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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC Óxido de lantano (III) | |
| Otros nombres Sesquióxido de lantano Lanthana | |
| Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Tarjeta de información ECHA | 100.013.819  |
| Número CE |
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PubChem CID | |
| Número RTECS |
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| UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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| Propiedades | |
| La 2 O 3 | |
| Masa molar | 325,809 g / mol |
| Apariencia | Polvo blanco higroscópico |
| Densidad | 6,51 g / cm 3 , sólido |
| Punto de fusion | 2.315 ° C (4.199 ° F; 2.588 K) |
| Punto de ebullición | 4200 ° C (7590 ° F; 4470 K) |
| Insoluble | |
| Brecha de banda | 4,3 eV |
| −78,0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
| Estructura | |
| Hexagonal, HP5 | |
| P-3m1, No. 164 | |
| Peligros | |
| Principales peligros | Irritante |
| Ficha de datos de seguridad | SDS externo |
| Pictogramas GHS |  [1] |
| Palabra de señal GHS | Advertencia [1] |
| H315 , H319 , H335 [1] | |
Consejos de prudencia del SGA | P261 , P280 , P301 + 310 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P405 , P501 [1] |
| NFPA 704 (diamante de fuego) |  1 W |
| punto de inflamabilidad | No es inflamable |
| Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Cloruro de lantano (III) |
Otros cationes | Óxido de cerio (III) Óxido de escandio (III) Óxido de itrio (III) Óxido de actinio (III) |
Compuestos relacionados | Óxido de aluminio de lantano , LaSrCoO 4 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 verificar ( ¿qué es ?)  | |
| Referencias de Infobox | |
El óxido de lantano , también conocido como lantano , fórmula química La 2 O 3 , es un compuesto inorgánico que contiene el elemento de tierras raras lantano y oxígeno . Se utiliza en algunos materiales ferroeléctricos, como componente de materiales ópticos, y es materia prima para ciertos catalizadores, entre otros usos.
Propiedades [ editar ]
El óxido de lantano es un sólido blanco inodoro que es insoluble en agua, pero soluble en ácido diluido. Dependiendo del pH del compuesto, se pueden obtener diferentes estructuras cristalinas. [ cita requerida ] La 2 O 3 es higroscópico; bajo la atmósfera, absorbe la humedad con el tiempo y se convierte en hidróxido de lantano. El óxido de lantano tiene propiedades semiconductoras de tipo p y una banda prohibida de aproximadamente 5,8 eV. [2] Su resistividad promedio a temperatura ambiente es de 10 kΩ · cm, que disminuye con un aumento de temperatura. La 2 O 3 tiene la energía reticular más baja de los óxidos de tierras raras, con una constante dieléctrica muy alta , ε = 27.
Estructura [ editar ]
A bajas temperaturas, La 2 O 3 tiene una estructura cristalina hexagonal AM 2 O 3 . Los átomos de metal La 3+ están rodeados por un grupo coordinado de 7 átomos de O 2− , los iones de oxígeno tienen una forma octaédrica alrededor del átomo de metal y hay un ion de oxígeno sobre una de las caras octaédricas. [3] Por otro lado, a altas temperaturas, el óxido de lantano se convierte en una estructura cristalina cúbica CM 2 O 3 . El ion La 3+ está rodeado por seis iones O 2− en una configuración hexagonal. [4]
Elementos obtenidos de lanthana [ editar ]
Se descubrieron varios elementos como consecuencia de un largo análisis y descomposición del mineral gadolinita . [ cita requerida ] A medida que el mineral fue analizado progresivamente, al residuo se le dio primero la etiqueta ceria , luego lantana y, posteriormente , itria , erbia y terbia . En orden de fecha de descubrimiento, la lista de elementos incluye cerio , lantano , erbio , terbio , itrio , iterbio , holmio , tulio , escandio, praseodimio , neodimio y disprosio . Varios de estos nuevos elementos fueron descubiertos o aislados por Carl Gustaf Mosander en las décadas de 1830 y 1840.
Síntesis [ editar ]
El óxido de lantano se puede cristalizar en varios polimorfos .
