + 8H₂O
2La₂(C₂O₄)₃•9H₂O + 3O₂ → 2La₂O₃ + 12CO₂ + 18H₂O

主な応用

Lanthanum Oxide, also called Lanthana, high purity Lanthanum Oxide (99.99% to 99.999%) is applied in making special optical glasses to improves the alkali resistance of glass, and is used in La-Ce-Tb phosphors for fluorescent lamps and making special optical glasses, such as infrared-absorbing glass, as well as camera and telescope lenses, Low grade of Lanthanum Oxide is widely used in ceramics and FCC catalyst, and also as raw material for Lanthanum Metal production; Lanthanum Oxide is also used as a grain growth additive during the liquid phase sintering of Silicon Nitride and Zirconium Diboride.

一般的な説明

Lanthanum (III) oxide is an alkaline earth oxide, and is a diamagnetic, isostructural analog of neodymium oxide. It is also an efficient recyclable catalyst, and can be used in coupling various aryl halides with aromatic/alkyl thiols.

使用用途

酸化ランタンは、光学分野で光学レンズの原料として使用されています。そのほか、PLC (光平面回路) への利用で、脚光を浴びているPLZT (ジルコン酸チタン酸鉛ランタン) の原料としても知られています。電子部品の分野では、セラミックスコンデンサーや電池材の原料としても利用可能です。

自動車排ガス触媒の担体として知られているジルコニウム (Zr) 酸化物に、担持 (たんじ:付着) させる材料としても使われています。

工業用途

Lanthanum oxide (La₂O₃) has a melting pointof 2250°C, is soluble in acids, and very slightlysoluble in water. This oxide of a rare earth elementoccurs in monazite and bastnasite. It ismarketed as the oxide or as other salts such asthe oxalate, nitrate, or hydrate. It quicklyabsorbs water and CO₂ from the atmosphere.Its chief use is as an ingredient in nonsilica,rare element optical glass with oxides of tungsten, tantalum, and thorium. Lanthanumincreases refractive index, decreases dispersion,and is also used in x-ray image intensifyingscreens that speed up x-ray exposure asmuch as two to ten times so that diagnosticdosages may be reduced by as much as 80%with fewer retakes. It is also used in bariumtitanate capacitors.