ธาตุแลนทานัมแก้ยูโทรฟิเคชั่นของแหล่งน้ำ

แลนทานัมธาตุที่ 57 ของตารางธาตุ

เพื่อให้ตารางธาตุดูกลมกลืนกันมากขึ้น ผู้คนจึงนำธาตุ 15 ชนิดออกมา รวมทั้งแลนทานัมซึ่งมีเลขอะตอมเพิ่มขึ้นตามลำดับ และแยกธาตุเหล่านั้นไว้ใต้ตารางธาตุ คุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน พวกมันมีโครงตาข่ายที่ 3 ร่วมกันในแถวที่ 6 ของตารางธาตุ ซึ่งเรียกรวมกันว่า "แลนทาไนด์" และเป็นของ "ธาตุหายาก" ตามชื่อ ปริมาณแลนทานัมในเปลือกโลกต่ำมาก เป็นรองจากซีเรียมเท่านั้น

ในตอนท้ายของปี 1838 นักเคมีชาวสวีเดน มอสซันเดอร์ เรียกออกไซด์ใหม่ว่าดินแลนทาไนด์ และธาตุว่าแลนทานัม แม้ว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนจะยอมรับข้อสรุปนี้ แต่มอสแซนเดอร์ยังคงมีข้อสงสัยเกี่ยวกับผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ของเขา เพราะเขาเห็นสีที่แตกต่างกันในการทดลอง บางครั้งแลนทานัมจะปรากฏเป็นสีม่วงแดง บางครั้งก็เป็นสีขาว และบางครั้งก็เป็นสีชมพูเป็นสารตัวที่สาม ปรากฏการณ์เหล่านี้ทำให้เขาเชื่อว่าแลนทานัมอาจเป็นส่วนผสมเช่นซีเรียม

โลหะแลนทานัมเป็นโลหะอ่อนสีขาวเงินที่สามารถหลอม ยืด ตัดด้วยมีด กัดกร่อนช้าๆ ในน้ำเย็น ทำปฏิกิริยารุนแรงในน้ำร้อน และสามารถปล่อยก๊าซไฮโดรเจนออกมาได้ สามารถทำปฏิกิริยาโดยตรงกับองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะหลายชนิด เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน โบรอน ซีลีเนียม เป็นต้น

ผงอสัณฐานสีขาวและไม่เป็นแม่เหล็กแลนทานัมออกไซด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ผู้คนใช้แลนทานัมแทนโซเดียมและแคลเซียมเพื่อสร้างเบนโทไนต์ดัดแปลงหรือที่เรียกว่าสารล็อคฟอสฟอรัส

ภาวะยูโทรฟิเคชั่นในแหล่งน้ำมีสาเหตุหลักมาจากธาตุฟอสฟอรัสที่มากเกินไปในแหล่งน้ำ ซึ่งจะนำไปสู่การเจริญเติบโตของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน และใช้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ส่งผลให้ปลาตายอย่างกว้างขวาง หากไม่บำบัดทันเวลา น้ำจะมีกลิ่นเหม็นและคุณภาพน้ำจะแย่ลง การปล่อยน้ำภายในประเทศอย่างต่อเนื่องและการใช้ปุ๋ยที่มีฟอสฟอรัสมากเกินไปทำให้ความเข้มข้นของฟอสฟอรัสในน้ำเพิ่มขึ้น เบนโทไนต์ดัดแปลงที่มีแลนทานัมจะถูกเติมลงในน้ำและสามารถดูดซับฟอสฟอรัสส่วนเกินในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อตกลงสู่ก้นทะเล เมื่อมันตกลงไปที่ด้านล่าง มันยังสามารถผ่านฟอสฟอรัสที่ส่วนต่อประสานดินของน้ำ ป้องกันการปล่อยฟอสฟอรัสในตะกอนใต้น้ำ และควบคุมปริมาณฟอสฟอรัสในน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันสามารถช่วยให้ธาตุฟอสฟอรัสจับฟอสเฟตใน ในรูปของไฮเดรตของแลนทานัมฟอสเฟต ทำให้สาหร่ายไม่สามารถใช้ฟอสฟอรัสในน้ำได้ จึงยับยั้งการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน และช่วยแก้ปัญหายูโทรฟิเคชันที่เกิดจากฟอสฟอรัสในแหล่งน้ำต่างๆ เช่น ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ และแม่น้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

มีความบริสุทธิ์สูงแลนทานัมออกไซด์นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการผลิตเลนส์ที่มีความแม่นยำและบอร์ดใยแก้วนำแสงที่มีการหักเหแสงสูง แลนทานัมยังสามารถนำมาใช้สร้างอุปกรณ์มองกลางคืนได้ เพื่อให้ทหารสามารถปฏิบัติภารกิจการต่อสู้ในตอนกลางคืนได้เช่นเดียวกับในเวลากลางวัน แลนทานัมออกไซด์ยังสามารถใช้ในการผลิตตัวเก็บประจุเซรามิก เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก และวัสดุเรืองแสงด้วยรังสีเอกซ์

เมื่อสำรวจเชื้อเพลิงฟอสซิลทางเลือก ผู้คนมุ่งเน้นไปที่ไฮโดรเจนพลังงานสะอาด และวัสดุกักเก็บไฮโดรเจนเป็นกุญแจสำคัญในการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจน เนื่องจากไฮโดรเจนมีลักษณะไวไฟและระเบิดได้ ถังเก็บไฮโดรเจนจึงอาจดูเงอะงะเป็นพิเศษ จากการสำรวจอย่างต่อเนื่อง ผู้คนพบว่าโลหะผสมแลนทานัม-นิกเกิลซึ่งเป็นวัสดุกักเก็บไฮโดรเจนของโลหะ มีความสามารถที่แข็งแกร่งในการดักจับไฮโดรเจน มันสามารถจับโมเลกุลไฮโดรเจนและสลายตัวเป็นอะตอมไฮโดรเจน จากนั้นเก็บอะตอมไฮโดรเจนไว้ในช่องว่างโครงตาข่ายโลหะเพื่อสร้างโลหะไฮไดรด์ เมื่อโลหะไฮไดรด์เหล่านี้ถูกให้ความร้อน พวกมันจะสลายตัวและปล่อยไฮโดรเจนออกมา ซึ่งเทียบเท่ากับภาชนะสำหรับเก็บไฮโดรเจน แต่ปริมาตรและน้ำหนักจะน้อยกว่ากระบอกเหล็กมาก จึงสามารถนำไปใช้ทำวัสดุแอโนดสำหรับนิกเกิลแบบชาร์จไฟได้ –แบตเตอรี่เมทัลไฮไดรด์และรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด