Dysprosium

Dysprosium
[Xe] 4f10 6s2   Dy 66
↓ Periodická tabulka ↓
(c) http://images-of-elements.com/, CC BY 3.0 Pevné dysprosium
Obecné
Název, značka, číslo	Dysprosium, Dy, 66
Cizojazyčné názvy	lat. Dysprosium
Skupina, perioda, blok	6. perioda, blok f
Chemická skupina	Lanthanoidy
Identifikace
Registrační číslo CAS	7429-91-6
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	162,500(1)
Elektronová konfigurace	[Xe] 4f10 6s2
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	1,22
Mechanické vlastnosti
Hustota	8,540 g/cm3; Hustota při teplotě tání: 8,37 g/cm3
Skupenství	Pevné
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	1 407 °C (1 680,15 K)
Teplota varu	2 567 °C (2 840,15 K)
Elektromagnetické vlastnosti
Bezpečnost
GHS02 GHS07 [1] Nebezpečí[1]
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P {{{izotopy}}}
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Terbium ≺ Dy ≻ Holmium ⋎ Cf

Dysprosium (chemická značka Dy, latinsky Dysprosium) je měkký stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, 10. člen skupiny lanthanoidů. Nachází využití při výrobě speciálních slitin pro jadernou energetiku a při výrobě laserů.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Dysprosium je stříbřitě bílý, měkký přechodný kov.

Dysprosium

Chemicky je dysprosium méně reaktivní než předchozí prvky ze skupiny lanthanoidů. Na suchém vzduchu je prakticky stálé, ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvičkou oxidu. Snadno se rozpouští v běžných minerálních kyselinách za vývoje vodíku.

Ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Dy³⁺. Soli Dy³⁺ vykazují vlastnosti podobné sloučeninám ostatních lanthanoidů a hliníku. Všechny tyto prvky tvoří například vysoce stabilní oxidy, které nereagují s vodou a jen velmi obtížně se redukují. Ze solí anorganických kyselin jsou důležité především fluoridy a fosforečnany, jejich nerozpustnost ve vodě se používá k separaci lanthanoidů od jiných kovových iontů. Dysprosité soli mají obvykle žlutou barvu.

Dysprosium objevil roku 1886 francouzský chemik Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran jako nečistotu ve zkoumaném oxidu erbitém. Elementární čisté dysprosium bylo vyrobeno teprve kolem roku 1950 užitím techniky ionexové separace.

Výskyt a výroba

Dysprosium je v zemské kůře obsaženo v koncentraci přibližně 3 – 4,5 mg/kg, o jeho obsahu v mořské vodě údaje chybí. Ve vesmíru připadá jeden atom dysprosia na 100 miliard atomů vodíku.

V přírodě se dysprosium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují však ani minerály, v nichž by se některé lanthanoidy (prvky vzácných zemin) vyskytovaly samostatně, ale vždy se jedná o minerály směsné, které obsahují prakticky všechny prvky této skupiny. Mezi nejznámější patří monazity (Ce,La,Th,Nd,Y)PO₄ a xenotim, chemicky fosforečnany lanthanoidů , dále bastnäsity (Ce,La,Y)CO₃F – směsné flourouhličitany prvků vzácných zemin a např. minerál euxenit (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆.

Velká ložiska těchto rud se nalézají ve Skandinávii, USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku. V roce 2018 byl ohlášen nález ložiska bohatého na yttrium, dysprosium, europium a terbium poblíž japonského ostrůvku Minamitori (asi 1 850 km jihovýchodně od Tokia)^[2]

Vzhledem k omezené dostupnosti hrozí v nejbližších letech kritický nedostatek zdrojů prvku pro technologické využití.^[3] Výše uvedený nález by mohl tuto situaci změnit.

Při průmyslové výrobě prvků vzácných se jejich rudy nejprve louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí, za použití ionexových kolon nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu se obvykle provádí redukcí oxidu dysprosia Dy₂O₃ elementárním vápníkem.

Dy₂O₃ + 3 Ca → 2 Dy + 3 CaO

Použití a sloučeniny

• Podobně jako gadolinium, vykazuje dysprosium vysoký účinný průřez pro záchyt tepelných neutronů a jeho slitiny s niklem jsou často používaným materiálem pro výrobu moderátorových tyčí v jaderných reaktorech. Zasunutím těchto tyčí do nitra reaktoru dojde k poklesu neutronového toku a tím zpomalení štěpné reakce.
• Světelné výbojky plněné halogenidy dysprosia jsou zdrojem velmi intenzivního světelného záření a nacházejí proto uplatnění především ve filmařském průmyslu a dalších speciálních aplikacích s požadavky na mohutný světelný tok.
• Společně s vanadem se dysprosium uplatňuje při výrobě laserů.

Odkazy

Reference

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.: Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, Academia, Praha 1973
• Holzbecher Z.: Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993, ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu dysprosium na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo dysprosium ve Wikislovníku