Lanthan, Element 57 des Periodensystems.
Um das Periodensystem der Elemente harmonischer erscheinen zu lassen, hat man 15 Arten von Elementen herausgenommen, darunter Lanthan, dessen Ordnungszahl abwechselnd zunimmt, und sie separat unter das Periodensystem gestellt. Ihre chemischen Eigenschaften sind ähnlich. Sie teilen sich das dritte Gitter in der sechsten Reihe des Periodensystems, das zusammenfassend als „Lanthanoid“ bezeichnet wird und zu den „Seltenerdelementen“ gehört. Wie der Name schon sagt, ist der Gehalt an Lanthan in der Erdkruste sehr gering und wird nur von Cer übertroffen.
Ende 1838 bezeichnete der schwedische Chemiker Mossander das neue Oxid als Lanthanidenerde und das Element als Lanthan. Obwohl die Schlussfolgerung von vielen Wissenschaftlern anerkannt wurde, hat Mossander immer noch Zweifel an seinen veröffentlichten Ergebnissen, weil er im Experiment unterschiedliche Farben sah: Mal erscheint Lanthan in Rotviolett, mal in Weiß und gelegentlich auch in Rosa als dritte Substanz. Diese Phänomene ließen ihn glauben, dass Lanthan eine Mischung wie Cer sein könnte.
Lanthanmetallist ein silberweißes, weiches Metall, das geschmiedet, gedehnt und mit einem Messer geschnitten werden kann, in kaltem Wasser langsam korrodiert, in heißem Wasser heftig reagiert und Wasserstoffgas abgeben kann. Es kann direkt mit vielen nichtmetallischen Elementen wie Kohlenstoff, Stickstoff, Bor, Selen usw. reagieren.
Ein weißes, amorphes Pulver und nicht magnetischLanthanoxidwird häufig in der industriellen Produktion eingesetzt. Zur Herstellung von modifiziertem Bentonit, auch bekannt als Phosphor-Sperrmittel, wird Lanthan anstelle von Natrium und Kalzium verwendet.
Die Eutrophierung des Gewässers ist hauptsächlich auf den übermäßigen Phosphorgehalt im Gewässer zurückzuführen, der zum Wachstum von Blaualgen führt und im Wasser gelösten Sauerstoff verbraucht, was zum weitverbreiteten Tod von Fischen führt. Ohne rechtzeitige Behandlung stinkt das Wasser und die Wasserqualität verschlechtert sich. Durch die kontinuierliche Einleitung von Haushaltswasser und den übermäßigen Einsatz von phosphorhaltigen Düngemitteln ist die Phosphorkonzentration im Wasser gestiegen. Modifizierter Bentonit, der Lanthan enthält, wird dem Wasser zugesetzt und kann überschüssigen Phosphor im Wasser effektiv adsorbieren, wenn es sich am Boden absetzt. Wenn es sich am Boden absetzt, kann es auch den Phosphor an der Wasser-Boden-Grenzfläche passivieren, die Freisetzung von Phosphor im Unterwasserschlamm verhindern und den Phosphorgehalt im Wasser kontrollieren. Insbesondere kann es dem Element Phosphor ermöglichen, Phosphat einzufangen die Form von Lanthanphosphathydraten, so dass Algen den Phosphor im Wasser nicht nutzen können, wodurch das Wachstum und die Vermehrung von Blaualgen gehemmt und die durch Phosphor verursachte Eutrophierung in verschiedenen Gewässern wie Seen, Stauseen und Flüssen wirksam gelöst wird.
Hohe ReinheitLanthanoxidkann auch zur Herstellung von Präzisionslinsen und hochbrechenden optischen Faserplatten verwendet werden. Lanthan kann auch zur Herstellung von Nachtsichtgeräten verwendet werden, sodass Soldaten nachts wie tagsüber Kampfeinsätze erledigen können. Lanthanoxid kann auch zur Herstellung von Keramikkondensatoren, piezoelektrischer Keramik und Röntgenleuchtstoffen verwendet werden.
Bei der Erforschung alternativer fossiler Brennstoffe haben sich die Menschen auf saubere Wasserstoffenergie konzentriert, und Materialien zur Wasserstoffspeicherung sind der Schlüssel zur Anwendung von Wasserstoff. Aufgrund der brennbaren und explosiven Natur von Wasserstoff können Wasserstoffspeicherflaschen äußerst unhandlich wirken. Durch kontinuierliche Forschung haben die Menschen herausgefunden, dass eine Lanthan-Nickel-Legierung, ein metallisches Wasserstoffspeichermaterial, eine starke Fähigkeit besitzt, Wasserstoff einzufangen. Es kann Wasserstoffmoleküle einfangen und in Wasserstoffatome zerlegen und die Wasserstoffatome dann in der Metallgitterlücke speichern, um Metallhydrid zu bilden. Wenn diese Metallhydride erhitzt werden, zersetzen sie sich und setzen Wasserstoff frei, was einem Behälter zur Speicherung von Wasserstoff entspricht. Volumen und Gewicht sind jedoch viel geringer als die von Stahlzylindern, sodass sie zur Herstellung von Anodenmaterialien für wiederaufladbares Nickel verwendet werden können –Metallhydridbatterien und Hybrid-Elektrofahrzeuge.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.08.2023