LANTAN

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

H

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

14

15

16

17

He

Li

Be

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

?

?

?

 

?

 

 ?

 

 

 

 

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

 

 

 

 

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

 

La, atomnr. 57, molvekt 138,9055, elektronkonfigurasjon: (Xe)+5d1-6s2, smeltepunkt 921 C, kokepunkt 3457 C, massetetthet 6.145 g/cm3(ved 25 C). Lantan hører til gruppe 3 (3b) (også kjent som 'de sjeldne jordartsmetallene' eller 'de sjeldne jordmetallene') i det periodiske systemet, og har (1981) 28 kjente isotoper og isomerer. Naturlig Lantan er en blanding av to isotoper, 0,09 atom-% 138La og resten 139La. Sistnevnte er stabil, mens den andre disintegrerer med en halveringstid på 135 milliarder år, delvis ved elektroninnfangning til 138Ba og delvis ved beta-emisjon til 138Ce.

HISTORIE
I 1751 oppdaget Axel Fredrik Cronstedt i en gruve ved Bastnäs i Sverige et tungt mineral som til da ikke var kjent. Dette mineralet fikk sitt nåværende navn i 1803, da Martin Heinrich Klaproth i Tyskland og samtidig Jöns Jacob Berzelius og Wilhelm Hisinger i Sverige analyserte det og fant et nytt oksyd (eller 'jordart' i datidens terminologi) som de kalte ceria, til minne om den nyoppdagede småplaneten Ceres. Mineralet er nå kjent som ceritt.

Om ceria var oksydet av et nytt grunnstoff eller en forbindelse av flere var omdiskutert til 1839-41, da den svenske legen, kjemikeren og mineralogen Carl Gustaf Mosander klarte å separere ut en ny bestanddel av det. Den nye komponenten kalte han lanthana, fra det greske lanthanein - "å ligge skjult," fordi det lå skjult i ceria. Siden fant han at også dette oksydet hadde komponenter, men beholdt dette navnet på den ene av dem.

Lantan ble ikke isolert i noenlunde ren tilstand før 1923.

GEOLOGI
Lantan utgjør 0.002 % av, og er det 36. hyppigste grunnstoffet i den faste, øvre jordskorpen. Til tross for betegnelsen 'sjeldne jordartsmetaller' er ikke grunnstoffene i bigruppe 3 så veldig sjeldne. Mange velkjente stoffer som jod, brom, bly, tinn, kvikksølv og molybden er like sjeldne som lantan eller sjeldnere. Gruppen fikk dette navnet fordi den i motsetning til de andre ikke har noen representant blant de lettere grunnstoffene som dominerer den kjemiske sammensetningen av jorda. Gruppens letteste, scandium, har nemlig den ulempe å være plassert for nær den ultrastabile nukliden 40Ca, og ble skadelidende av dette under den grunnstoffdannelsen som gikk forut for vårt solsystems fødsel.

Lantan og de 14 lantanidene er så like kjemisk og vanskelige å skille fra hverandre at de alltid forekommer sammen i naturen, med det forbeholdet at på grunn av økende kjerneladning og ellers ganske lik elektrinkonfigurasjon, har de tyngste lantanidene mindre atomradier, og vil derfor ha en tendens til å gruppere seg med Y og Sc i sine egne mineraler, mens de lettere lantanidene grupperer seg i sine. Lantan er (1975) en hovedkomponent i over 70 kjente mineraler. Mange nordiske felt er rike på slike mineraler, og nordiske navn setter sitt preg både på mineralnavnene, og på de sjeldne jordartsmetallenes historie generelt.

Viktigst økonomisk for lantanutvinning er Bastnäsitt, (Ce,La)CO3F, Monazitt, (Ce,La,Nd,Th)PO4 og Ceritt, (Ce,La,Ca)9(Mg,Fe)Si7(O,OH,F)28. Viktige produksjonsland er (1975) USA, Sverige, Madagaskar, India, Sørafrika, Brasil, Australia, Russland, Kaukasus.

