Evropiyum, periyodik tablodaki kimyasal bir elementtir. Enerji, tıp ve elektronikte kullanılmaktadır. Ayrıca lantanitlerin en pahalı temsilcisidir. Bu element metali, ilk olarak sadece 1937’de elde edilmiştir.
Element 63
Kimyasal element Evropiyum ilk olarak 1886’da İngiliz William Crookes tarafından keşfedilmiştir. Ancak özelliklerini keşfetmek o dönem için oldukça zordu. Bu nedenle tekrar tekrar, Crookes ve diğer bilim adamları, bilmedikleri bir maddenin yalnızca spektral çizgilerini görmüşlerdir. Kesin keşfi, sadece elementi keşfetmekle kalmayıp aynı zamanda onu mineralden izole eden, tarif eden ve adını veren Fransız Eugene Demarce’a atfedilmektedir.
Evropiyum, atom numarası 63 olan bir metaldir. Kendi başına oluşmamakta ve doğada monazit ve ksenotim gibi nadir toprak metallerinin bir parçası olarak bulunmaktadır. Yerkabuğundaki kimyasal element Evropiyum miktarı 1.2 * %10 -4’tür. Endüstriyel üretim için, bu mineraldeki içeriği %1’e ulaştığından metal monazitten çıkarılmaktadır.
En büyük Evropiyum yatakları Kenya’dadır. Ayrıca ABD, Brezilya, Avustralya, İskandinav ülkeleri, Rusya ve Kazakistan bulunan diğer ülkelerdir.
Temel özellikleri
Kimyasal element Evropiyum gümüş-beyaz bir metaldir. Atom kütlesi 151.964 (1) g/mol’dür. Yumuşaktır ve mekanik harekete kolayca uygundur. Ancak oldukça aktif bir madde olduğu için yalnızca atıl bir atmosfere sahiptir.
Metalin erime noktası 826 santigrat derecedir. Ayrıca 1529 derece sıcaklıkta kaynamaktadır. 80 GPa basınçta ve -271,35 Santigrat (1,8 K) sıcaklıkta süper iletken hale gelebilmektedir (sıfır elektrik direncine sahip olur).
Çekirdeğinde farklı sayıda nötron bulunan Evropiyum 153 ve Evropiyum 151 elementinin iki doğal izotopu vardır. Birincisi oldukça kararlıdır. Ayrıca doğada biraz daha yaygın olarak bulunmaktadır. İkinci izotop ise, kararsızdır. Bununla birlikte alfa bozunmasına sahiptir. Evropiyum 151 kimyasal elementinin periyodu 5×10 ve 18 yıldır. Bu izotoplara ek olarak 35 tane daha yapay izotop vardır. En uzunu Eu 150 (yarı ömrü 36,9 yıl) ve en hızlılarından biri Eu 152 m3 (yarı ömrü 164 nanosaniye).
Kimyasal özellikleri
Kimyasal element Evropiyum, Lantan, Seryum, Gadolinyum, Prometyum ve diğerleri ile birlikte lantanit grubundadır. Tüm “sınıf arkadaşlarının” en hafifi ve en aktifidir. Evropiyum hızla hava ile reaksiyona girmekte, oksitlenmekte ve bir film ile kaplanmaktadır. Bu nedenle genellikle parafin veya gazyağı içinde özel kaplarda ve şişelerde saklanmaktadır.
Evropiyum diğer reaksiyonlarda da aktiftir. Bileşiklerde, genellikle üç değerlidir. Ancak bazen iki değerlidir. Oksijen atmosferinde ısıtıldığında, beyaz-pembe bir toz şeklinde Eu 2 O 3 bileşiğini oluşturmaktadır. Ayrıca hafif bir ısıtma ile nitrojen, hidrojen ve halojenlerle kolayca reaksiyona girmektedir. Bileşiklerinin çoğu, daha açık turuncu ve pembe tonlarıyla beyazdır.
Evropiyum(III) katyonları, sülfat, oksalat, nitrat tuzlarının çözeltilerinin ayrışmasıyla elde edilmektedir. Endüstride metal, karbon veya lantan kullanılarak oksitinin indirgenmesi veya EuCl3 alaşımının elektrolizi yoluyla elde edilmektedir.