Para producir La 2 O 3 hexagonal , se rocía una solución 0,1 M de LaCl 3 sobre un sustrato precalentado, generalmente hecho de calcogenuros metálicos. [5] Se puede considerar que el proceso se produce en dos pasos: hidrólisis seguida de deshidratación:
- 2 LaCl 3 + 3 H 2 O → La (OH) 3 + 3 HCl
- 2 La (OH) 3 → La 2 O 3 + 3 H 2 O
Una ruta alternativa para obtener La 2 O 3 hexagonal implica la precipitación de La (OH) 3 nominal a partir de una solución acuosa utilizando una combinación de NH 3 al 2,5% y el dodecil sulfato de sodio tensioactivo seguido de calentamiento y agitación durante 24 horas a 80 ° C:
- 2 LaCl 3 + 3 H 2 O + 3 NH 3 → La (OH) 3 + 3 NH 4 Cl
Otras rutas incluyen:
- 2 La 2 S 3 + 3 CO 2 → 2 La 2 O 3 + 3 CS 2
Reacciones [ editar ]
El óxido de lantano se usa como aditivo para desarrollar ciertos materiales ferroeléctricos, como Bi 4 Ti 3 O 12 (BLT) dopado con La . El óxido de lantano se utiliza en materiales ópticos; a menudo, los vidrios ópticos se dopan con La 2 O 3 para mejorar el índice de refracción, la durabilidad química y la resistencia mecánica del vidrio.
- 3 B 2 O 3 + La 2 O 3 → 2 La (BO 2 ) 3
Cuando esta reacción 1: 3 se mezcla en un compuesto de vidrio, el alto peso molecular del lantano provoca un aumento de la mezcla homogénea de la masa fundida que conduce a un punto de fusión más bajo. [6] La adición de La 2 O 3 al vidrio fundido conduce a una temperatura de transición vítrea más alta de 658 ° C a 679 ° C. La adición también conduce a una mayor densidad, microdureza e índice de refracción del vidrio.
Usos y aplicaciones [ editar ]
La 2 O 3se utiliza para fabricar vidrios ópticos, a los que este óxido confiere mayor densidad, índice de refracción y dureza. Junto con los óxidos de tungsteno , tantalio y torio , La 2 O 3 mejora la resistencia del vidrio al ataque de los álcalis. La 2 O 3 es un ingrediente para la fabricación de materiales piezoeléctricos y termoeléctricos. Los convertidores de gases de escape de los automóviles contienen La 2 O 3 . [7] La 2 O 3También se utiliza en pantallas intensificadoras de imágenes de rayos X, fósforos y cerámicas dieléctricas y conductoras. Emite un brillo brillante.
La 2 O 3 se ha examinado para determinar el acoplamiento oxidativo del metano . [8]
Las películas de La 2 O 3 se pueden depositar mediante muchos métodos diferentes, incluida la disposición de vapor químico , la deposición de la capa atómica , la oxidación térmica , la pulverización catódica y la pirólisis por pulverización . Los depósitos de estas películas ocurren en un rango de temperatura de 250 a 450 ° C. Las películas policristalinas se forman a 350 ° C. [5]
Los electrodos de tungsteno La 2 O 3 están reemplazando a los electrodos de tungsteno toriados en la soldadura por arco de tungsteno con gas (TIG) debido a problemas de seguridad con la radiactividad del torio.
Referencias [ editar ]
- ^ a b c d "Óxido de lantano" . Elementos americanos . Consultado el 26 de octubre de 2018 .
- ^ Shang, G .; Pavo real, PW; Robertson, J. (2004). "Estabilidad y compensaciones de banda de óxidos de puerta de alta constante dieléctrica nitrogenados". Letras de Física Aplicada . 84 (1): 106–108. Código Bibliográfico : 2004ApPhL..84..106S . doi : 10.1063 / 1.1638896 .
- ^ Wells, AF (1984). Química inorgánica estructural . Oxford: Clarendon Press. pag. 546.
- ^ Wyckoff, RWG (1963). Estructuras cristalinas: compuestos inorgánicos RXn, RnMX2, RnMX3 . Nueva York: Interscience Publishers.
- ^ a b Col rizada, SS; Jadhav, KR; Patil, PS; Gujar, TP; Lokhande, CD (2005). "Caracterizaciones de películas delgadas de óxido de lantano (La2O3) depositadas por aspersión". Materiales Cartas . 59 (24-25): 3007-3009. doi : 10.1016 / j.matlet.2005.02.091 .
- ^ Vinogradova, NN; Dmitruk, LN; Petrova, OB (2004). "Transición vítrea y cristalización de vidrios basados en boratos de tierras raras". Física y Química del Vidrio . 30 : 1–5. doi : 10.1023 / B: GPAC.0000016391.83527.44 .
- ^ Cao, J .; Ji, H .; Liu, J .; Zheng, M .; Chang, X .; Ma, X .; Zhang, A .; Xu, Q. (2005). "Síntesis controlables de óxido de lantano mesoestructurado hexagonal y laminar". Materiales Cartas . 59 (4): 408–411. doi : 10.1016 / j.matlet.2004.09.034 .
- ^ Manoilova, OV; et al. (2004). "Acidez superficial y basicidad de La2O3, LaOCl y LaCl3 caracterizada por espectroscopía IR, cálculos de TPD y DFT". J. Phys. Chem. B . 108 (40): 15770-15781. doi : 10.1021 / jp040311m .