KJEMI
Rent Lantan er et sølvhvitt metall, bløtt nok til at det kan skjæres med kniv. Det er et av de mest reaktive av de sjeldne jordartsmetallene, og oksyderer raskt når det utsettes for luft. Det reagerer sakte med kaldt vann, noe hurtigere med varmt, og oppløses raskt i svake mineralsyreløsninger, men ikke i konsentrert svovelsyre.

Lantan er relativt elektropositivt og danner treverdige salter med en rekke forskjellige anioner. I motsetning til (de andre) lantanidesaltene er disse saltene for det meste ikke farvet. Denne forkjellen i lysabsorpsjon skyldes at det tripositive ionet ikke har annet enn fylte elektronskall. Men lantanidene er skutt inn i det periodiske systemet for å fylle 4f-skallet, og et slikt delvis fylt skall trekker gjerne absorpsjonsbåndene ned i den synlige delen av spekteret.

De viktigste forbindelsene er:

Lantanoksyd (lantana), et hvitt, krystallinsk eller amorft stoff med tetthet 6,51 g/cm3, smeltepunkt 2307 C og kokepunkt 4200 C. Det har utpregede basiske egenskaper, og trekker til seg fuktighet og karbondioksyd fra luft omtrent like heftig som kalk.

Lantanklorid, også et hvitt, krystallinsk stoff, som er så hygroskopisk at det i luft raskt eser opp til formløse klumper av vannet det trekker til seg fra luften. I vann kan det løses i store mengder. Tetthet for det tørre kloridet er 3,842 g/cm3, smeltepunkt 860 C. Det vannfrie kloridet er ofte utgangspunkt for lantanfremstilling ved reduksjon.

Lantannitrat. Farveløse krystaller. Sterkt hygroskopisk. Smeltepunkt 40 C. Løselighet i kaldt vann: 150 g/dl.

BIOLOGI
Det er ikke kjent at lantan spiller noen rolle i det naturlige stoffskiftet hos noen dyre- eller plantearter. Medisinsk fungerer lantanioner antikoagulerende i blod, og kan gis i organiske kompleksforbindelser, som f.eks. sulfoisonikotinater. De kan også virke stimulerende på stoffskiftet. Lantan og lantanforbindelser har en svak til moderat giftighetsgrad, og kan i store doser gi forskjellige generelle symptomer som lavt blodtrykk, høyt blodsukker, hevelser, miltødem og fettlever. Dampene kan forårsake øyeirritasjon, økt varmeømfintlighet og kløe. Lantan som tas opp i kroppen konsentrerer seg i leveren (50-60%) og i beinbygningen (ca. 25%). Det skilles ut igjen svært sakte.

UTNYTTELSE
Den viktigste utnyttelse av lantan er i optiske glass, p.g.a. oksydets lave lysabsorpsjon og en evne til å forbedre brytningsegenskapene. Glass med lantanoksyd som hovedbestanddel kan brukes til å lage linser uten astigmatisme. Oksydet og fluoridet brukes også som kjerne i kullelektroder bl.a. i kinoprosjektører. Lantanforbindelser brukes som katalysatorer ved cracking av olje for å øke bensinutbyttet, ved dehydrerings- og polymeriseringsprosesser og ved forbrenning av eksosgasser. Ellers forekommer et visst bruk av metallet i legeringer, bl.a. for å øke overflatespenningen i nodulært stål, slik at det lettere dannes kuler. P.g.a. affiniteten til oksygen, svovel o.a. ikkemetaller tilsettes lantan gjerne blandinger som brukes til å fjerne slike stoffer fra jern og stål. Lantan er også enhovedbestanddel av Misch-metall, som bl.a. brukes i lightere.

Hovedkilder:

Prof.dr.phil. Haakon Haraldsen (Asch.konv.leks.5.utg.b.12)
Therald Moeller "The Chemistry of the Lantanides" Pergamon Press 1975
CRC Handbook of Chemistry anf Physics, 57th ed. 1976-77.
Michael Fleischer "Glossary of Mineral Species" US Geological Survey 1975

:-) LEF