Оксид лантана(III)

Оксид лантана(III) — бинарное неорганическое соединение металла лантана и кислорода с формулой La₂O₃, бесцветные (белые) кристаллы, нерастворимые в воде.

Оксид лантана​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид лантана
Традиционные названия	Сесквиоксид лантана
Хим. формула	La2O3
Физические свойства
Состояние	бесцветные (белые) кристаллы
Молярная масса	325,81 г/моль
Плотность	6,51; 6,57 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2280; 2313; 2317; 2320 °C
• кипения	≈4200; 4197 °C
Мол. теплоёмк.	108,8 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1794,2 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,0004 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	1312-81-8
PubChem	150906
Рег. номер EINECS	215-200-5
SMILES	O=[La]O[La]=O
InChI	InChI=1S/2La.3O/q2*+3;3*-2 MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N
RTECS	OE5330000
ChemSpider	2529886
Безопасность
NFPA 704	0 1 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Горение металлического лантана на воздухе:

$\mathsf{4}\mathsf{L}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{450}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {4La+3O_{2}\ {\xrightarrow {450^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}}}$ 

• Разложение гидроксида, нитрата, сульфата, карбоната или оксалата лантана:

$\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{a}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{300}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{1100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2La(OH)_{3}\ {\xrightarrow {300-1100^{o}C}}\ La_{2}O_{3}+3H_{2}O}}$ 

$\mathsf{4}\mathsf{L}\mathsf{a}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{{\mathsf{780}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{12}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4La(NO_{3})_{3}\ {\xrightarrow {780^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}+12NO_{2}+3O_{2}}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{1150}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{1200}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2La_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {1150-1200^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}+6SO_{2}+3O_{2}}}$ 

$\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{900}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{1000}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {La_{2}(CO_{3})_{3}\ {\xrightarrow {900-1000^{o}C}}\ La_{2}O_{3}+3CO_{2}}}$ 

$\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{{\mathsf{800}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {La_{2}(C_{2}O_{4})_{3}\ {\xrightarrow {800^{o}C}}\ La_{2}O_{3}+3CO_{2}+3CO}}$ 

• Окисление сульфида лантана:

$\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{9}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{700}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2La_{2}S_{3}+9O_{2}\ {\xrightarrow {700^{o}C}}\ 2La_{2}O_{3}+6SO_{2}}}$ 

Физические свойстваПравить

Оксид лантана(III) образует бесцветные (белые) кристаллы нескольких кристаллических модификаций:

• A-La₂O₃ — гексагональная сингония, пространственная группа P 3m1, параметры ячейки a = 0,39373 нм, c = 0,61299 нм, Z = 1, существует при температуре до 2040°С.
• H-La₂O₃ — гексагональная сингония, существует при температуре 2040-2110°С.
• X-La₂O₃ — кубическая сингония, пространственная группа I a3, параметры ячейки a = 1,14 нм, Z = 16, существует при температуре 2100-2313°С.

Химические свойстваПравить

• Реагирует с кислотами:

$\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {La_{2}O_{3}+6HCl\ {\xrightarrow {}}\ 2LaCl_{3}+3H_{2}O}}$ 

• Из воздуха поглощает углекислый газ с образованием основного карбоната:

$\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}$${\mathsf {La_{2}O_{3}+2CO_{2}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2LaCO_{3}(OH)}}$ 

• При нагревании в присутствии восстановителей реагирует с газообразным сероводородом:

$\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\stackrel{{\mathsf{1000}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {La_{2}O_{3}+3H_{2}S+3C\ {\xrightarrow {1000^{o}C}}\ La_{2}S_{3}+3CO+3H_{2}}}$ 

• В присутствии восстановителей реагирует с хлором:

$\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\stackrel{\mathsf{800}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{900}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{L}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {La_{2}O_{3}+3Cl_{2}+3C\ {\xrightarrow {800-900^{o}C}}\ 2LaCl_{3}+3CO}}$ 

ПрименениеПравить

• Компонент специальных стёкол.
• Высокотемпературная керамика.
• Промежуточный продукт в производстве фторида лантана.

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.