C’est l’élément qui commence la série chimique des lanthanoïdes ou lanthanides et fait partie du groupe bien connu des terres rares. D’autre part, il est utilisé en métallurgie, en génie chimique, en électronique et en médecine en raison de ses propriétés magnétiques, catalytiques, chimiques et optiques. Découvrez ce qu’est le Lanthane, quelles sont ses caractéristiques et toutes ses propriétés et utilisations.
Qu’est-ce que le lanthane ?
L’élément Lanthane est un métal avec une volatilité plus faible, un éclat argenté, une densité élevée, une bonne malléabilité et une bonne réactivité. Il produit plusieurs composés chimiques contenant de nombreux éléments, est généralement oxydé en présence d’air et est soluble dans les acides. De plus, sa forme métallique et ses composés présentent une légère toxicité. Généralement, il est associé au cérium et vous le trouvez dans des minéraux tels que l’Alanite, la Monazite et la Bastnasite.
Symbole du lanthane
L’ origine étymologique du symbole Lanthane dérive du mot grec lanthano , qui signifie être caché ou lieu caché . À son tour, il provient de l’expression lanthanomai qui implique quelque chose d’oublié . Son nom a été choisi car lorsque l’élément a été détecté, il était recouvert par le minéral cérium appelé cérite.
Caractéristiques du lanthane
Parmi ses principales caractéristiques, il possède une masse atomique de 138,90 u, une densité de 6 146 kg/m³ et une sensibilité à la corrosion. Il présente l’oxyde basique ou métallique le plus fort des lanthanides, il est ductile, malléable et ses électrons oscillent selon 6 niveaux d’énergie. De plus, sur les 38 isotopes disponibles, seuls deux se trouvent naturellement dans la croûte terrestre. D’autres sont:
- Réactivité chimique : Réagit avec l’azote, le sélénium, le carbone élémentaire, le bore, le phosphore, le silicium, les halogènes et d’autres éléments chimiques.
- Fusion : Il a le deuxième point de fusion le plus bas parmi la série des lanthanoïdes.
- Caractéristiques organoleptiques : Il est inodore, lourd et présente une teinte blanc argenté brillant.
- Condition : Dans des conditions environnementales ordinaires, il est solide.
- Changements : S’oxyde rapidement dans l’air, décompose l’eau pour libérer de l’hydrogène, réagit avec les acides dilués pour former des sels et brûle au-dessus de 450°C pour produire du La₂O₃.
- Fragilité : Il est si mou qu’il peut être coupé en morceaux avec un couteau ou un rasoir.
- Résistance électrique : A température ambiante, elle présente une résistivité élevée de 615 nΩm.
- Dureté : L’échelle de Mohs le situe avec une dureté minérale de 2,5.
- Structure cristalline : À 20°C, il a une structure cristalline hexagonale, il se transforme en cubique à faces centrées à 310°C, mais à 865°C il est cubique à corps centré.
- Ordre magnétique : C’est un élément à faible paramagnétisme.
Propriétés chimiques et physiques du lanthane
- Numéro atomique : 57
- États d’oxydation : +3
- Rayon covalent (Å) : 169 pm
- Densité : 6146 kg/m³
- Configuration électronique : [Xe]5d 1 6s 2
- Point d’ébullition : 3457 °C (3730 K)
- Masse atomique (g/mol) : 138.9055 u
- Enthalpie de vaporisation : 414 kJ/mol
- Enthalpie de fusion : 6,2 kJ/mol
- Oxyde : Base forte
- Rayon atomique (Å) : 187 pm
- Chaleur spécifique : 190 J/(K-kg)
- Point de fusion : 920 °C (1193 K)
- Vitesse du son : 2475 m/s à 293,15 K
- Potentiel de première ionisation (eV) : 538,1 kJ/mol
- Electronégativité : 1,1 (échelle de Pauling)
- Électrons par niveau : 2, 8, 18, 18, 9, 2
Origine du lanthane
Si vous enquêtez, celui qui a découvert le lanthane était le chimiste Carl Gustaf Mosander dans les années 1839-1843. Ce Suédois a réussi à séparer deux oxydes à partir d’un échantillon de cérium, dont l’un était du lanthane. Cependant, en 1839, Axel Erdmann l’a découvert dans un minéral provenant de Norvège. Pourtant, la découverte a été attribuée à Mosander, puisqu’il devait extraire un deuxième nouvel élément. À son tour, il a choisi le nom de l’expression grecque lanthano car il était caché parmi les échantillons analysés. Plus tard, en 1923, elle fut isolée pour la première fois.
A quoi sert le lanthane ?
L’une des utilisations est son travail de projection et d’éclairage dans l’industrie cinématographique. De plus, de nombreux dérivés de l’élément sont utilisés pour fabriquer des lentilles de haute qualité. De plus, certains composés sont utilisés dans les caméras vidéo. Découvrez d’autres applications :
- Avec le cérium, le praséodyme, le néodyme, le gadolinium et l’ytterbium, il forme l’alliage Mischmetall, utilisé dans les pierres plus légères et les batteries à hydrure métallique de nickel.
- Il est utilisé dans les alliages d’éponges d’hydrogène qui peuvent stocker jusqu’à 400 fois leur volume de gaz dans des processus d’absorption réversibles.
- L’oxyde de lanthane est utilisé pour former des verres optimaux spéciaux, car il offre une résistance aux bases.
- C’est un composant des écrans intensificateurs des unités à rayons X.
- En métallurgie, des traces de cet élément sont ajoutées à l’acier pour augmenter sa malléabilité, sa résistance et sa ductilité.
- En médecine, le carbonate de lanthane est utilisé comme traitement en cas d’hyperphosphatémie et d’insuffisance rénale chronique.
En résumé, le Lanthane est en tête de la série chimique des lanthanides, il est malléable, ductile et résistant. De plus, ce métalloïde réagit très bien avec le carbone élémentaire, le sélénium, l’azote, les halogènes, entre autres éléments. Il s’oxyde lorsqu’il est exposé à l’air et est généralement si mou qu’il peut être coupé avec un couteau.