№66 Диспрозий

История открытия:

Последней "землёй", которую удалось выделить из смеси оксидов, когда-то названной финским химиком Юханом Гадолином "иттриевой землей", оказалась "диспрозия". В 1886 году ее спектроскопически обнаружил и выделил Лекок де Буабодран, который и назвал содержащийся в ней элемент - диспрозием (от греч. dysprositum - труднодоступный). Спустя 20 лет, в 1906 г., французский химик Жорж Урбэн получил диспрозий в чистом виде.

Нахождение в природе, получение:

Диспрозий — рассеянный элемент, его содержание в земной коре 5г/т. Входит в состав минералов: монацит (Ce, La …)PO₄, бастнезит (Ce, La, Pr)CO₃F, и других. Выделяют диспрозий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции, переводят в оксид, затем во фторид. Металлический диспрозий получают кальцийтермическим восстановлением DyF₃

Физические свойства:

Это серебристо-серый металл, он ковкий, пластичный и достаточно мягкий, чтобы его можно было нарезать ножом. Плотность 8,55 г/см³, t_плав. = 1412°C, t_кип=2567°C. Природный диспрозий состоит из семи стабильных изотопов с массовыми числами 156, 158, 160, 161, 162, 163 и 164. Из них наиболее распространен Dy-164 (28,18%). Искусственно получены радиоактивные изотопы диспрозия, которые имеют короткие периоды полураспада.

Химические свойства:

Диспрозий достаточно устойчив в воздухе, тем не менее хранят его в вакууме или инертной атмосфере, т.к. уже при небольшом нагревании (выше 100°C) он легко окисляется. При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Реагирует с кипящей водой, образуя гидроксид Dy(OH)₃ и водород. С минеральными кислотами диспрозий реагирует с образованием солей диспрозия(III).
В соединениях проявляет преимущественно степень окисления +3. Большинство из них бесцветны, или слабоокрашены.

Важнейшие соединения:

Оксид диспрозия(III), Dy₂O₃, может быть получен осторожным обезвоживанием гидроксида Dy(ОН)₃, разложением нитрата или оксалата диспрозия. Вещество белого цвета, нерастворимо в воде.
Гидроксид диспрозия(III), Dy(ОН)₃, белое кристаллическое вещество нерастворимое в воде. Может быть получено реакцией обмена из растворимых солей диспрозия(III). С кислотами образует соли диспрозия(III)
Фторид диспрозия(III), DyF₃ - бесцветные кристаллы, нерастворим, получают обменными реакциями или действием плавиковой кислоты на оксид диспрозия(III)
Хлорид диспрозия(III), DyСl₃ - бесцветные кристаллы, растворим, образует кристаллогидрат DyСl₃*6H₂O. Нагревание кристаллогидрата сопровождается гидролизом с образованием оксосоли DyOCl. Для предотвращения гидролиза и получения безводной соли нагревание ведут в присутствии хлорида аммония
Хлорид диспрозия(II) DyCl₂, чёрные кристаллы, получают восстановлением хлорида диспрозия(III) металлическим диспрозием в вакууме (в инертной атмосфере) или реакцией диспрозия с хлоридом ртути(II) (без участия воды, с отгонкой ртути): Dy + HgCl₂ = DyCl₂ + Hg
Окисляется водой и влагой из воздуха: 2DyCl₂+2H₂O = 2DyOCl+2HCl+H₂
Нитрат диспрозия (III), Dy(NO₃)₃, хорошо в воде и этаноле, образует бесцетные кристаллогидраты состава Dy(NO₃)₃•5H₂O, которые плавятся в собственной кристаллизационной воде при 88°С.
Безводную соль получают действием оксида азота(IV) на оксид диспрозия(III) или на металлический диспрозий: Dy₂O₃ + 9N₂O₄ = 2Dy(NO₃)₃ + 6NO;      или      Dy + 2N₂O₄ = Dy(NO₃)₃ + 3NO
Cульфат диспрозия(III) Dy₂(SO₄)₃, бесцветные кристаллы, растворяется в воде. Образует кристаллогидрат состава Dy₂(SO₄)₃•8H₂O, вещество белого цвета, теряющее воду при 360°С.

Применение:

Применяется в металлургии как легирующая добавка (циркониевые сплавы), атомной энергетике (захват тепловых нейтронов).
Ограниченно применяется в производстве термоэлектрических и магнитных материалов, производстве медицинских лазеров, осветительных металлогалогеновых (DyI₃) ламп со спектром, близким к солнечному.
Dy₂O₃ используют как компонент люминофоров красного свечения.