اليوروبيوم Europium – الخواص الفيزيائية والكيميائية

ما هو عنصر اليوروبيوم Europium؟

– اليوروبيوم Europium هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 63 ، العدد الكتلي = 152

– الرمز الكيميائي لعنصر اليوروبيوم يرمز له بالرمز: ¹⁵²Eu₆₃

– التوزيع الإلكتروني له:  Xe]₅₄ 6s² 4f⁷]

– اليوروبيـوم معدن أبيض فضي اللون.

– أكثر ليونة من بين مجموعة اللانثانيدات، والأقل كثافة وتطايراً حيث يشتعل في الهواء بدرجات عالية (150) إلى (180)م^o

– يظهر في الطبيعة على شكل نظيرين مستقرين، ويمثل اليوروبيوم (Eu-153) نسبة %52 من اليوروبيـوم الطبيعي، أما اليوروبيـوم (Eu-151) فهو يمثل نسبة 48% المتبقية.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر اليوروبيوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Europium

– تم تسمية اليوروبيوم على اسم قارة أوروبا. ومع ذلك، فإن معظم إمداد العالم بالعنصر يأتي من الولايات المتحدة الأمريكية والصين، حيث يتم استخراج معدن الباستنايت bastnasite لاستخراج اليوروبيـوم النقي.

– يوجد اليوروبيـوم في القشرة الأرضية بتركيز يبلغ حوالي 1.8 مليغرام لكل كيلو غرام واحد، في حين يبلغ تركيزه في مياه البحر ما يقارب 0.00013 ميكروغرام لكل لتر واحد.

– توجد كميات ضئيلة من اليوروبيوم (Eu-152)، اليوروبيوم (Eu-154)، اليوروبيوم (Eu-155) في التربة حول العالم جراء السقط النووي.

– يوجد في تشكيلة منوعة من الخامات وعلى الأخص في الباستناسيت، والمونازيت والكزينوتيم، وهذه الخامات تحتوي سبائك من الفلزات.

– يؤلف اليوروبيـوم أقل من 0.2% من هذا الخليط، ويمكن أن يوجد في منشآت نووية معينة كالمفاعلات والمنشآت التي تعالج الوقود النووي المستنفذ.

– يعد اليوروبيوم واحداً من أكثر الفلزات المشعة استقرارا (بمعنى عدم الانتقال) في البيئة، فهو يلتصق بشكل تفضيلي بالتربة بإحكام إلى حد ما، ويقدر التركيز المرتبط بدقائق التربة بما يوازي 240 مرة أعلى منه في المياه الخلالية الماء الكائن في الحيز المسامي بين دقائق التربة).

تحضير اليوروبيوم Preparation of Europium

– يسخن اليوروبيوم الخام بحمض الكبريتيك المركز، ثم يضاف له الماء لجعل تركيز الحمض 50%.

– يجمع راسب اليوروبيوم ويبرد بالماء.

مركبات اليوروبيوم Europium Compound

(1) أكسيد اليوروبيوم

– يفقد اليوروبيوم بريقه في الهواء، كما يحترق فيه بسهولة مشكلاً أكسيد اليوروبيـوم الثلاثي EuO₃ حسب التفاعل التالي:

4Eu + 3O₂ → 2EuO₃

– يكون الأكسيد الناتج على شكل مسحوق ومقاوم للحرارة وعديم الذوبان في الماء، لكنه ينحل في الأحماض مشكلاً الشاردة ³⁺Eu

(2) هاليدات اليوروبيوم

– إن أهم مركب هالوجيني لليوروبيوم هو ثلاثي فلوريد اليوروبيـوم EuF₃ ويحضر بإضافة HF أو ^–F إلى محاليل Eu⁺³

– يستخدم هذا التفاعل للكشف عن شوارد اليوروبيـوم.

(3) هيدروكسيد اليوروبيوم

– عند إضافة الهيدروكسيل (OH) إلى محاليل Eu⁺³ فتترسب الهيدروكسيدات Eu(OH)₃

– تتميز هيدروكسيد اليوروييـوم بخواص قاعدية.

الخواص الكيميائية لعنصر اليوروبيوم Chemical properties of Europium

(1) التفاعل مع الماء

– يتفاعل اليوروبيوم مع الماء البارد محرراً الهيدروجين كما بالتفاعل التالي:

2Eu + 6H₂O → 2Eu(OH)₃ + 3H₂

(2) التفاعل مع الهيدروجين

– يتفاعل Eu مع الهيدروجين عند درجة حرارة 300-400 C^o كما بالتفاعل التالي:

2Eu + 3H₂ → 2EuH₃ 

(3) التفاعل مع الكربون

– يتفاعل اليوروبيـوم مع الكربون في درجة مرتفعة من الحرارة وبالتسخين أيضاً كما بالمعادلة التالية:

Eu + 2C → EuC₂

(4) التفاعل مع النيتروجين

– يتفاعل اليوروبيوم مع النيتروجين في الهواء، كما بالمعادلة التالية: 

 2Eu + N₂ → 2EuN

(5) التفاعل مع الأحماض

– ينحل اليوروبيـوم في الأحماض العادية كما بالتفاعل التالي باستثناء HF و H₃PO₄ وذلك لصعوبة انحلال فلوريداتها وفوسفاتها.

 2Eu + 3H₂SO₄ → Eu(SO₄)₃ + 3H₂

استخدامات اليوروبيوم Uses of Europium

(1) يستعمل في صنع أجهزة الليزر.

(2) كما يستخدم في الصناعة الذرية نظراً لقوة امتصاصه العظيمة للنترونات.

(3) علاوة على ذلك يستخدم في جهاز التلفزيون حيث يحتاج إلى قرابة نصف غرام من اليوروبيـوم لإظهار الألوان البديعة التي نشاهدها على شاشة التلفزيون.

(4) يستخدم مركب يسمى أكسيد اليوروبيـوم في الأوراق النقدية باليورو والبريطاني حيث أنه عند وضعه تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية (UV)، يعطي المركب توهجًا أحمر.

– المراجع: 

• دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• The periodic table book – A visual Encyclopedia of elements written by Tom Jackson – consultant Jack Challoner – Great Britain 2017