Оксид европия(III)

Оксид европия(III)
Общие
Систематическое наименование	Оксид европия(III)
Химическая формула	Eu2O3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твёрдое
Молярная масса	351,956 г/моль
Плотность	7,29 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	2291 °C
Температура кипения	3790 °C
Теплопроводность (ст. усл.)	2,45 Вт/(м·K)
Классификация
Рег. номер CAS	1308-96-9
Рег. номер PubChem	159371
Рег. номер EINECS	215-165-6

Оксид европия(III) – химическое соединение европия и кислорода с формулой Eu₂O₃.

Получение

Оксид европия может быть получен путем нагрева металлического европия в атмосфере кислорода или термическим разложением оксалата, нитрата, сульфата, гидроксида или карбоната европия при 800-1000 °C^[1][2].

Физические свойства

Оксид европия(III) представляет собой порошок белого цвета с розоватым оттенком.

Существует в следующих аллотропных модификациях^[1][3]:

• кубической гранецентрированной типа NaCl (пространственная группа Ia3) с параметрами элементарной ячейки 1,0869 нм стабильной до 1050-1100 °C.
• моноклинной (пространственная группа C2/m) с параметрами решетки а = 1,4082 нм, b = 0,3604 нм, c = 0,8778 нм, β = 100^o00’.
• гексагональной выше 2040 °C.
• высокотемпературной гексагональной при нагреве выше 2140 °C.
• высокотемпературной кубической выше 2280 °C.

Плотность кубического оксида европия составляет 7,29 г/см³, а моноклинного – 7,96 г/см^3[4].

Как правило, компактный оксид европия после спекания при температурах в области существования моноклинной фазы имеет метастабильную моноклинную фазу, которая практически не претерпевает фазового перехода в низкотемпературную модификацию вследствие очень малой скорости этого процесса^[2].

Моноклинная модификация оксида европия имеет следующие физические свойства^[4]:

Коэффициент термического расширения 10,3∙10^-6 1/K^[5]

Модуль упругости 120±3 ГПа

Прочность на сжатие 323±35 ГПа

Прочность на растяжение 31,2±7,9 ГПа

Химические свойства

Оксид европия(III) проявляет основные свойства. Не вступает в реакцию с щелочами, гидратом аммиака, холодной водой^[6].

• Реагирует с горячей водой:

$\mathsf{Eu_2O_3 + 3H_2O \ \xrightarrow{}\ 2Eu(OH)_3 }$

• Реагирует с разбавленными холодными кислотами:

$\mathsf{Eu_2O_3 + 6HCl \ \xrightarrow{}\ 2EuCl_3 + 3H_2O }$

• Реагирует с концентрированными кипящими кислотами:

$\mathsf{Eu_2O_3 + 3H_2SO_4 \ \xrightarrow{}\ Eu_2(SO_4)_3 + 3H_2O }$

• Реагирует с сероводородом:

$\mathsf{Eu_2O_3 + 3H_2S \ \xrightarrow{500^oC }\ Eu_2S_3 + 3H_2O }$

• Восстанавливается до монооксида европия графитом или европием:

$\mathsf{Eu_2O_3 + C \ \xrightarrow{1300^oC }\ 2EuO + CO \uparrow }$

$\mathsf{Eu_2O_3 + Eu \ \xrightarrow{1220^oC, Ar}\ 3EuO }$

• Восстанавливается до металлического европия лантаном:

$\mathsf{Eu_2O_3 + 2La \ \xrightarrow{1200^oC }\ La_2O_3 + 2Eu }$

Применение

Широко используется как красный или синий люминофор в телевизорах и люминесцентных лампах^[7].

Является легирующей добавкой при производстве флуоресцентного стекла.

Катализатор для получения 3-buten-1-ol из 1,4-butanediol^[8].

Потенциальный материал для использования в качестве поглотителя нейтронов в реакторах на быстрых нейтронах ^[9].

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Haire R. G., Eyring L. Comparisons of the binary oxides, in: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. – 1994. – Vol. 18, Chapter 125. – P. 413-505.
2. ↑ ^{1 2} Curtis C. E., Tharp A. G. Ceramic properties of europium oxide // Journal of The American Ceramic Society. – 1959. – Vol. 42, No. 3. – P. 151-156.
3. ↑ Eyring L. The binary rare earth oxides, in: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. – 1979. – Vol. 3, Chapter 27. – P. 337-399.
4. ↑ ^{1 2} Gilchrist K. E., Brown R. G., Preston S. D. Physical properties of europium sesquioxide // Journal of Nuclear Materials. – 1977. – Vol. 68. – P. 39-47.
5. ↑ Stecura S., Campbell W. J. Thermal expansion and phase inversion of rare earth oxides. U.S. Bur. Mines Report, Invest. No. 5847, (1961).
6. ↑ Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — Химия, 2000. — С. 330. — 480 с.
7. ↑ Luna H., Franceschini D. F., Prioli R., Guimaraes R. B., Sanchez C. M. Nanostructured europium oxide thin films deposited by pulsed laser ablation of a metallic target in a He buffer atmosphere // J. Vac. Sci. Technol. A. – 2010. – Vol. 28, No. 5. – P. 1092-1098.
8. ↑ Igarashi A., Sato S., Takahashi R., Sodesawa T., Kobune M. Dehydration of 1,4-butanediol over lanthanide oxides // Catalysis Communication. – 2007. – Vol. 8, No. 5. – P. 807-810.
9. ↑ Ainscough J. B., Moore D. A., Osborn S. C. Europia ceramics for use as fast reactor neutron absorbers // Ceramurgia International. – 1977. – Vol. 3, No 1. – P. 18-24.