Сульфит лантана(III)
| Сульфит лантана(III) | |
|---|---|
| Общие | |
| Внешний вид | Белый мелкокристаллический порошок. В компактном виде — белые кристаллы или гранулы. |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 517.996 г/моль |
| Плотность | 3.8 – 4.2 г/см³ |
| Твёрдость | 3.0 – 4.0 |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | ~250-450 °C |
| • разложения | 500 °C |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Для безводного La₂(SO₃)₃ данные могут разниться. Часто он кристаллизуется в гексагональной или моноклинной сингонии. |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Сульфит лантана(III) - это соединение лантана с серой, которое представляет собой золотистые или оранжевые кристаллы, имеющие высокую температуру плавления (около 2100–2150°C) и плотность ~4.9 г/см³, получаемые при высокотемпературном взаимодействии оксида лантана с сероуглеродом или сероводородом. Химическая формула - (La2(SO3)3).
Получение
- Осаждение (Обменная реакция):
![{\displaystyle {2\,\mathrm {LaCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {v} {}+{}6\,\mathrm {NaCl} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/fa1e27d58a11d35321dcc974a1f92d96180bf76b.svg)
- Промывка и сушка: Осадок тщательно отфильтровывают, промывают деионизированной водой, ацетоном или этанолом для удаления побочных солей, и сушат в вакууме или в инертной атмосфере (например, в эксикаторе над ) при умеренной температуре (50-80°C). Высокие температуры на воздухе приводят к окислению.
![{\displaystyle {\mathrm {P} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{10}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/2665e64bd5e3b6dddeb8cf5045b2b1d924287594.svg)
Физические свойства
Белый мелкокристаллический порошок. В компактном виде — белые кристаллы или гранулы.
Растворимость: Практически нерастворим в воде (как и большинство сульфитов редкоземельных металлов). Растворимость повышается в кислотах за счет разложения.
Может образовывать различные гидраты (например, ·n, где n=3, 9), структура которых лучше охарактеризована. В структуре ион La³⁺ координирован кислородами от сульфит-ионов () по типу хелатного или мостикового связывания.
![{\displaystyle {\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/62f2f830f99e8bc9c681ac1d1582809eec72fa78.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/373648858d1d59d300f88386b46dd95e01f04c5a.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}2{}-{}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/728d8d342c9405bbbe5482555bc92d2af8d7e16e.svg)
Химические свойства
Сульфит лантана(III) проявляет типичные свойства нерастворимой соли сильного восстановителя (сульфит-иона).
- Разлагается кислотами:
![{\displaystyle {\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\vphantom {A}}^{+}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}3\,\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {v} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e1b74136c2b256106c63014dcf1abdd402b58c43.svg)
- Окисляется:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}9\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/892aaa9479ca7846ceb39d7e104835e86375e43e.svg)
- При окислении также образует оксиды и выделяет оксиды серы:
![{\displaystyle {\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/6bc61cb5a93cdd454d2f9597bc9e4b7391acf437.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {La} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8a665e1b2ddcaf382b831207c922a881f614f884.svg)
1. Промежуточная стадия.
2. Конечная стадия при очень высоких температурах.
Как и все соли La³⁺, может образовывать комплексные соединения с лигандами (ЭДТА, оксалаты и др.) в растворе, если удается перевести его в раствор (например, за счет образования кислых или основных солей).
Применение
- Лабораторный источник SO₂: Удобный твердый источник диоксида серы для химических синтезов (при реакции с кислотами или термическом разложении).
- Промежуточное соединение в гидрометаллургии: При переработке редкоземельных руд сульфитные осаждения иногда используются для очистки и разделения элементов.
- Люминофоры и материалы: В виде легированных активаторами (Eu³⁺, Tb³⁺) кристаллов или в составе стекол может исследоваться как потенциальный люминесцентный материал (хотя сульфаты и фосфаты распространены больше).
- Катализ: Может выступать в качестве катализатора или носителя катализатора в некоторых окислительно-восстановительных процессах, связанных с химией серы.