镧

镧：符号La，属于元素周期表第3组（IIIA）的一种银金属元素，通常被认为是镧系元素之一，第一位，元素号57。 它是该系列中最活跃的元素。与冷水反应轻微，但与热水反应迅速，产生氢气（H2）和氧化镧（La2O3）。它与其他几种元素直接相互作用，包括氮，硼，卤素，碳，硫和磷。它的主要矿石是菱镁矿，通过离子交换过程将其分离。有两种天然同位素，镧139（稳定）和镧138（半衰期1010至1015年）。具有自燃性的金属被用于打火石的合金中，氧化物被用于某些光学玻璃中。但是，镧的最大用途是作为包含原油的催化剂。

镧有49种同位素。一种是La-139，它很稳定，占地球上已知数量的99.910％。另一个同位素具有如此长的半衰期，被认为是稳定的：La-138的半衰期为1.05×10 + 11年，仅占地球已知丰度的0.090％。所有其他同位素都是放射性的，并且半衰期从150纳秒到几千年。发现镧的存在主要矿石是独居石砂，也存在于矿产菱镁矿中。独居石砂包含所有稀土元素以及一些非稀土元素。它的矿石分布在南非，澳大利亚，巴西和印度以及加利福尼亚，佛罗里达和美国的卡罗来纳州。 镧系元素的价格有些合理，低于每公斤黄金。（金大约为每公斤1800美元。）铯（Ce）是相对常见的，通常与La，Nd和Pr和铁合金化以形成混合稀土金属。

1.镧用于制造用于电影摄影棚和探照灯的高强度碳弧灯的电极。它还用于精制高级euro金属和制造具有高折射率的玻璃，以及用于照相机和科学仪器中的优质镜头。它也用于制造坚固的永磁体。

2.镧用于电子仪器，火箭燃料，还原剂和汽车催化转化器。 用途镧是稀土或镧系元素中的第一个元素。它是所有其他三价稀土的模型。仅次于铈，它是稀土中含量第二高的稀土。 富含镧的镧系元素化合物已广泛用于FCC催化剂中的裂化反应，尤其是从重质原油生产高辛烷值汽油。

3.富含镧的稀土金属在储氢电池中起着重要作用。 它用于基于磷酸盐（La0.4Ce0.45Tb0.15）PO4的绿色磷光体；基于钇-镧-氟化物（YLF）成分的激光晶体中。

4.镧金属是生产用于镍氢电池的储氢合金的重要原料，也可用于生产其他纯稀土金属和特种合金。向钢中添加少量镧可改善其延展性，抗冲击性和延展性。许多泳池产品中都存在少量镧，以去除喂食藻类的磷酸盐。镧金属可以进一步加工成各种形状的锭，块，线，箔，板，棒，盘和粉末。

纯化金属态的镧可以从其纯化的氧化物或其他盐获得。一种这样的方法涉及在钽或钨坩埚中在300℃至400℃下用氯化铵或氟化铵和氢氟酸加热氧化物。随后在氩气或真空中于1,000°C用碱金属或碱土金属还原。典型的反应是：

La2O3 + 6NH4Cl→2LaCl3 + 6NH3 + 3H2O LaCl3 + 3Li→La + 3LiCl

也可以通过在升高的温度下电解无水氯化镧和氯化钠或氯化钾的熔融混合物来生产高纯度镧。

当从矿渣中生产镧时，除上述矿石提取外，所有过程均相同。矿物通过浮选过程被粉碎和浓缩。然后用稀盐酸处理，将稀有金属中的镧和稀土转化为氯化物。在空气中煅烧会生成稀土氧化物。

LaCl3 + 3Li→La + 3LiCl

1.一般由水合氯化镧经脱水后，用金属钙还原，或由无水氯化镧经熔融后电解而制得。

2.70g LaCl3、18.5g Ca在惰性气氛下彻底混合摇匀装入钽坩埚或用机动压力机压成圆柱体放入钽坩埚中，坩埚配有打孔的钽盖子以便通气，置于密闭MgO坩埚［d=2(in,in=0.0254m,下同),h=7(in,in=00254m,下同)］中。然后放在石英管［d=2.25(in,in=0.0254m,下同)］中，管的一端熔封，另一端打磨后使嵌入55/50锥形接头中。用石蜡将石英管密封在真空体系中。充入Ar(先经过热的金属铀纯化)达到P＝1atm，用6kW感应炉加热到550～600℃，使反应发生(钽坩埚温度突然上升为据)。5min后达到1000℃，维持13min使产生的稀土金属完全结块。冷却到室温，用水浸泡钽坩埚以除掉CaCl2、Ca，熔融的稀土金属保留在底部(1%～3% Ca)。

3.在100mL镍坩埚中电解熔融50gKOH＋20gNaOH＋8gH2O＋10gLa2O3的混合物。镍坩埚置于300W的电炉中，用一支装金属箍头的玻璃温度计测量温度，厚的铂丝作为阳极稍稍浸入熔融物的液面下，坩埚作为阴极，电压4V。温度控制在300℃直至得到清澈的熔化物，5min后，当温度达310℃时，清澈的熔融物中开始出现沉淀。待观察到反应放热，停止加热，温度下降到290℃，持续20min后，轻轻倒出熔化物，得到晶体。熔融物在260～280℃再次加热2.5h，能够形成较好的晶体。产物用稀醋酸洗涤。