Сплавы церия с плутонием и торием используется в качестве ядерного топлива.
Оптическая промышленность тоже является хорошим потребителем лантаноидов и их соединений. Широко используют оксид лантана – главный компонент оптических стёкол. Добавление оксида лантана в стёкла повышает их показатель преломления и даёт возможность уменьшить размеры фотообъектива при той же светосиле и намного улучшить качество цветной съёмки. Радиационно-оптическую устойчивость стекол повышает CeO2. Он же увеличивает прозрачность стекла, а порошком полиритом, где церия более 45%,шлифуют оптические и зеркальные стёкла. Содержащие примеси церия стёкла не тускнеют под действием радиации, отсюда его применение в атомной технике. Оптическое действие СеО2 объясняется его способностью переводить ионы Fe2+ в ионы Fe3+. Оксид празеодима окрашивает стёкла в зелёный цвет. Вместе с неодимом и церием празеодим входит в состав защитных стёкол для сварочных работ. Неодимовые стёкла используют в лазерах. Оксид неодима (III) при содержании его не ниже 4,3% придаёт стеклу так называемый "александритовый" эффект – способность менять свою окраску в зависимости от освещения. Художественные изделия из сортового неодимового стекла российского производства не раз с успехом демонстрировались на международных выставках. Неодимовое стекло используют не только для изготовления красивых ваз и художественных изделий. Ион Nd3+ дает лазерное излучение в инфракрасной области спектра. Для специальных стекол получают окись неодима чрезвычайно высокой чистоты—99,996% Nd2O3. Самарий вводят в состав стекол, способных люминесцировать и поглощать инфракрасные лучи. Празеодим окрашивает стекло в светло – зелёный цвет, церий – в светло – жёлтый. Важное значение приобрел европий как активатор люминофоров. В частности, окись, оксисульфид и ортованадат иттрия YVO4, используемые для получения красного цвета на телевизионных экранах, активируются микропримесями европия. Имеют практическое значение и другие люминофоры, активированные европием. Основу их составляют сульфиды цинка и стронция, фториды натрия и кальция, силикаты кальция и бария.
Многие лантаноиды применяют и в керамике. Керамику с добавками церия используют в ракетостроении: она тугоплавка. На основе иттрия с добавлением циркония делается жаропрочная керамика. Некоторые её разновидности прозрачны как стекло. Керамические материалы, в которые входит окись самария (порошок бледно-кремового цвета), стали использовать в качестве защитных материалов в реакторостроении. Оксиды гадолиния, самария и европия входят в состав защитных керамических покрытий от тепловых нейтронов в ядерных реакторах. Церий используется в газокалильных лампах. Колпачки, пропитанные оксидами церия и тория, надевают на газовые рожки, что значительно улучшает освещение. Чтобы сделать свет ярче, в состав углей, между которыми вспыхивает дуга, вводят CeF3. Радиоактивность некоторых изотопов лантаноидов нашла применение в медицине. Радиоактивный европий, получающийся в атомных реакторах, используется при лечении некоторых форм рака, так как обладает очень мягким излучением. Соли эрбия способствуют увеличению гемоглобина и количества эритроцитов, а также входит в состав некоторых мазей для бальзамирования. Радиоактивный изотоп европий – 155 (Т1\2=1,81г) применяется в медицинской диагностике. Салициловокислый дидим — смесь соответствующих солей празеодима и неодима — входит в состав антисептического средства "дималь".
Не обделили лантаноиды и химическую отрасль. Соединения лантаноидов используются в качестве катализаторов. Способность их соединяться с атмосферными газами используется для создания высокого вакуума. Оксид празеодима (III) полезен для каталитического процесса низкотемпературного окисления аммиака. Этот же оксид применяют как диэлектрик с минимальным коэффициентом теплового расширения. Радиоактивный изотоп Но – 166 используют в аналитической химии в качестве радиоактивного индикатора. С помощью сульфата гадолиния [Gd2(SO4)3•8H2O] и хлорида гадолиния удалось получить температуру, лишь на 0,0002К отличающееся от абсолютного нуля.
Весьма крупной областью применения оксидов лантаноидов являются абразивные материалы, например, хорошо известный состав "полирит". Это самый эффективный порошок для полировки.
Лантан и его аналоги нашли применение и в других областях современной техники - радиоэлектронике, электротехнике, лазерах, ЭВМ, телевидении, светотехнике, кожевенной и текстильной промышленностях. Без сомнения через некоторое время область применения лантаноидов намного расширится, поскольку они обладают набором таких уникальных свойств, которыми не обладает ни один из химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева.
Заключение
В данной курсовой раскрыты основные аспекты знакомства с лантаноидами: общая характеристика, нахождение в природе, физические и химические свойства, характеристические соединения, их получение и применение.
Данная тема не включена в школьную программу по химии и вынесена на факультативные занятия или на самостоятельное изучение. Впервые с лантаноидами учащиеся знакомятся при изучении строения атома и периодического закона. Больше о лантаноидах в программе ничего нет.
В ВУЗах данная тема хоть и включена в программу изучения химии элементов, но она вынесена на самостоятельное изучение.
Не надо считать, однако, что все проблемы, связанные с "узлом" в периодической системе, уже разрешены. В наши дни особенно актуально звучат слова Дмитрия Ивановича Менделеева о лантаноидах: "Тут скопилось за последние годы очень много нового"... Однако считать, что познано все и вся, что редкоземельная тематика себя исчерпала, могут только дилетанты. Специалисты же, напротив, уверены, что познание лантана и его команды только начинается, что эти элементы еще не раз удивят научный мир.
Список литературы
1) Ахметов Н. С. "Общая и неорганическая химия" М.: Высшая школа, 2001 г.
2) Большой Энциклопедический словарь М.: Просвещение, 2001г.
3) Комкова Е. Г. "Группа химических астероидов" кн.3 из серии "Элементы периодической системы Менделеева" М.: Просвещение, 1984г.
4) Леенсон И. А. "Чёт или нечёт? Занимательные очерки по химии" М.:Химия, 1987г
5) Любимов И. М. "Редкие элементы" М.: Просвещение, 1977г.
6) Рич В. "В поисках элементов" М.: Просвещение, 1985г
7) CD – ROM "Рефераты и курсовые по химии" (реферат - "лантан")
8) Угай Я. А. "Общая и неорганическая химия" М.: Высшая школа, 2002г.