Tüm lantanitlerden sadece Evropiyum (III) iyonlarının emisyon spektrumu insan gözüyle algılanabilmektedir. Lazer radyasyonu oluşturmak için kullanıldığında ışınının rengi turuncudur.
Kullanım alanları
Elektronik alanında bulunan kimyasal element Evropiyumun kullanımı renkli televizyonda kırmızı veya mavi fosforları aktive etmek için kullanılmaktadır. Silikon EuSi 2 ile kombinasyonu ince filmler oluşturmaktadır. Ayrıca mikro devrelerin imalatında da kullanılmaktadır.
Element, floresan lambalar ve floresan cam üretimi için de kullanılmaktadır. Tıpta, belirli kanser türlerini tedavi etmek için kullanılmıştır. Yapay izotop Evropiyum 152 bir gösterge görevi görmektedir. Ayrıca tıbbi teşhis için 155 numaralı izotop kullanılmaktadır.
Nükleer enerji mühendisliğinde çok yararlı olan termal nötronları diğer lantanitlerden daha fazla emmektedir. Bu amaçlar için oksidi, borik asitli bir bileşik (Evropiyum borat) ve borlu bir ikili bileşik (Evropiyum hekzaborit) kullanılmaktadır. Element ayrıca suyun termokimyasal ayrışması sırasında atomik hidrojen enerjisinde de kullanılmaktadır.
Evropiyum’un kullanıldığı oldukça fazla alan vardır. Ana uygulamaların kısa bir listesi şu şekildedir;
- Nükleer enerji;
- Elektronik;
- Metalurji;
- İlaç.
Ayrıca bu element uygulama alanlarının her birinde farklı nitelik ve özellikler sergilemektedir. Bu nedenle de, bu malzeme oldukça talep görmekte ve yüksek fiyata sahip olabilmektedir.
İnsanlar üzerindeki zarar ve etkisi
Evropiyum insan vücudunda az miktarda bulunmaktadır. Ayrıca, içerdiği maden yatakları alanlarına girerek suda da bulunabilmektedir. Endüstriyel üretim de bu elementle su sağlamaktadır.
Elementin vücut ve insan sağlığı üzerindeki etkisi araştırılmamıştır. Yaygın bilgilere güvenerek, konsantrasyonları genellikle çok küçük olduğu için özel bir tehlike oluşturmamaktadır.
Evropiyum çok az toksisiteye sahiptir. Bununla birlikte sudaki içeriği genellikle o kadar önemsizdir ki, kalitesini önemli ölçüde etkileyememektedir. Tatlı ve düşük tuzlu sularda miktarı 1 μg / l’ye ulaşmaktadır. Ayrıca deniz suyunda bu rakam 1.1 * 10 -6 mg / l’dir.
Seryum alt grubunun son nadir toprak elementi olan Evropiyum, periyodik tablodaki komşuları bakımından termal nötronların en güçlü emicilerinden bir tanesidir. Nükleer teknoloji ve radyasyondan korunma teknolojisindeki uygulamalarının temelini oluşturmaktadır. Anti-nötron koruması için bir malzeme olarak, element 63 ilginçtir. Çünkü doğal izotopları 151 Eu ve 153 Eu, nötronları emerek, neredeyse eşit derecede büyük bir termal nötron yakalama kesitine sahip olan izotoplara dönüştürüle bilmektedir.
Nükleer reaktörlerde üretilen radyoaktif Evropiyum, belirli kanser türlerinin tedavisinde de kullanılmıştır.
Su kalitesi üzerindeki etkisi
Su kalitesi ile ilgili reaksiyonlarında, Evropiyum kimyasal olarak kalsiyum gibi davranmaktadır. 6’nın altındaki pH seviyelerinde, iyonik formda suda çözünebilmektedir. Daha yüksek pH seviyelerinde ise zayıf çözünmektedir. Ayrıca buna bağlı olarak daha az hareketli hidroksitler oluşturmaktadır. Atmosferik oksijen ile temas halinde, Eu 2O3’de daha fazla oksidasyon meydana gelmektedir. Doğal düşük mineralli sularda gözlemlenen maksimum Evropiyum konsantrasyonları 1 μg/l’den azdır (deniz suyunda – 1.1·10−6 mg/l). Bu konsantrasyonlarda su kalitesi üzerindeki etki önemsiz görünmektedir.
