Оксид европия(III)

Оксид европия​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид европия​(III)​
Хим. формула	Eu2O3
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	351,956 г/моль
Плотность	7,29 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2291 °C
• кипения	3790 °C
Теплопроводность	2,45 Вт/(м·K)
Классификация
Рег. номер CAS	1308-96-9
PubChem	159371
Рег. номер EINECS	215-165-6
SMILES	[O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3]
InChI	InChI=1S/2Eu.3O/q2*+3;3*-2 AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	140156
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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

Получение

Оксид европия может быть получен путём 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 объемноцентрированной типа биксбиита (пространственная группа Ia-3) 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 МПа

Прочность на растяжение 31,2±7,9 МПа

Химические свойства

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

• Реагирует с горячей водой:

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+3H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2Eu(OH)_{3}}}}$

• Реагирует с разбавленными холодными кислотами:

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+6HCl\ {\xrightarrow {}}\ 2EuCl_{3}+3H_{2}O}}}$

• Реагирует с концентрированными кипящими кислотами:

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ Eu_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}O}}}$

• Реагирует с сероводородом:

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+3H_{2}S\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ Eu_{2}S_{3}+3H_{2}O}}}$

• Восстанавливается до монооксида европия графитом или европием:

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+C\ {\xrightarrow {1300^{o}C}}\ 2EuO+CO\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+Eu\ {\xrightarrow {1220^{o}C,Ar}}\ 3EuO}}}$

• Восстанавливается до металлического европия лантаном:

${\displaystyle {\mathsf {Eu_{2}O_{3}+2La\ {\xrightarrow {1200^{o}C}}\ La_{2}O_{3}+2Eu}}}$

Применение

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

Является легирующей добавкой при производстве флуоресцентного стекла.

Катализатор для получения непредельного спирта 3-бутен-1-ола из 1,4-бутандиола^[8].

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

Примечания

1. 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. 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. 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.